四辊行星轧管机的辊形设计与结构改进.pdf

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1、28设i7L与开发一抛一：-～一～霎一；．一蚴一=～一．三一U砌一～一～0．一～=n=．～一dK㈣一．一四辊行星轧管机的辊形设计与结构改进刘志广，双远华·，梁培晓，吴军(1．太原科技大学，山西太原030024；2．太原磬泓机电设备有限公司，山西太原030024)摘要：利用空间解析几何知识和矢量理论推导出轧辊母线的方程。研究了使管坯在变形区中既无扭曲也无旋转、实现直线前进的充分条件——正确的轧辊辊形再配以合适的速比可使轧件实现直线前进。对原有的行星轧管机结构加以改进，提出支撑套概念，可以提高轧件尺寸精度。该设

2、计思路简单、易操作，是设计四辊行星轧管机的有效方法。关键词：无缝钢管：四辊行星轧管机；辊形设计；速比；结构改进；支撑套中图分类号：TG334．1；TB1l2文献标志码：B文章编号：1001-2311(2012)04—0028—05．：o．RollProfileDesignforandStructuralⅡ虬neⅢnhteⅢ．ng¨．pMModificationof4一rollPlanetaryPipeM¨n．L，n=p三ULiuZhiguang，ShuangYuanhua，LiangPeixiao，WuJu

3、n(1．TaiyuanUniversityofScienceandTechnology，Taiyuan030024，China；2．TaiyuanQinghongElectromechanicalEquipmentCo．，Ltd．，Taiyuan0300～m．ce一24～，一C一．ha一inamf～=差^mn)一．岫l．m一坞一L．一一_一Ⅲ弓～一四辊行星轧管机是基于一种新的连续式热轧管工艺；④管坯经轧制和减径后长度可达数百米，再工艺而开发的。四辊行星轧管工艺的主要特点是轧配以旋转式飞锯，可大大提高生产率，

4、并减少切头管机机架的特殊结构可以消除轧件的旋转，使轧件损失，提高金属收得率。直线前进，并将荒管直接送人后面的强张力减径四辊行星轧管机是行星轧管生产线上的关键设机，形成纵轧一斜轧的连轧过程。其优点是：①轧备。该轧管机的难点之一就是新型结构既要能满足管和减径两道工序形成连轧，省去了中问输送辊轧辊的自转同时还能实现机架的旋转，满足工艺要道，减少了热量损失：②机架旋转，产生很大的惯求：另一个难点是能否正确地确定轧辊辊形。保证性矩，可以有大的减壁量(压下量)；③四辊行星轧产品质量．行星轧管机的结构决定了它的轧辊轴线管

5、机主要负责减壁，强张力减径机主要负责减径．和轧制线是一对空间直线的关系，给从理论上正确可以直接热轧生产小直径无缝钢管，从而替代冷拔地计算辊形带来一定的困难：还有一个难点是速度匹配，即如何在结构满足的前提下，找到合适的速刘志广(1985一)，男，在读硕士研究生，主要研究方比来消除轧件的旋转，实现轧件的直线前进。向为轧钢设备开发及其自动化。本研究从空间几何的角度出发．给出了正确的STEELPIPEAug．2012，Vo1．41，No．4钢管2012年8月第4l卷第4期设计与开发29速比条件，并推导出轧辊辊形的数

6、学表达式。机架施以和轧件转速大小相同的反向旋转速度，可与轧件旋转的速度抵消，即轧件相对机架是螺旋前1四辊行星轧管机的结构及工作原理进，而相对于整个主机是做直线运动[1_。这样便四辊行星轧管机本体由回转机架、中心轮和箱可直接进入后面的张力减径机，并与之形成连轧。体组成。回转机架的一侧装有传动齿轮，另一侧装有呈90。均布的4个锥形轧辊。传动部分则由两套2设计思路电机、减速器组成，分别称为主传动和叠加传动。四辊行星轧管机的设计思路如图3所示，其设主传动通过齿轮带动回转机架旋转，而叠加传动通计流程大致可分为以下3个

7、部分：速度匹配、辊形过中心轮、齿轮带动轧辊自转，从而让轧辊做既有设计、具体求解并简化。公转又有自转的行星运动，如图1所示。四辊行星轧管机的工作原理如图2所示。1一回转大盘2一叠加传动输入轴3一主传动输入轴图1四辊行星轧管机传动部分结构示意1一叠加传动2一行星轮3一轧辊4一轧件5一中心轮6～支撑套7一大盘8一主传动图2四辊行星轧管机工作原理示意在图2中，4个轧辊同向自转，又具有送进角，所以在摩擦力的作用下，管坯反向螺旋前进，同时受到压缩。直到达到所要求的尺寸为止；又对图3四辊行星轧管机设计流程刘志广等：四辊行

8、星轧管机的辊形设计与结构改进钢管2012年8月第41卷第4期30一设计与发2．1速度匹配量为：在实际轧制中，因为轧件要前进，所以要有送H=O9Hx(o，1，0)进角：又因为行星轧管机是锥形辊轧制，所以还要由于两个矢量。和不在同一个平面内，有辗轧角。因此，它的速度矢量是空间向量。也不作用于同一点，假设像力一样转化，将矢量为了便于求解，把轧辊放到如图4所示的坐标ct，向D点简化，那么除外，还有一个转动矩，系中研究。在