[發明專利]用于鋼管局部增厚的推擠橫軋裝置和方法

有效

• 申請號: 201310736247.5
• 申請日: 2013-12-26
• 公開（公告）號: CN103736733A
• 公開（公告）日: 2014-04-23
• 發明（設計）人: 沈曉輝;閆軍;王會廷;章靜;曹杰
• 申請（專利權）人: 馬鞍山市安工大工業技術研究院有限公司
• 主分類號: B21B19/16
• 分類號: B21B19/16;B21B31/26
• 代理公司: 南京知識律師事務所 32207
• 代理人: 蔣海軍

技術領域：

本發明屬于金屬材料軋制技術領域，具體涉及一種用于鋼管局部增厚的推擠橫軋裝置和方法。

背景技術：

目前，半掛車車軸普遍采用由無縫鋼管制造的整體空心車軸，車軸兩端一般通過軋制或擠壓使鋼管縮徑成形為階梯狀。從受力分析來看，車軸兩端軸承位承受較大的彎矩和扭矩，因此，車軸兩端軸承位是薄弱位置，其壁厚要求較大，這是滿足強度要求的重要條件，其余部位受力較小，強度儲備較大。而減輕車軸自重對于節約材料、降低燃油消耗具有重要意義。因此，在強度滿足的前提下，盡可能降低軸管本體的壁厚，這是降低車軸自重的有效方式。在正常生產工藝下，軸管本體壁厚減小會影響軸承位處的壁厚，使該處的強度降低。因此，采用較薄壁厚的鋼管生產車軸時，可預先對車軸兩端軸承位的對應位置進行局部增厚，再通過橫軋縮徑進行管端成形，這樣既滿足降低車軸自重的要求也保證車軸兩端，尤其是軸承位的強度要求。鋼管局部增厚的用途比較廣泛，其它如石油領域的石油管、鉆桿、地質管等連接時，也需要對管端進行增厚處理，以保證連接處的強度。

現有鋼管局部增厚的主要方法是將局部加熱的鋼管放在模具內進行鐓鍛或擠壓。該方法存在以下較為突出的問題：（1）在無芯棒鐓鍛增厚時，增厚處的壁厚均勻性受鐓鍛比（變形區長度與厚度之比）影響顯著；鐓鍛比過大容易產生軸向失穩，在管壁內形成環形內凹甚至折疊，薄壁大口徑的鋼管難以一次鐓鍛成形。（2）由于鋼管外壁與模具之間全接觸，摩擦作用強烈。但由于摩擦力的不均勻分布造成鐓鍛后管壁厚度不均勻，通常壁厚呈正弦波形式分布，這對后繼的進一步成形加工產生不利影響。目前在現有“鐓鍛增厚+橫軋縮徑”工藝生產半掛車時，鐓鍛增厚的厚度分布難以準確控制，嚴重影響使用薄壁管生產半掛車軸的成形質量。（3）采用鐓鍛法增厚鋼管時，對于不同口徑尺寸的鋼管局部鐓厚時需要設計和更換不同尺寸的模具，備件種類和數量較多。

中國專利CN201110144300.3公開了一種小口徑鉆桿管端增厚方法，該方法采用軸向加壓、徑向滾壓方式：鋼管一端被夾持并軸向加壓，增厚端抵住活動轉盤并利用安裝在活動轉盤上的碾壓輥對管端徑向滾壓，增厚過程中鋼管不轉動，碾壓輥圍繞鋼管周向轉動。該方法中由于碾壓輥安裝在可旋轉的活動轉盤上，碾壓輥直徑較小，受結構特點限制，碾壓輥的剛度難以提高，轉盤對中要求極高，對實際操作過程中管端增厚成形精度提高難度較大。此外安裝在活動轉盤上的碾壓輥之間間距難以調整，對不同外徑的鋼管成形只能通過改變碾壓輥直徑進行調整，調整幅度小，因此調整外徑尺寸時需要換輥或磨削碾壓輥。

發明內容：

本發明針對現有鋼管局部增厚技術存在的不足之處，提供一種用于鋼管局部增厚的推擠橫軋裝置和方法。

本發明所提供的用于鋼管局部增厚的推擠橫軋裝置由軋機1以及鋼管夾持旋轉機構2兩個部分組成；所述軋機1包括四個平行對齊布置的軋輥3，所述軋輥3為平輥，所述軋輥3繞鋼管周向對稱分布，所述軋輥3通過軋輥輥頸4安裝在軸承5中，所述軸承5安裝在偏心套6中，所述偏心套6設置在所述軋機1的機架上；所述軋機1的機架一側設置能夠沿所述軋輥3的軸向進行位置調整的擋板7，所述軋機1的機架另一側設置所述鋼管夾持旋轉機構2；所述擋板7的前部設有能夠自由旋轉的活動轉盤8，所述活動轉盤8通過止推軸承9安裝在所述擋板7上；所述鋼管夾持旋轉機構2中設有旋轉套13，所述旋轉套13中設有兩組爪卡14，所述爪卡14沿鋼管周向對稱分布，工作時爪卡夾持鋼管11；所述旋轉套13安裝齒輪圈15，所述齒輪圈15與齒輪16嚙合，所述齒輪16由電機17驅動；液壓缸18控制所述鋼管夾持旋轉機構2沿鋼管軸向運動；所述軋輥3型腔的中心線與所述旋轉套13的中心線對齊。

對于鋼管11的內型面有特殊要求時，在所述活動轉盤8上設置芯棒10；當鋼管增厚時，所述芯棒10內置鋼管11中，對所述鋼管11的內徑型面進行控制。

本發明所提供的推擠橫軋裝置用于鋼管局部增厚的方法，該方法具體內容如下：