[其他]管材斜軋機新型軋輥

在審

• 申請號: 101986000005420
• 申請日: 1986-08-27
• 公開（公告）號: CN1004404B
• 公開（公告）日: 1989-06-07
• 發明（設計）人: 陳惠波
• 申請（專利權）人: 陳惠波
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

管材斜軋機上使用錐形輥，從幾何上看錐形輥是二個或二個以上圓錐臺的組合體，其特征是它的子午線（輪廓線）是折直線形，本發明的新型軋輥特征是它的子午線是特殊曲線形，由特定的方程式描述。本發明的另一特征是和金屬軋件變形區處處空間接觸。本發明的新型軋輥適用于曼乃斯曼二輥斜軋穿孔機，交叉穿孔機（菌式斜軋機），阿賽爾軋機，狄賽爾軋管機等等的斜軋機，也適用這些斜軋機的改造。應用本發明也可導致新型快速斜軋機的發明。

本發明為管材斜軋機新型軋輥，它是制造無縫管用的主要工具之一。

以往的管材斜軋機上用的軋輥為錐形輥，公知的設計方法是把它設計成圓錐臺的組合體。也有的斜軋機，例如三輥行星軋機，它的錐形輥是園錐臺和凹面體的組合體。采用錐形輥的斜軋機為了提高生產率，往往采用輥徑很大的軋輥，這使軋機龐大，投資增多;同時，采用錐形輥，軋制后管材或棒材往往出現螺旋軋痕，特別是軋制管材時，易出內折迭廢品或尾三角，同時，壁厚不易均勻，軋輥磨損快，軋機耗電多。下面對錐形輥的缺點及產生原因給出說明。

附圖1是三種典型的斜軋穿孔機的錐形輥的幾何圖形。其中（1）是二輥斜軋穿孔機用的“桶形”軋輥，幾何上是由大底對接的兩個圓錐臺組成;附圖1中的（2）是“圓盤式”軋輥，也可把它看成是圓錐臺的組合體，附圖1中的（3）是菌式穿孔機的軋輥，也是由兩個圓錐臺組成的，不過，它有大小頭之分，小頭圓錐臺的錐角大于大頭圓錐臺的錐角。

現代的斜軋機所用的錐形輥和十八世紀末Mannesman和R.C.stiefel發明的斜軋機所用的錐形輥從幾何上看并無本質的不同。例如，日本住友公司1983年開發成功的一臺菌式穿孔機的軋輥仍用錐形輥;再如1983年美國發明的Accu-Roll mill的軋輥也是錐形輥，但錐臺數目增多，是由五個圓錐臺組成的。

三輥行星斜軋機主要作為線（棒）材的開坯機，也有當成管材斜軋延伸機來用的。這種軋機使用錐形輥。但近來出現了把錐形輥分為兩個工作區域，其中一個是軋制區，完成主要的軋制任務，此區仍是錐形輥，另一工作區域叫平整區，用來完成平整螺旋軋痕的工作，這一部分軋輥形狀呈凹面形體，經了解US-4202194和昭59-1007這兩份專利技術中，把凹面體的軸向剖線（輪廓線）設計成圓孤曲線，此外錐形部分和凹形體部分的接合部也用圓孤曲線來光滑過渡。應當指出在軋輥軸線和軋制中心線在空間交叉安放的情況下圓孤曲線軋輥這部分輥面和被軋的金屬接觸不良，所以美國和日本在先公布的上述兩項專利技術，不可能得到平整光滑的軋材。

作過上述調查之后，我們看到當今世界上的斜軋機除三輥行星軋機的平整區外都是使用的錐形輥。

斜軋機不管是用于穿孔，還是用來軋管，均正和定徑或者開坯，為了使金屬軋件獲得螺旋前進運動，一臺軋機的一對輥子或三個輥子都是空間交錯安裝。這種情況下需要確定金屬軋件在軋輥組中間的形狀和有關參數，就是確定金屬變形區的形狀和參數。變形區的模型也可叫開度模型。所謂開度就是軋制中心線上的點到輥子曲面之間的最短距離。現在，軋鋼專業書籍和文獻里都認為變形區由入口錐和出口錐組成的，即開度模型是線性的，這是一個粗糙的，很不精確的模型。由于對這個基本問題認識不清楚，所以導致世界各地斜軋機一律使用錐形輥。

本文指出開度值的變化絕不是線性的，它是一個復雜得多的非線性函數。我們給出非線性模型，然后再指出錐形輥的缺點。考慮到盤式軋機應用不廣，我們只給出菌式穿孔機錐形輥下的開度模型，由此也得到了Accu-Roll mill錐形輥下的變形區模型。上述模型當輾軋角退化為零度時，就得到了曼氏二輥斜軋穿孔機下的變形區模型和穿孔型的延伸機下的變形區模型。

附圖2是目前大學教科書上和文獻上經常引用的菌式（錐形輥）穿孔機穿孔原理的示意圖。從附圖2可知現在最盛行的這種軋機的錐形輥在設計時只考慮輾軋角β的影響，即所謂“平面”設計，這種平面設計方法是不考慮送進角α對輥形的影響，這顯然是不妥當的。