斜輥穿軋機軋輥的校準的製作方法

2023-05-05 09:50:01

專利名稱：斜輥穿軋機軋輥的校準的製作方法
技術領域：
本發明涉及一種斜輥穿軋機軋輥的校準，用於在芯棒上，尤其是在阿塞爾軋機上軋制預先穿孔的空心管坯，所述的阿塞爾軋機至少具有三個相互間隔120°、相對軋輥軸成α展開角的並且繞與軋輥軸成γ輸送角的軸線擺動的軋輥，每個軋輥都具有一個銳進錐體、一個軋制部分(肩)和一個與圓錐體連接的壓光部分。
在根據曼內斯曼(Mannesmann)、斯蒂費爾(Stiefel)、狄舍爾(Diescher)和阿塞爾(Assel)製造的金屬實芯管坯和金屬空心管坯的軋孔和軋長的已知的各種斜輥芯棒機上，在空心管坯以及管上總有螺旋線形的壁厚不均勻的現象。這在空心管坯的橫截面上形成偏心，即內外圓周的中心相互偏離；在縱截面上形成了周期性的、相互交替的管壁的厚與薄。這種偏差在相應的尺寸上反應了管子質量的下降。一般來說，軋管商都努力達到形狀的精確度，避免不期望的次品。
造成螺旋線形狀的原因主要在於軋輥沒有充分地校準。如果必要的後續軋制過程是縱向軋制工藝，則對作為預軋管步驟的孔斜輥芯棒機(Lochschraegwalzanlagen)而言可以忽略對軋輥的校準。這些後續軋制例如可以是芯棒軋機機列、頂管機或連續軋管機。如果螺旋線沒有完全被排除，現在在縱向軋制工藝中螺旋線將被整平。
如果後續軋制過程還是一個斜輥芯棒工藝，例如在狄舍爾或阿塞爾軋管機上，由穿孔過程形成的螺旋線不會完全被整平，相反還會產生新的螺旋線，它覆蓋在現有的螺旋線上並由此可能得到加強。
大約60年前由沃爾特·阿塞爾(Walter Assel)研製的用於生產直徑/壁厚比為大約16∶1的耐磨軸承管和厚壁旋轉部件管的阿塞爾軋制工藝，通過參數的改進進一步發展成一種有效的軋制工藝。它應用在生產中厚和厚壁的管上，尤其是無暇表面和小公差的管，例如用於生產耐磨軸承管。阿塞爾軋管機以在穿孔杆上斜輥工作原理工作，使用三個錐形軋輥，它們相互相距120°，與軋製件軸斜置。對此軋輥可以調整到垂直於軋輥軸，使在一臺阿塞爾軋管機上生產多種直徑的管。阿塞爾軋管機主要由一個銳進部分、一個軋制部分(肩)、一個壓光部分和一個圓弧形退出部分組成。主要變形工作發生在軋制部分的肩上。在狄舍爾工藝上使用了兩個所謂的筒輥，與狄舍爾工藝相比，阿塞爾工藝具有優點，如通過使用至少三個軋輥改進了軋製件的進給並且不再需要使用進給盤。一個特別的優點是，阿塞爾軋管機只需較小直徑的軋輥，因此，一般來說阿塞爾軋管機可以製造得比狄舍爾軋管機小。
在阿塞爾工藝中，空心管坯可以直接插到變形帶上，用它的壁厚穩定還在軋輥的所謂的壓光部分的變形帶後面的已軋制的管的壁，並以這種方式省去了多餘的三角支撐。因此，當為了能軋出沒有喇叭形的管而採取一定的措施時，直徑/壁厚比可達35∶1(德國專利3823135)。
如在阿塞爾軋工藝中一樣，直到現在還沒有解決的是，避免以及減少上述的螺旋線形。儘管在傳統的阿塞爾工藝上以及在管壁較厚時，眾所周知可以達到較小的壁厚公差從±4％至±7％，但在薄壁上這個公差還可以令人滿意。
本發明的目的在於通過避免和減少螺旋線進一步改善公差，尤其是使用阿塞爾工藝軋制薄壁管。
本發明採取的措施是把下列措施結合起來a.為形成輸送角(γ)而繞每個軋輥的擺動的擺軸(X—X)垂直切割軋製件軸(Y—Y)，並穿過壓光部分(4)的中點延伸；b.根據那裡現有的管直徑(芯棒杆直徑＋2倍的壁厚)，軋輥(1)的壓光部分(4)製成凹形；c.軋輥(1)的壓光部分(4)的長度選擇成，所有三個軋輥(1)的壓光部分(4)覆蓋面達115至150％；d.軋輥(1)的輸送角(γ)為7°至15°，最好為10°。為軋輥的輸送角γ而給定的區域要考慮這樣的事實，理論上本發明的軋輥型縫最理想地只應用在單一的管直徑上。由於在實踐中，在阿塞爾軋管機上可軋制各種直徑的管，所以壓光部分的曲率要這樣確定，曲率要適合中等直徑管。儘管由此產生壁厚公差的微小下降，但通過在給定區域改變輸送角γ，找到一個壓光部分輪廓線對管的最佳位置，從而得到糾正。
用所建議的措施可以達到顯著改善公差的目的，尤其是在薄壁時。
本發明的實施例在附圖中表示並在下面敘述。附圖是

圖1.傳統的阿塞爾軋管機的三個阿塞爾軋輥之一，它處在具有所謂的發散軋輥排列位置的管的縱向中間平面上；圖2.輸送角γ＝0的阿塞爾軋輥頂視圖3.根據本發明擺動的阿塞爾軋輥的頂視圖；圖4.根據本發明精軋的阿塞爾軋輥之一的側視圖。
根據圖1，軋輥1由進給錐體2、軋制部分(肩)3、壓光部分4和圓錐體5組成。銳進錐體2和壓光部分4有直的輪廓線，銳進錐體2還可以分為具有不同錐角的兩個錐體，在圓錐體5上也是如此，圓錐體5也可以是具有凸狀輪廓線的圓錐。
空心管坯6被夾在銳進錐體2上，在轉動中被送進軋輥1中。在此空心管坯6的內外直徑減小至使得空心管坯位於軋輥之下的內表面與芯棒杆8接觸。壁厚變薄主要發生在這裡。壁厚主要是在肩3下變小。壓光部分4用於使由空心管坯6軋製成的管的壁厚均勻。管在肩3和壓光部分4下軋制中伸長並且出現多角形的截面，因為在位於軋輥之間的區域中的管壁形成了凸起。在接著的圓錐體5上多角形管7被整圓。
如圖1的側視所示，軋輥1以對縱軸Y—Y的斜角α轉動，軋輥軸Z—Z在A點與縱軸Y—Y相交。在軋輥的頂視圖(圖2)中可很清楚地看出，在這種情況下，輸送角γ為0°，軋輥對空心管坯6不起輸送作用。因此通過圖1中軋輥繞擺軸X—X擺動，使軋輥位於輸送角γ＞0°的位置。在傳統的阿塞爾軋管機上，擺軸X—X穿過軋輥的高點，在最大直徑的筒形斜軋輥和在軋輥直徑在外肩緣上的阿塞爾軋輥上也是如此。在所有三個軋輥上這種情況都是一樣的。
根據圖2，在幾何理想狀態下，即當輸送角γ＝0°時，壓光部分4的輪廓線絕對平行於相對而置的芯棒杆8的輪廓線10，如圖1所示。在這種情況下，軋輥軸Z—Z和縱軸Y—Y在切點A相交。在這個位置時，也就是在輪廓線9和10平行時，在壓光部分4下的軋輥縫隙在各處都是一樣寬。也就是，在這裡所軋制的管7的壁在壓光部分4下的各處都是一樣厚的。如果壓光部分4足夠長並且與其它軋輥一起有足夠的覆蓋面，就不會在管7上出現螺旋線。
由於為了使軋制物以螺旋形式向前移動，軋輥要繞輸送角γ轉動，壓光部分4的輪廓線9從最窄的位置開始，以不斷增大的間距遠離芯棒杆8的輪廓線10，最窄的位置在肩的高點。兩輪廓線9和10的間距增加。同樣從軋輥方向看，在壓光部分4的管7的厚度也增加了。由於管7按照軋輥圓周速度並以輸送角γ推進轉動(此時要考慮到推進作用的程度)，管7在這種方式下產生一個螺旋線形的不均勻的壁厚，稱之為簡單螺旋線。螺旋線是按照軋輥的數目重複出現的。
試驗軋制產生出0.3mm深度的螺旋線，用螺旋線的深度說明螺旋線上最厚和最薄的壁厚之差。測量是通過對螺旋線的計算檢查進行的，如下面的例子所示人們在現代阿塞爾軋管機上通常設定輸送角γ＝10°並設定軋輥1的壓光部分4下的直徑D＝250mm，在三個軋輥上算出螺旋線的螺距為大約46mm。為了達到三個軋輥的壓光部分的完全覆蓋，壓光部分的長度必須比這個尺寸略大一些。
另一方面，壓光部分也不要太長，因為太長阿塞爾軋管機的推進作用程度受到限制。最窄的點恰好放在軋輥肩3的外緣上，在這個條件下，所計算出的最大輪廓線間距為0.25＋Smm，S代表管的壁厚。
本發明建議把各種措施結合起來，這種結合防止管上的螺旋線形狀。通過如圖4所示的那樣把軋輥擺軸X1—X1放在軋輥1的壓光部分4的中間，其結果是，在直輪廓線9上，輪廓線9、10之間的間距向擺軸X1—X1兩邊分開並平分。通過這種方式，管子壁厚的公差可以得到顯著的改善。通過把壓光部分製成略向內彎曲的凹形輪廓線的形狀，公差進一步得到改善。輪廓線的曲線是這樣設置的，直接與芯棒杆8的輪廓線10對置的壓光部分4的輪廓線9，在給定的中等輸送角γ的情況下，在其全部長度上具有相距輪廓線10相同的間距。這樣，位於壓光部分4的管7的壁以均勻的厚度被軋制並且螺旋線形狀被消除。壓光部分的長度選擇成，覆蓋面在115至150％之間。
在理論上這意味著，軋輥的形狀只能用在單一直徑的管上。由於在實踐中，阿塞爾軋管機要軋制不同直徑的管，壓光部分4的曲率就選擇成適合中等直徑的管。由此又產生出壁厚公差的微小下降，但通過改變在給定區域的輸送角γ，可以予以糾正。以這種方式，可以使輪廓線9、10置於理想的位置。
結果，通過所建議的措施的結合在阿塞爾軋輥上達到壁厚公差的顯著的改善。
權利要求
1.斜輥穿軋機軋輥的校準，用於在芯棒上，尤其是在阿塞爾軋機上軋制預先穿孔的空心管坯，所述的阿塞爾軋機至少具有三個相互間隔120°、相對軋輥軸成α斜角傾斜並且相對繞與軋輥軸線擺γ輸送角的軋輥，每個軋輥都具有一個進給錐體、一個軋制部分(肩)和一個與圓錐體連接的壓光部分，其特徵在於下述措施的結合a.為形成輸送角(γ)而繞每個軋輥的擺動的擺軸(X—X)垂直切割軋製件軸(Y—Y)，並穿過壓光部分(4)的中點延伸；b.根據那裡現有的管直徑(芯棒杆直徑＋2倍的壁厚)，軋輥(1)的壓光部分(4)製成凹形；c.軋輥(1)的壓光部分(4)的長度選擇成，所有三個軋輥(1)的壓光部分(4)覆蓋面達115至150％；d.軋輥(1)的輸送角(γ)為7°至15°，最好為10°。
全文摘要
斜輥穿軋機軋輥的校準，用於在芯棒上，尤其是在阿塞爾軋機上軋制預先穿孔的空心管坯，通過下述措施的結合使壁厚公差得到顯著的改善每個軋輥為形成輸送角γ而繞擺軸X-X擺動，擺軸垂直切割軋製件軸Y-Y，並穿過壓光部分4的中點；根據那裡現有的管直徑(芯棒杆直徑+2倍的壁厚)，軋輥1的壓光部分製成凹形；軋輥1的壓光部分4的長度選擇成，三個軋輥的壓光部分覆蓋面達115至150％；輸送角γ為7°至15°，最佳為10°。
文檔編號B21B17/00GK1120981SQ9510969
公開日1996年4月24日 申請日期1995年7月31日 優先權日1994年9月12日
發明者格奧赫·阿惱圖, 卡爾·H·豪斯勒, 于爾根·皮施, 岡特·沃斯溫·凱爾, 卡爾·H·溫根羅斯 申請人:曼內斯曼股份公司