專利名稱：大型碾環(huán)機的主輥裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實用新型涉及一種大型無縫環(huán)件熱軋成型設(shè)備，即大型數(shù)控徑軸向碾環(huán)機，具體是一種結(jié)構(gòu)更合理的大型數(shù)控徑-軸向碾環(huán)機的主輥裝置。
背景技術(shù)：
大型數(shù)控徑-軸向碾環(huán)機是大型無縫環(huán)件熱軋成型的專用設(shè)備，即通過對加熱后毛坯施加徑、軸向軋制力，實現(xiàn)壁厚減薄、直徑擴大、截面輪廓的成形。軋制原理參見圖I。大型徑-軸向碾環(huán)機的主輥裝置是軋制時環(huán)件旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動部件，始終和環(huán)件外圓接觸，并配合與環(huán)件內(nèi)圓接觸的芯棍，對環(huán)件徑向方向施加軋制力(參見圖I)。由于環(huán)件碾擴屬于熱軋成型，環(huán)件毛胚開始軋制時已加熱到超過華氏1000度，整個軋制過程主輥都受 到熱傳導(dǎo)而升溫。在軋制間歇上下料時，又受到噴灑的冷卻水影響而降溫。大型碾環(huán)機的主輥外徑比較大，一般在IOOOmm以上，大軋制力的大型徑軸向碾環(huán)機主輥外徑在1300mm以上。加上主輥屬于模具，需要用特種鋼材，從經(jīng)濟性和便于加工制造考慮，主輥部件一般采用里外三層、上下分段設(shè)計。最里邊是主輥軸，中間是普通材料的套筒，外層是特殊材料的主輥。根據(jù)所軋環(huán)件的高度，外層的主輥上下一般分3飛段不等，最上端有一壓蓋通過螺栓對分段的主輥進行軸向定位，壓蓋和最上端的主輥通過斜面接觸以便于提供預(yù)緊力。(參見圖2)。主輥和芯棍并不存在完全理想化的平行狀態(tài)，環(huán)件軋制又是一個不斷變化的復(fù)雜過程，所以軋制過程中主輥需要承受一定的軸向分力。也就是說分段的主輥最上端的壓蓋必須提供一定的預(yù)緊力。風電、航空航天、核電、船舶等行業(yè)需要600(Tl0000mm直徑的大型無縫環(huán)件，單個環(huán)件重量可達20噸左右。由于所加工環(huán)件的大型化，單個環(huán)件的軋制過程變長，主輥受到熱影響時間更長，溫升更高，主輥熱脹冷縮變形更大。在實際生產(chǎn)過程中，存在主輥上壓蓋螺栓因此撐斷的現(xiàn)象。螺栓斷裂帶來設(shè)備的意外停機，由于所軋環(huán)件較大(單個大型環(huán)件重量可達20噸)，會造成嚴重的經(jīng)濟損失，而隨后的設(shè)備恢復(fù)也因各零部件既大且重變得很麻煩，費時費力。
發(fā)明內(nèi)容針對現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本實用新型提供一種結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠的大型數(shù)控徑-軸向碾環(huán)機的主輥裝置，其上壓蓋既能提供足夠的預(yù)緊力以克服軋制時軸向的偏載力，又能避免熱脹冷縮造成的螺栓斷裂事故。本實用新型所采用的技術(shù)方案是一種大型碾環(huán)機的主輥裝置，它包括上蓋板，上蓋板為環(huán)形以及設(shè)置于上蓋板上的螺栓孔，其特征是在螺栓孔和上蓋板外緣之間設(shè)置卸荷槽，卸荷槽截面為半圓形。本方案的具體特點還有，所述卸荷槽截面為半徑為上蓋板厚度1/4的半圓形。大型碾環(huán)機的主輥裝置包括主輥軸、主輥套筒和上下分段的主輥(依據(jù)所加工環(huán)件高度分3到5段不等，參見圖2)。本實用新型的有益效果是該技術(shù)方案既延續(xù)了原有技術(shù)經(jīng)濟性的考慮，以及便于加工制造的特點；又通過一個簡單的小結(jié)構(gòu)，避免了原有技術(shù)的缺陷，尤其是在軋制大型環(huán)件時可能產(chǎn)生嚴重后果的缺陷，從而避免了原有技術(shù)結(jié)構(gòu)可能產(chǎn)生的設(shè)備事故，挽救不必要的經(jīng)濟損失。
以下結(jié)合附圖
和實施例對本實用新型進一步說明。本實用新型第實施例是濟南鑄鍛所申報的國家重大專項D53K-8000大型數(shù)控徑-軸向碾環(huán)機的主輥裝置。圖I是大型數(shù)控徑軸向碾環(huán)機工作原理示意圖。圖2是本實用新型第一個實施例的剖視圖。圖3是圖2中上蓋板I處局部放大圖。圖中1 一主輥，2 —芯棍，3—抱輥，4 一錐輥，5—環(huán)件，6—主輥軸，7—主輥套筒，
8—主輥，9 一上蓋板，10—預(yù)緊螺栓，11 一定位卡環(huán)，12—上軸承座，13—主輥座。
具體實施方式
如圖2所示，本實用新型的主輥裝置采用里外三層、上下分段設(shè)計。最里邊是主輥軸6，中間是普通材料的主輥套筒7。外層是分段的特殊材料的主輥8。主輥軸6通過軸承裝配在上軸承座12和主輥座13上。根據(jù)第一個實施例所要軋制環(huán)件1600mm的高度，外層的主輥3上下分了 5段。如果設(shè)備不需要軋制如此高度的環(huán)件，主輥8亦可減少分段數(shù)。主輥軸6與主輥套筒7之間由鍵條連接傳遞扭矩，由主輥軸6的下端臺階和定位卡環(huán)11進行軸向定位。主輥8和主輥套筒7之間也由鍵條連接傳遞扭矩，由主輥套筒7的下端臺階和上蓋板9進行軸向定位。上蓋板9通過預(yù)緊螺栓10與主輥套筒7緊固連接，上蓋板9和最上端的主輥8通過斜面接觸以便于提供預(yù)緊力。如圖3所示，一種大型碾環(huán)機的主輥裝置，它包括上蓋板9，上蓋板9為環(huán)形以及設(shè)置于上蓋板9上的螺栓孔，在螺栓孔和上蓋板9外緣之間設(shè)置卸荷槽，所述卸荷槽截面為半徑為上蓋板9厚度1/4的半圓形。本實用新型在上蓋板9的螺紋間隙孔邊緣和斜面小端的中間位置，加工一圈以上蓋板9端面中心為圓心的卸荷槽，卸荷槽截面以半圓形為佳，經(jīng)實踐檢驗其截面半圓形的半徑達到上蓋板9厚度的1/4左右即可。這樣上蓋板9既具有預(yù)緊力所需的剛性，又具有一薄弱部位來吸收主輥熱脹冷縮的變形，即上蓋板9卸荷槽處的彈性變形提供了主輥熱脹冷縮的變形的空間，避免了連接螺栓的過載斷裂。
權(quán)利要求1.一種大型碾環(huán)機的主輥裝置，它包括上蓋板，上蓋板為環(huán)形以及設(shè)置于上蓋板上的螺栓孔，其特征是在螺栓孔和上蓋板外緣之間設(shè)置卸荷槽，卸荷槽截面為半圓形。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的大型碾環(huán)機的主輥裝置，其特征卸荷槽截面為半徑為上蓋板厚度1/4的半圓形。
專利摘要一種大型碾環(huán)機的主輥裝置，它包括上蓋板，上蓋板為環(huán)形以及設(shè)置于上蓋板上的螺栓孔，其特征是在螺栓孔和上蓋板外緣之間設(shè)置卸荷槽，卸荷槽截面為半圓形。這樣用來軸向定位的上蓋板在保持預(yù)緊力所需剛性的情況下，具有一薄弱部位來吸收主輥熱脹冷縮的變形，即讓薄弱部位的彈性變形提供主輥熱脹冷縮的變形的空間，避免連接螺栓的過載斷裂。本實用新型主要用于制造大型數(shù)控徑-軸向碾環(huán)機的主輥部件。
文檔編號B21H1/06GK202461112SQ20122008223
公開日2012年10月3日 申請日期2012年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2012年3月7日
發(fā)明者單寶德, 徐會彩, 胡智明 申請人:濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司