超大型辗环机制造技术

本发明专利技术涉及金属压力成型领域，提供了一种轧制力大、刚性好能适应大型筒节制造要求，加工精度高，加工效率高，加工成本低的超大型辗环机，其机架包括纵向并相对设置的传动侧机架和操作侧机架，各辊两端支撑且轴线均为水平设置；驱动辊设置于机架下部，芯辊位于驱动辊上方；芯辊轴向双向至少其中之一设置为芯辊抽出方向，沿抽出方向由芯辊一端指向另一端，其中起点端为悬空端，终点端为抽出端；由芯辊及其抽出端芯辊轴承座、或者由芯辊及其两端的芯辊轴承座组成抽出单元；设置有沿芯辊抽出方向往复运动的抽辊机构，抽辊机构设置有抽出单元的可拆卸式固定结构。适合生产大型核电、石化容器和航天航空等领域轴向尺寸、重量、壁厚大的大型筒节。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属压力成型领域，尤其是一种用于加工筒体锻件的超大型辗环机。
技术介绍
环件即如轴承环、齿圈、法兰、轮毂等各类无缝环形锻件，环件产品广泛应用于机 械、汽车、火车、船舶、石油化工、航空航天、原子能、风力发电等众多工业领域。环件轧制亦 称辗环、环件辗扩、扩孔、轧环，即通过轧制设备使环件产生连续局部塑性变形，进而实现壁 厚减小、直径扩大、截面轮廓成形的塑性加工工艺。辗环常用设备为辗环机，亦称轧环机、环轧机、扩孔机，其包括机架、驱动辊、芯辊、 芯辊进给机构、抱辊及抱辊调整机构、驱动机构及传动机构。芯辊、驱动辊、抱辊轴线相互平 行，驱动辊两侧分别设置有一套抱辊及抱辊调整机构，驱动辊及两侧抱辊以环件外圆为共 切圆，芯辊与驱动辊相对设置且芯辊与环件内圆相切。加工时，驱动辊通过传动机构驱动，环件在摩擦作用下绕其自身轴线转动，抱辊、 芯辊在摩擦作用下被环件带动绕自身轴线转动；通过抱辊调整机构调整抱辊的位置，进而 改变驱动辊、抱辊共切圆的直径，最终确定环件外圆直径；环件转动过程中，通过芯辊进给 机构使芯辊压下，从而环件沿周向产生连续的局部塑性变形，进而使环件壁厚和内圆直径 达到预期值。现有的辗环机，根据各辊轴线设置方向的不同，可分为轴线倾斜布置的立式，国内 设备代号D 51系列；轴线垂直布置的卧式，国内设备代号D52系列。无论立式还是卧式，均 为单机架结构，驱动辊、芯辊、抱辊一端固定，一端悬空，环件通过各辊悬空端之间的开口上 下料。其中立式的抱辊、驱动辊、芯辊均设置于机架顶部也即环件的顶部，芯辊位于驱动辊 下方，环件重量通过芯辊悬挂支撑；卧式的机架为一平台，环件重量通过机架支撑。由于采用单机架结构，现有辗环机普遍存在以下缺点刚性差，轧制时，各辊悬空 侧变形大，不利于提高轧制能力。轧辊轴线与传动轴轴向均不平行，传动系统均需配置转 向机构，而转向机构则限制了轧制能力的提高，同时传动系统复杂，增加了设备和基础的造 价，如轧辊纵向布置的卧式结构，使轧制力受伞齿轮模数制约难以提高。由于上述局限，目 前国内外辗环设备最大轧制力不超过600吨，生产的环件重量、规格小，高度普遍小于1米， 仅用于轴承环、齿圈、法兰、轮毂等产品的生产制造。随着我国核反应堆、石油化工、风力发电、航空航天等重要领域技术装备的快速发 展，对大型筒型锻件的需求与日俱增，同时对环件的尺寸、性能和材质都提出了更高的要 求。但这种大型筒节对设备能力要求极高，生产难度较大，现有的辗环机设备和工艺无法适 应其生产。因此目前大型筒型锻件生产还不得不依靠大型水压机进行自由锻造来解决，该 工艺生产工效低，尺寸精度差，锻件利用率较低，需多次加热，能耗大，锻件制造成本较高。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种轧制力大、刚性好，能适应大型筒节制造要求，加工精度高、效率高、成本低的超大型辗环机。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是超大型辗环机，包括机架、驱动辊、 芯辊、芯辊进给机构、抱辊及抱辊调整机构；所述芯辊、驱动辊、抱辊轴线相互平行，所述芯 辊、抱辊分别通过芯辊进给机构、抱辊调整机构支撑；所述驱动辊两侧分别设置有一套抱辊 及抱辊调整机构，驱动辊及两侧抱辊以环件外圆为共切圆，芯辊与驱动辊相对设置且芯辊 与环件内圆相切，所述机架包括纵向并相对设置的传动侧机架和操作侧机架，所述驱动辊、 抱辊、芯辊轴线均为水平设置；所述驱动辊设置于传动侧机架和操作侧机架下部之间，所述 驱动辊两端分别通过驱动辊轴承座支撑；所述芯辊设置于传动侧机架和操作侧机架之间并 位于驱动辊上方，所述芯辊进给机构成对并分别设置于芯辊两端，所述芯辊两端分别通过 芯辊轴承座与对应芯辊进给机构相连；所述抱辊两端分别通过抱辊轴承座与对应抱辊调整 机构相连；所述芯辊轴向双向至少其中之一设置为芯辊抽出方向，沿抽出方向由芯辊一端 指向另一端，其中起点端为悬空端，终点端为抽出端；由芯辊及其抽出端芯辊轴承座、或者 由芯辊及其两端的芯辊轴承座组成抽出单元；设置有沿芯辊抽出方向往复运动的抽辊机 构，所述抽辊机构设置有抽出单元的可拆卸式固定结构。本专利技术的有益效果是上下料时，拆卸抽出单元所包括芯辊轴承座与芯辊进给机 构之间的连接，抽出单元通过可拆卸式固定结构与抽辊机构连接并随抽辊机构抽出至机架 外。因此套入环件内的芯辊作为抽出单元的一部分被抽出，环件由行车经传动侧机架和操 作侧机架之间的顶部开口进行吊装上下料；吊装后，芯辊再作为抽出单元的一部分由抽辊 机构送入两侧机架之间，完成抽出单元内芯辊轴承座与芯辊进给机构之间的连接后拆卸抽 出单元与抽辊机构之间的连接。从而克服了采用双机架并水平布置各辊时，无法上下料的 问题。而通过水平布置各辊，并采用双机架结构，驱动辊、芯辊、抱辊均通过两端支撑，支撑 好，芯辊进给机构能提供大轧制力，双机架刚性好，能够承受大轧制能力，因此能够轧制环 件产品的规格多、重量大、范围广。水平布置，传动系统无需转向，不需伞齿换向，传递力矩 不受伞齿轮模数制约，结构简单、合理，设备和基础的造价低。因此，本专利技术的辗环机刚性 好、轧制力大，能适应大型筒节制造要求。环件重量通过驱动辊、抱辊支撑，受力合理，环件 相对驱动辊上置，便于观察、操作，无需设置专用的环件装卸设备，基础简单。 与现有水压机自由锻相比加工大小筒节相比，加工效率高，连续辗环时间短，加热 次数少，节约能源，减少损耗；加工精度高，大大减少后续加工余量，提高材料利用率，降低 制造成本；轧制比大，连续辗压，锻件变形均勻可减少锻造裂纹的产生以及晶粒的长大，环 件性能好；与锻造相比，冲击、震动和噪音小。采用本专利技术的辗环机，可以弥补现有辗环机的 结构缺陷和能力局限，替代传统大型筒体锻件采用自由锻造进行精锻生产模式，适合生产 大型核电、石化容器和航天航空等领域急需的轴向尺寸、重量、壁厚大的大型筒节。为了方便抽辊，实现芯辊的快速拆装，进一步的，所述芯辊进给机构是设置于芯辊 上方的进给液压缸，所述芯辊下方设置有平衡液压缸；所述芯辊轴承座顶面与进给液压缸 活塞杆相接触、底面与平衡液压缸活塞杆相接触、至少一侧侧面与机架滑动配合；所述抽出 单元所包括芯辊轴承座与对应机架之间设置有轴向限位结构。作为一种优选方案，所述抽辊机构设置于机架外侧，包括悬臂支架、设置于悬臂支 架顶部的抽出单元固定结构、小车及其轨道，所述小车设置有防倾翻结构，所述悬臂支架固 定于小车与机架相邻的一端。悬臂式抽辊机构结构简单，设置方便。为了避免悬空端芯辊轴承座尺寸大于环件内径导致无法抽出，同时为了减轻抽出 单元悬空端重量，所述抽出单元包括芯辊、抽出端芯辊轴承座，所述悬空端芯辊轴承座与对 应机架之间设置有轴向双向限位结构。为了方便抽出、插入时，悬空端芯辊轴头与芯辊轴承座的连接，所述芯辊悬空端轴 头设置有锥度，沿芯辊轴向芯辊悬空端轴头由芯辊内侧至芯辊外侧直径逐渐减小，所述芯 辊悬空端轴头与悬空端芯辊轴承座内的轴承通过轴套相连。为了实现抽出单元与抽辊机构的快速链接，作为一种优选方案，所述芯辊抽出端 设置有芯辊扁头；所述抽出单元的固定结构由设置于悬臂支架顶部的套筒、卡板、卡板的驱 动机构组成；所述套筒与机架相邻的端部沿芯辊轴向设置有与芯辊扁头形状相一致的插 孔，所述插孔两侧至少其中一侧设置有沿芯辊轴向的插本文档来自技高网...

【技术保护点】
超大型辗环机，包括机架、驱动辊（２０）、芯辊（３０）、芯辊进给机构、抱辊（４０）及抱辊调整机构；所述芯辊（３０）、驱动辊（２０）、抱辊（４０）轴线相互平行，所述芯辊（３０）、抱辊（４０）分别通过芯辊进给机构、抱辊调整机构支撑；所述驱动辊（２０）两侧分别设置有一套抱辊（４０）及抱辊调整机构，驱动辊（２０）及两侧抱辊（４０）以环件（１０）外圆为共切圆，芯辊（３０）与驱动辊（２０）相对设置且芯辊（３０）与环件（１０）内圆相切，其特征在于：所述机架包括纵向并相对设置的传动侧机架（１１）和操作侧机架（１２），所述驱动辊（２０）、抱辊（４０）、芯辊（３０）轴线均为水平设置；所述驱动辊（２０）设置于传动侧机架（１１）和操作侧机架（１２）下部之间，所述驱动辊（２０）两端分别通过驱动辊轴承座（２２）支撑；所述芯辊（３０）设置于传动侧机架（１１）和操作侧机架（１２）之间并位于驱动辊（２０）上方，所述芯辊进给机构成对并分别设置于芯辊（３０）两端，所述芯辊（３０）两端分别通过芯辊轴承座（３２）与对应芯辊进给机构相连；所述抱辊（４０）两端分别通过抱辊轴承座（４２）与对应抱辊调整机构相连；所述芯辊（３０）轴向双向至少其中之一设置为芯辊（３０）抽出方向，沿抽出方向由芯辊（３０）一端指向另一端，其中起点端为悬空端，终点端为抽出端；由芯辊（３０）及其抽出端芯辊轴承座（３２）、或者由芯辊（３０）及其两端的芯辊轴承座（３２）组成抽出单元；设置有沿芯辊（３０）抽出方向往复运动的抽辊机构，所述抽辊机构设置有抽出单元的可拆卸式固定结构。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：江浩，崔永刚，陈建平，叶洪生，钟晓兵，漆小虎，
申请(专利权)人：二重集团德阳重型装备股份有限公司，
类型：发明
国别省市：51[中国|四川]