一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构

1.本发明涉及三辊穿孔装置技术领域，尤其涉及一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构。


背景技术：

2.无缝钢管的制造工艺在国内有着非常迅速的发展，国内引进了一些较先进的机型，使其钢管产量与质量都有较大的提高。但是在运送特殊物质或在特殊环境下使用的无缝管其类规格少，产量较低，生产能力较薄弱，小口径不锈钢管的生产至今生产能力严重不足。
3.传统的二辊穿孔机在穿孔时本身出现的孔腔效应,使之穿制高硬度管的应用范围受到限制。因此，准确地分析三辊穿孔机的特点，充分发挥三辊穿孔机的潜力，进一步的挖掘三辊穿孔机的工艺潜力，以缓解我国目前所面临的不锈钢管供不应求的状态，这对以后不锈钢管生产与发展起着至关重要的作用。
4.虽然三辊穿孔机已经成熟，但在穿制不锈钢方面还存在许多问题。在穿小口径不锈钢无缝管的过程，温度达到1150℃左右，传统意义上的小口径三辊穿孔机送进角调整结构往往精度不够、易磨损，磨损之后易产生间隙，致使轧辊工作时左右摆动。


技术实现要素：

5.鉴于此，本发明的目的在于，提供一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构，可以精确计算三辊穿孔机连杆偏移与轧辊送进角角度关系，对每个轧辊的送进角进行单独精确调整、保证轧辊中心定位准确并避免设备磨损。
6.为了达到上述发明目的，进而采取的技术方案如下：
7.一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构，包括穿孔机主机座，所述穿孔机主机座包括机架、轧辊、转鼓和压下装置，所述转鼓转动安装在机架上，所述压下装置可将轧辊向着轧制中心线的方向进行调整，所述机架上固定有轧辊角度调整机构和锁紧装置，所述轧辊角度调整机构包括编码器，所述编码器固定在编码器支座上，所述编码器上罩设有编码器罩，所述编码器的下端与接轴连接，接轴通过第一螺钉和第一连接销连接压板，压板与螺杆相互接触，所述编码器支座与减速电机连接，所述减速电机通过第一螺栓与连接座固定连接，所述减速电机的传动轴上通过第一键连接有螺杆，所述螺杆上螺纹连接有第一螺母，所述第一螺母外侧通过第二键和第二连接销连接有导套，导套的下端固定有滑套，滑套的下端固定连接有球铰耳环，球铰耳环通过第一销轴与第一连杆的一端连接，第一连杆的另一端通过第二销轴与第二连杆的一端连接，第二连杆的中部设置有固定转轴，所述固定转轴固定在机架上，第二连杆的另一端与转鼓连接，转鼓与轧辊连接，通过减速电机转动带动螺杆转动，使得与螺杆螺纹连接的螺母上下移动，带动导套和滑套上下移动，滑套上下移动带动第一连杆运动，第一连杆运动带动第二连杆绕固定转轴转动，第二连杆转动使转鼓摆动，进而使得与转鼓连接的轧辊的偏移角发生变化，偏移角的调整范围为6
°
～10
°
，轧辊
调整完毕后由锁紧装置锁紧。
8.作为本发明的进一步改进，轧辊作为变形工具安装在轧辊架上并且为互换件，轧辊可在机架的框架中进行转动，机组轧制中心线是固定的，通过压下装置可将轧辊向着轧制中心线的方向进行调整，并能够通过编码器进行其开口度的反馈，调整范围为0-190mm。
9.作为本发明的进一步改进，所述编码器支座通过第二螺栓、第二螺母、第三垫圈与减速电机连接。
10.作为本发明的进一步改进，所述第一连接销的下端设有第一垫圈。
11.作为本发明的进一步改进，所述导套与连接座之间设置有导向键，所述导向键通过连接螺钉与连接座相固定，导向键的设置能够保证导套上下移动时不易偏移。
12.作为本发明的进一步改进，所述连接座上螺纹连接有限位螺钉，所述限位螺钉的前端与导套相抵，所述限位螺钉上设置有第二垫圈，限位螺钉的设置能够保证导套周向无相对运动。
13.作用于轧辊的轧制力，通过轧辊轴承座、转鼓、压下装置的压下螺丝、压下螺母传到机架上，各个轧辊各由其所对应的液压缸平衡，使得轧辊架可以紧紧压靠在压下螺丝表面。轧辊为互换件，各自固定安装在其转鼓上，转鼓可以在机架装置的框架中转动，以调整送进角。轧辊的送进角通过电机减速电机、螺杆、螺母装置调整其转鼓的角度，调整范围为6
°
～10
°
，并可通过编码器来反馈轧辊的角度并显示在操作台上。
14.作为本发明的进一步改进，锁紧装置包括液压缸和锁紧杆，所述锁紧杆通过弹簧与液压缸的伸缩端连接。轧制时由三台单向进油的液压缸分别锁紧转鼓，角度调整时液压卸载，弹簧将锁紧杆拉回，使其脱离转鼓。
15.压下螺丝的上下移动是电机通过蜗轮蜗杆机构传动来实现的。压下装置的各压下螺丝和蜗轮减速电机彼此之间由联轴器联接，由电机驱动调整。通过轧辊的压下装置，可以将轧辊向着轧制中心线方向调整，并可通过编码器来反馈轧辊的开口度并显示在操作台上。
16.本发明的有益效果是：本发明可以精确计算三辊穿孔机连杆偏移与轧辊送进角角度关系，对每个轧辊的送进角进行单独精确调整、保证轧辊中心定位准确并避免设备磨损。通过减速电机转动带动螺杆转动，使得与螺杆螺纹连接的螺母上下移动，带动导套和滑套上下移动，滑套上下移动带动第一连杆运动，第一连杆运动带动第二连杆绕固定转轴转动，第二连杆转动使转鼓摆动，进而使得与转鼓连接的轧辊的偏移角发生变化，偏移角的调整范围为6
°
～10
°
，轧辊调整完毕后由锁紧装置锁紧。
附图说明
17.构成本技术的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：
18.图1为穿孔机主机座的结构示意图；
19.图2为穿孔机主机座的第二视角结构示意图；
20.图3为轧辊角度调整机构的结构示意图；
21.图4为轧辊角度调整机构的运动示意图；
22.图5为轧辊角度偏移简图，其中(a)为左、上辊角度偏移简图，(b)为右辊角度偏移
简图。
23.1、第一螺钉；2、接轴；3、第一连接销；4、第一垫圈；5、压板；6、第一键；7、螺杆；8、第二连接销；9、第一螺母；10、第一键；11、限位螺钉；12、第二垫圈；13、导套；14、滑套；15、减速电机；16、第一螺栓；17、第二键；18、导向键；19、连接螺钉；20、连接座；21、球铰耳环；22、第一销轴；23、第一连杆；24、第二销轴；25、第二连杆；26、固定转轴；27、编码器；28、编码器罩；29、编码器支座；30、第二螺母；31、第三垫圈；32、第二螺栓；33、机架；34、转鼓；35、轧辊；36、锁紧装置；37、压下装置。
具体实施方式
24.需要说明的是，在不冲突的情况下，本技术中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
25.为了使本技术领域的人员更好地理解本技术方案，下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本技术保护的范围。
26.如图1-5所示，一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构，包括穿孔机主机座，所述穿孔机主机座包括机架、轧辊、转鼓和压下装置，所述转鼓转动安装在机架上，所述压下装置可将轧辊向着轧制中心线的方向进行调整，所述机架上固定有轧辊角度调整机构和锁紧装置，所述轧辊角度调整机构包括编码器，所述编码器固定在编码器支座上，所述编码器上罩设有编码器罩，所述编码器的下端与接轴连接，接轴通过第一螺钉和第一连接销连接压板，压板与螺杆相互接触，所述编码器支座与减速电机连接，所述减速电机通过第一螺栓与连接座固定连接，所述减速电机的传动轴上通过第一键连接有螺杆，所述螺杆上螺纹连接有第一螺母，所述第一螺母外侧通过第二键和第二连接销连接有导套，导套的下端固定有滑套，滑套的下端固定连接有球铰耳环，球铰耳环通过第一销轴与第一连杆的一端连接，第一连杆的另一端通过第二销轴与第二连杆的一端连接，第二连杆的中部设置有固定转轴，所述固定转轴固定在机架上，第二连杆的另一端与转鼓连接，转鼓与轧辊连接，通过减速电机转动带动螺杆转动，使得与螺杆螺纹连接的螺母上下移动，带动导套和滑套上下移动，滑套上下移动带动第一连杆运动，第一连杆运动带动第二连杆绕固定转轴转动，第二连杆转动使转鼓摆动，进而使得与转鼓连接的轧辊的偏移角发生变化，偏移角的调整范围为6
°
～10
°
，轧辊调整完毕后由锁紧装置锁紧。
27.轧辊作为变形工具安装在轧辊架上并且为互换件，轧辊可在机架的框架中进行转动，机组轧制中心线是固定的，通过压下装置可将轧辊向着轧制中心线的方向进行调整，并能够通过编码器进行其开口度的反馈，调整范围为0-190mm。
28.所述编码器支座通过第二螺栓、第二螺母、第三垫圈与减速电机连接。
29.所述第一连接销的下端设有第一垫圈。
30.所述导套与连接座之间设置有导向键，所述导向键通过连接螺钉与连接座相固定，导向键的设置能够保证导套上下移动时不易偏移。
31.所述连接座上螺纹连接有限位螺钉，所述限位螺钉的前端与导套相抵，所述限位
螺钉上设置有第二垫圈，限位螺钉的设置能够保证导套周向无相对运动。
32.作用于轧辊的轧制力，通过轧辊轴承座、转鼓、压下装置的压下螺丝、压下螺母传到机架上，各个轧辊各由其所对应的液压缸平衡，使得轧辊架可以紧紧压靠在压下螺丝表面。轧辊为互换件，各自固定安装在其转鼓上，转鼓可以在机架装置的框架中转动，以调整送进角。轧辊的送进角通过电机减速电机、螺杆、螺母装置调整其转鼓的角度，调整范围为6
°
～10
°
，并可通过编码器来反馈轧辊的角度并显示在操作台上。
33.锁紧装置包括液压缸和锁紧杆，所述锁紧杆通过弹簧与液压缸的伸缩端连接。轧制时由三台单向进油的液压缸分别锁紧转鼓，角度调整时液压卸载，弹簧将锁紧杆拉回，使其脱离转鼓。
34.压下螺丝的上下移动是电机通过蜗轮蜗杆机构传动来实现的。压下装置的各压下螺丝和蜗轮减速电机彼此之间由联轴器联接，由电机驱动调整。通过轧辊的压下装置，可以将轧辊向着轧制中心线方向调整，并可通过编码器来反馈轧辊的开口度并显示在操作台上。
35.(1)连杆偏移与轧辊送进角角度关系
36.该轧辊角度调整装置可近似看作四连杆连接装置，利用四连杆机构原理找出螺杆上下移动与轧辊角度偏移的关系公式，通过简化做出图5(a)-(b)。
37.设aa
′
＝x，ao＝a，∠oab＝φ，∠a
′
ao＝α，∠a
′
ob＝ε，∠a
′
oa＝β，∠aob＝σ，a
′
o＝b，∠a
′
ob
′
＝γ，∠d
′
od＝η，od＝od
′
＝175，ed
′
＝e，∠edd
′
＝ξ，∠ded
′
＝λ，dd
′
＝c，∠d
′
do＝∠dd
′
o＝η，∠dod
′
＝∠bob
′
＝θ；
38.(1)左、上轧辊偏移与角度计算分析
39.已知：φ＝53.6763
°
，α＝180－φ＝126.3237，a＝223.4128，σ＝50.9872
°
ab＝a
/b/
＝178，ob
′
＝180，∠odf＝14.6636
°
，ed＝320.7mm；
40.在δa
/
oa中，b2＝x2+a2-2axcosα,∴
41.又∵∴ε＝β+δ；
42.在δa
/b/
o中，a
/b/2
＝ob
/2
+a
/o2-2ob
/
·a/
ocos∠a
/
ob
/
,
43.1782＝1802+b2－360bcosγ,θ＝ε－γ；
44.等腰δdod/中，∴
45.在δded/中,ξ＝180
°
－η－14.6636
°
，
46.又∵∴
47.表1左、上轧辊偏移与角度的计算结果与实际值对比表
[0048][0049][0050]
(2)右轧辊偏移与角度计算分析
[0051]
已知：φ＝52.572
°
，a＝226.6666，σ＝37.7644
°
，ab＝a/b/＝139，ob＝ob
/
＝186.37，∠odf＝14.6636
°
；
[0052]
在δa
/
oa中，b2＝x2+a2-2axcosφ，∴
[0053]
又∵∴ε＝δ－β；
[0054]
在δa/b
/
o中，a
/b/2
＝ob
/2
+a
/o2-2ob
/
·a/
ocos∠a
/
ob
/
，
[0055]
∴θ＝γ－ε；
[0056]
等腰δdod
/
中，∴
[0057]
在δded
/
中,ξ＝180
°
－η－14.6636
°
，
[0058]
又∵∴
[0059]
表2右轧辊偏移与角度的计算结果与实际值对比表
[0060]
实际值x：38.328744.086752.7467实际角度：6.5
°
7.5
°9°
计算角度：6.50062
°
7.50114
°
9.00081
°
[0061]
由表1-2可知，本发明可以精确计算三辊穿孔机连杆偏移与轧辊送进角角度关系，对每个轧辊的送进角进行单独精确调整、保证轧辊中心定位准确并避免设备磨损。
[0062]
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进、部件拆分或组合等，均应包含在本发明的保护范围之内。

技术特征：
1.一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构，包括穿孔机主机座，所述穿孔机主机座包括机架、轧辊、转鼓和压下装置，所述转鼓转动安装在机架上，所述压下装置可将轧辊向着轧制中心线的方向进行调整，其特征在于：所述机架上固定有轧辊角度调整机构和锁紧装置，所述轧辊角度调整机构包括编码器，所述编码器固定在编码器支座上，所述编码器上罩设有编码器罩，所述编码器的下端与接轴连接，接轴通过第一螺钉和第一连接销连接压板，压板与螺杆相互接触，所述编码器支座与减速电机连接，所述减速电机通过第一螺栓与连接座固定连接，所述减速电机的传动轴上通过第一键连接有螺杆，所述螺杆上螺纹连接有第一螺母，所述第一螺母外侧通过第二键和第二连接销连接有导套，导套的下端固定有滑套，滑套的下端固定连接有球铰耳环，球铰耳环通过第一销轴与第一连杆的一端连接，第一连杆的另一端通过第二销轴与第二连杆的一端连接，第二连杆的中部设置有固定转轴，所述固定转轴固定在机架上，第二连杆的另一端与转鼓连接，转鼓与轧辊连接，通过减速电机转动带动螺杆转动，使得与螺杆螺纹连接的螺母上下移动，带动导套和滑套上下移动，滑套上下移动带动第一连杆运动，第一连杆运动带动第二连杆绕固定转轴转动，第二连杆转动使转鼓摆动，进而使得与转鼓连接的轧辊的偏移角发生变化，偏移角的调整范围为6
°
～10
°
，轧辊调整完毕后由锁紧装置锁紧。2.根据权利要求1所述的一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构，其特征在于：所述轧辊可在机架的框架中进行转动，通过压下装置可将轧辊向着轧制中心线的方向进行调整，并能够通过编码器进行其开口度的反馈，调整范围为0-190mm。3.根据权利要求1所述的一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构，其特征在于：所述编码器支座通过第二螺栓、第二螺母、第三垫圈与减速电机连接。4.根据权利要求1所述的一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构，其特征在于：所述第一连接销的下端设有第一垫圈。5.根据权利要求1所述的一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构，其特征在于：所述导套与连接座之间设置有导向键，所述导向键通过连接螺钉与连接座相固定，导向键的设置能够保证导套上下移动时不易偏移。6.根据权利要求1或5所述的一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构，其特征在于：所述连接座上螺纹连接有限位螺钉，所述限位螺钉的前端与导套相抵，所述限位螺钉上设置有第二垫圈，限位螺钉的设置能够保证导套周向无相对运动。7.根据权利要求1所述的一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构，其特征在于：所述锁紧装置包括液压缸和锁紧杆，所述锁紧杆通过弹簧与液压缸的伸缩端连接。

技术总结
本发明涉及三辊穿孔装置技术领域，公开了一种用于三辊穿孔机的轧辊角度调整机构，通过减速电机转动带动螺杆转动，使得与螺杆螺纹连接的螺母上下移动，带动导套和滑套上下移动，滑套上下移动带动第一连杆运动，第一连杆运动带动第二连杆绕固定转轴转动，第二连杆转动使转鼓摆动，进而使得与转鼓连接的轧辊的偏移角发生变化，偏移角的调整范围为6


技术研发人员：桂海莲 刘浩 张琛 陈建勋 胡建华 何宗霖 苟毓俊 双远华 张鹏岳
受保护的技术使用者：太原科技大学
技术研发日：2023.04.27
技术公布日：2023/10/8