立式輾環機的軸向輾壓裝置的製作方法

2023-05-27 15:36:26 1

專利名稱：立式輾環機的軸向輾壓裝置的製作方法
技術領域：
本實用新型立式輾環機的軸向輾壓裝置，是普通立式輾環機的附加裝置，它解決 了立式輾環中常出現的側面毛刺和端面凹陷的鍛造缺陷，提高了鍛件質量。屬機械設計制 造領域。
技術背景輾環機已問世幾十年，被廣泛應用在各類軸承內外環、法蘭、齒圈和火車輪箍等數 千萬噸的各種環件的大批量生產中。在環件的擴孔過程中，環件兩側面的毛刺和端面凹陷， 是常見又難免的缺陷。這是由於在輾環過程中，受壓和形變僅發生在環件內外徑的表面層， 在主輾壓輪的切向摩擦力的作用下，環件內部產生拉應力所致。尤其是輾擴比(環件擴後 內徑與擴前毛坯內徑之比)大的環件，其端面凹陷深度常達幾毫米。這就需要加大環件毛 坯的軸向高度和後續的機加工費用，從而降低了材料利用率並提高了製造成本。 輾環機主要有立式輾環機和臥式輾環機兩大類。前者常用於直徑小於400毫米的 中小型環件的生產；後者用於大型環件，現今的臥式輾環機構造複雜並已實現數控，它安置 了體積龐大、結構複雜的的軸向輾壓部件，它的上下兩個錐形軋輥分別由調速電機經變速 箱驅動，上軋輥用油缸拖動對環件端面施壓，整個部件又藉助液壓伺服系統隨環件直徑擴 大而沿徑嚮導軌作跟蹤運動。它雖較好地解決了環件端面凹陷和毛刺之類的缺陷，但結構 複雜龐大、造價高昂，一臺臥式輾環機的售價常為普通立式輾環機的十幾倍、甚至數十倍。 僅其軸向輾壓部件的造價就超過了幾臺立式輾環機的總價。昔日的各種規格的立式輾環機加工的環件直徑一般都不超過400毫米，隨著技術 的發展和環件需求量的增長，現在設計製造的立式輾環機已能軋制直徑達1200毫米的環 件，由於其售價僅是臥式輾環機售價的零頭，而受到大多數中小企業的歡迎。目前國內外的 立式輾環機由於多種原因都沒有設置軸向輾壓裝置，因此無法解決立式輾環機的環件的側 面毛刺和端面凹陷的慣性質量問題，對輾擴比大於5或直徑大於500毫米的環件，為克服上 述缺陷，常需採取多火加熱、火間鍛平端面的措施。顯然，這不僅影響了環件質量、提高了成 本，而且降低了生產效率
實用新型內容
本實用新型就是針對立式輾環機的上述不足，設計一種適合於立式輾環機的新型 軸向輾壓裝置，它不同於臥式輾環機軸向輾壓裝置的龐大和複雜，其結構簡單實用、便於安 裝、且調整操作方便。在環件徑向輾壓(擴孔)過程中，同時對環件的軸向兩端面進行輾壓， 以達到消除環件側面毛刺和端面凹陷的缺陷。本實用新型的技術方案如下本裝置的構架的下部安裝著一個由油馬達驅動的、在原地旋轉的下託軋輥，下託 軋輥的上表面(上母線)略高於機器原有的託住環件下端面的擋板，參與託住環件並協助 環件轉動，相當於一個能主動轉動的滾動擋板。構架的上部斜置著一個錐形上壓軋輥，其下表面(下母線)與環件上端面接觸，上壓軋輥由與其同軸的油缸體(活塞不動)拖動，沿一 定角度(20-30度)作伸縮運動，以壓向或離開環件的上端面。上壓軋輥和油缸整體可沿構 架導軌作上下調整運動(手動或機動)，以調整上壓軋輥的工作位置，適應軋制不同高度的 環件，調好後用活塞杆端的螺母緊固之。上壓軋輥與不轉的油缸體間有軸承，在軋制過程中 隨環件旋轉而被帶轉。由油缸推動的並被環件帶轉的上壓軋輥和原處主動轉動的下託軋輥 組成一對軋輥，夾住環件的兩側，在主機輾環的同時，對環件兩端面實施周而復始的連續地 滾動輾壓，以消除側面毛刺和端面凹陷。因本裝置是用螺釘安裝在機器床面上，不能隨環件直徑擴大而跟隨運動，應布置 在床面芯輥右上方的芯輥與推力輥之間的區域或左上方的芯輥與信號輥之間的區域，因該 區域環件在擴孔過程中端面位移較小，從而能保持該裝置的一對軋輥與環件端面的接觸。本裝置是立式輾環機的獨立附設機構，新造機器設置或舊機改造添置均可，它可 與主機聯動實現自動運行，隨著環軋(擴孔)工序的開始或結束，本裝置自動進入或退出工 作狀態，不僅操作簡便且便於工件的上料或取下。本實用新型立式輾環機軸向輾壓裝置的有益效果1、解決了立式輾環機生產中的環件側面毛刺和端面凹陷的老大難缺陷，改善了環 件質量。2、節約了原材料，提高了生產效率，擴大了普通立式輾環機的工作範圍。 3、結構簡單、可靠實用、安裝調整方便、造價低。4、無須複雜控制系統就可與主機聯動實現自動運行。

1、軸向輾壓裝置的機械結構示意圖。2、軸向輾壓裝置的液壓原理圖。
具體實施方案
以下結合附圖對本實用新型作進一步說明，但非限制其範圍。見附圖1和附圖2，底板11焊接在機器的床面上，本裝置的構架14藉助螺釘12安 裝在底板11上，構架14的下部安裝著用軸承組18支承的下託軋輥19，下託軋輥其上表面 略高於工具機上原有的環件擋板，與環件20的下端面接觸，下託軋輥19的右端用鍵17與油 馬達15的輸出軸相連，油馬達15藉助油馬達支架16固定在底板11上。構架14的上部是 傾鈄a角的垂直導軌13，上部敞開的導軌13用螺釘7藉助上蓋板6將其封閉，滑塊4內裝 有可軸向運動的油缸體3，油缸體3的左端藉助軸承組2支承著夾角為2a的錐形上壓軋輥 1，油缸體1的右端有油缸蓋8，活塞9的活塞杆其端部穿過構架14的端板上的長孔並用螺 母10固定。當壓力油經活塞杆內的油路進入油缸體3的大腔時，油缸體3帶著可自由轉動 的上壓軋輥1伸出(行程為S)並壓在環件20的上端面上，與下託軋輥構成一對軋輥。滑 塊4連同安裝在其上的油缸體3、活塞9及上壓軋輥1，藉助帶手柄的提升螺杆5 (也可藉助 液壓油缸拖動)，在構架14的導軌13上作調整高度H的升降運動，以適應不同高度的環件， 高度調整好之後，用螺母10將其固定。電動機32帶動油泵29將油箱31內的油，經濾油器 30抽至壓力油路，溢流閥26調定最大壓力並顯示在壓力表28上，兩位二通電磁換向閥27連通溢流閥26的控制口，斷電時油泵29卸荷。油泵出口分兩路，一路經兩位二通電磁換向 閥21通向油馬達15的進油口，帶動下託軋輥19轉動；另一路經減壓閥22減壓後(調定壓 力顯示於壓力表23上)，經兩位四通電磁換向閥24和活塞9內的通道到油缸體3的大、小 腔，在小腔的通道上設有壓力繼電器25(PJ2)。與主機聯動後的自動運行過程如下當立式輾環機的主油缸33帶動旋轉的主輾壓輪下壓至環件表面時，輾環過程開 始，環件開始轉動，主油缸33施壓腔升至調定的工作油壓，主油缸33油路上的壓力繼電器 PJl動作，1DT、2DT、3DT通電，電磁換向閥21、24、27換向，油泵29輸出的壓力油一路經電磁 換向閥21，驅動油馬達15帶動下託軋輥19轉動，空轉時其表面線速度必需大於環件外園的 線速度；另一路經減壓後通過電磁換向閥24到油缸體3的大腔，油缸體3帶動可自由轉動 的上壓軋輥1伸出並壓在環件20的上端面上。主動轉動的下託軌輥與自由轉動的上壓軋 輥構成一對軋輥，在主機輾環的同時，對環件兩端面進行周而復始的連續地滾動輾壓。因油 馬達的轉矩遠小於主輾壓輪的轉矩，環件的線速度將取決於主輾壓輪的線速度，此時下託 軋輥(油馬達)的轉速將跟隨環件端面的速度，下託軋輥還起著協助環件轉動的滾動擋板 的作用。當環件外徑與信號輥一接觸，表明環件已擴孔到尺寸，環輾過程結束。此時主輾壓 輪迴程上升離開環件，主油缸33施壓腔變成低壓回油，壓力繼電器PJl復位斷開，1DT、2DT 斷電，電磁換向閥21、24復位，油馬達15 (下託軋輥19)停轉，油缸體3小腔進油，帶動上壓 軋輥斜向後退離開環件，當油缸體縮回到位後，小腔壓力升高，壓力繼電器PJ2動作使3DT 斷電，油泵回到卸荷狀態，軸向輾壓裝置的一個工 作循環過程結束。
權利要求本實用新型立式輾環機的軸向輾壓裝置，是一個獨立的附加裝置，在主機環輾的同時，對環件兩端面實施周而復始的連續地滾動輾壓，其特徵是在裝置的構架的下部安裝著一個由油馬達驅動的、在原地旋轉的下託軋輥，構架的上部斜置著一個錐形上壓軋輥，上壓軋輥由與其同軸的油缸體拖動，沿一定角度作伸縮運動，上壓軋輥和油缸整體可沿構架導軌作上下調整運動，上壓軋輥與不轉的油缸體間有軸承，在軋制過程中隨環件旋轉而被帶轉，由油缸推動的並由環件帶轉的上壓軋輥和原處主動轉動的下託軋輥組成一對軋輥，夾壓環件的兩側端面。
2.由權利要求1所述的立式輾環機的軸向輾壓裝置，它與主機聯動後能實現自動運 行，隨著環軋工序的開始或結束，本裝置自動進入或退出工作狀態，其特徵是立式輾環機 的主油缸(33)油路上設有壓力繼電器PJ1，油泵(29)輸出的壓力油一路經電磁換向閥 (21)，驅動油馬達(15)；另一路經減壓後通過電磁換向閥(24)到油缸體(3)的大、小腔，小 腔油路上設有壓力繼電器PJ2。
專利摘要本實用新型立式輾環機的軸向輾壓裝置，是普通立式輾環機的獨立附加裝置。由油缸推動的並由環件帶轉的上壓軋輥和由油馬達驅動的下託軋輥組成一對軋輥，在主機輾環的同時，夾住環件的兩側，對環件兩端面實施周而復始的連續地滾動輾壓。以消除環件側面毛刺和端面凹陷的鍛造缺陷，降低了材料消耗，提高了鍛件質量。其結構簡單，安裝方便、造價低。與主機聯動後能實現自動運行，隨著環軋工序的開始或結束，本裝置自動進入或退出工作狀態，操作和調整十分簡便。既可用於新造機器配套，也可用於舊機改進添置。
文檔編號B21J13/00GK201586721SQ20092021276
公開日2010年9月22日 申請日期2009年12月9日 優先權日2009年12月9日
發明者李培興, 江紹成 申請人:江紹成;李培興