一種立式碾擴機及碾擴方法
【專利說明】一種立式碾擴機及碾擴方法
[0001]
技術領域
[0002]本發明屬于鍛造設備技術領域，具體地說，涉及一種立式碾擴機及碾擴方法，該立式碾擴機是一種新式的大型環件輾擴數控鍛造設備。
【背景技術】
[0003]在近代的機械、汽車、拖拉機、工程機械、石油化工、軸承、航空航天、及風電核電等制造業中，廣泛的采用輾擴機來完成環形及筒形件的輾擴成形工藝。現在的輾擴機可輾擴質量范圍為Ikg?30T，直徑范圍為1mm?8000mm，大者可達1000mm以上。
[0004]依照機架的安裝形式，輾擴機可分為立式和臥式兩種，現有的立式輾擴機受到結構形式的限制，機架剛性較差，碾壓力不能做的很大，僅能適應較小規格環件的輾擴。臥式輾擴機可以形成很大的碾壓力，輾擴大型環件，但是臥式輾擴機結構復雜、體積龐大，造價高昂。一臺主輾壓力800T的臥式輾擴機自重800多噸，占地400多平方米，造價高達數千萬元至數億元不等。隨著鈦合金及高溫合金在航空航天等多個領域的應用，這種高變形抗力材料的輾擴工藝對設備提出了更高的要求，傳統的輾擴機早已力不從心。
[0005]因此，亟需一種碾擴力大、占地面積小、造價又低的碾擴機。
【發明內容】
[0006]本發明提供了一種立式碾擴機及碾擴方法，該立式碾擴機是一種四立柱框架式大型環件輾擴數控鍛造設備，其結構簡單，造價較低，輾壓力大，適用于高變形抗力材料的薄壁高筒形零件的輾擴設備，同時也能夠完成普通環件的輾擴工作。
[0007]為解決上述技術問題，本發明采用以下技術方案予以實現:
一種立式碾擴機，包括機架，所述機架為四立柱框架式結構，在所述機架上安裝有動梁、芯輥、定心輥、主傳動以及測量裝置，還包括液壓、電控、潤滑及冷卻系統，待碾擴環件或筒形件置于所述芯輥上被自動碾擴成形。
[0008]其中，所述環件或筒形件的直徑范圍為200mm?3000mm。
[0009]進一步地，所述機架包括底座和主輥座，所述底座和主輥座之間設有四根立柱，所述機架通過所述四根立柱將所述底座和主輥座連成一個整體框架結構，所述主輥座上設有主輥以及主輥軸，所述底座的下部設有升降油缸。
[0010]進一步地，所述動梁包括左動梁和右動梁，所述左動梁包括動梁架，所述動梁架上設有兩個滑套，所述兩個滑套之間設有托輥，所述托輥的內端部設有活動擋板；
所述右動梁的結構與所述左動梁對稱設置;所述動梁通過其滑套分別套裝在所述機架的四根立柱上，所述左、右動梁上的活動擋板相對設置。
[0011]所述左、右動梁通過滑套分別套裝在機架的四根立柱上，在升降油缸的作用下上下運動，升降油缸固連在機架底座上，升降油缸提供主要的輾擴力。
[0012]進一步地，所述芯輥由所述左、右動梁上的托輥支撐，兩端浮動連接，使得芯輥更換和上下料工作變得非常方便。
[0013]所述芯輥為一圓柱形或對稱異形模具。
[0014]進一步地，所述定心輥包括兩個對稱設置的抱臂，每個抱臂的下端設有定心輥輪，上端具有兩個分支，其中一分支上鉸接定心油缸，兩個抱臂的另一分支端部設有互相嚙合的同步齒輪，所述主輥座上對稱設有銷軸，所述兩個抱臂分別鉸接在主輥座的銷軸上。
[0015]定心輥通過同步齒輪嚙合保證兩個定心輥輪相對于設備中心面對稱。定心油缸提供定心輥輪驅動力，定心輥輪可以按需要快速更換。
[0016]進一步地，所述主傳動包括底座、電機、減速機和聯軸器，所述主傳動通過所述聯軸器與所述主輥軸連接，驅動所述主輥轉動。
[0017]進一步地，所述測量裝置包括測量架、測量油缸和測量頭，所述測量頭在測量油缸的作用下與環件或筒形件始終保持接觸，通過記錄測量油缸的位置側得環件的直徑尺寸數據。
[0018]進一步地，所述液壓、電控、潤滑及冷卻系統為設備提供動力、控制、潤滑、冷卻功能，實現輾擴過程的自動化。
[0019]本發明的機架通過四根立柱將底座和主輥座連成一個整體框架結構，其中動梁、芯輥、定心輥、主傳動以及測量裝置均圍繞機架安裝，本發明中的主要輾擴力均作用在此機架上，上述機架的此種結構形式可以有極大的強度和剛性，能夠允許本發明產生極大的輾擴力，這也是本發明能夠成功碾擴大型環件的關鍵所在。
[0020]本發明的工作過程如下:
根據要輾擴環件的截面形狀選擇合適的芯輥、主輥及抱臂，上料設備將毛坯料送至芯輥中心處，插入芯輥，左、右動梁在升降油缸的作用下向上運動，芯輥在左、右動梁上托輥的支撐下，帶著毛坯向主輥靠近，主傳動將動力傳至主輥，使主輥以合適的轉速運轉，毛坯接觸到主輥后開始隨主輥一起轉動，并在主輥和芯輥的碾壓下開始輾擴。同時，定心輥輪及測量頭在各自油缸作用下緊靠毛坯。定心輥輪以一定壓力壓向環件，迫使環件軸心始終與芯輥軸心、主輥軸心處于同一平面內；測量頭實時測量環件直徑數據，并反饋給控制系統，在電控系統的自動控制下完成輾擴工作。
[0021 ]與現有技術相比，本發明的優點和積極效果是:
本發明立式碾擴機的機架通過四根立柱將底座和主輥座連成一個整體框架結構，具有很高的強度和剛度。工作時，芯輥在左右動梁的支撐下，與主輥一起向環件碾壓。同時，定心輥迫使環件軸心始終與芯輥軸心、主輥軸心處于同一平面內；測量裝置實時測量環件直徑數據，并反饋給控制系統，在電控系統的自動控制下完成輾擴工作。
[0022]本發明體積小、重量輕、占地面積小、造價低；上下料方便，更換模具簡便快捷，效率高;裝機功率小，節能、環保;輾壓力大，能夠輾擴大型環件，特別能適應鈦合金、高溫合金的輾擴加工。
【附圖說明】
[0023]下面將結合附圖及實施例對本發明作進一步說明，附圖中:
圖1是本發明所述立式碾擴機具體實施例的正面示意圖； 圖2是本發明所述立式碾擴機具體實施例的立體結構示意圖一；
圖3是本發明所述立式碾擴機具體實施例的立體結構示意圖二；
圖4是所述機架總圖；
圖5是所述左、右動梁正面視圖；
圖6是所述左、右動梁俯視圖；
圖7是所述定心輥總圖；
圖8是所述主傳動總圖；
圖9是所述測量裝置總圖；
圖中的符號及其說明:
10、機架；11、底座；12、立柱；13、主輥座；14、主輥;15、主輥軸；16、升降油缸;17、銷軸； 20、左動梁;21、動梁架;22、滑套;23、托輥;24、活動擋板；
30、右動梁;31、動梁架;32、滑套;33、長托輥;34、活動擋板；
40、芯輥；
50、定心棍;51、抱臂;52、定心棍輪;53、同心齒輪;54、定心油缸；
60、主傳動;61、底座;62、電機;63、減速機;64、聯軸器；
70、測量裝置;71、測量架;72、測量油缸;73、測量頭；
80、環件。
【具體實施方式】
[0024]為了使本發明的目的、技術方案及優點更加清楚明白，以下結合附圖和實施例對本發明作進一步詳細的說明。應當理解，此處所描述的實施例僅僅用以解釋本發明，并不用于限定本發明。
[0025]在本發明的描述中，需要理解的是，術語“上”、“下”、“左”、“右”、“內”等指示的方位或位置關系為基于附圖所示的方位或位置關系，僅是為了便于描述本發明和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構造和操作，因此不能理解為對本發明的限制。
[0026]在本發明的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規定和限定，術語“安裝”、“連接”應做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接;可以是機械連接，也可以是電連接;可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內部的連通。對于本領域的普通技術人員而言，可以具體情況理解上述術語在本發明中的具體含義。
[0027]本發明的立式碾擴機是一種新型的輾擴機結構形式，即四立柱框架式輾擴機，屬于一種立式碾擴機。
[0028]參考圖1-3所示，該實施例是一種立式碾擴機，包括機架10，該機架10為四立柱框架式結構，在機架10上安裝有左動梁20、右動