一种筒节轧制工艺及其轧制设备制造技术

本发明专利技术公开了一种筒节轧制方法，第一轧辊和第二轧辊分别挤压所述筒节的内壁和外壁，其核心在于，在轧制过程中，第一轧辊和第二轧辊均在驱动装置的带动下旋转。本发明专利技术还公开了一种筒节轧制设备，包括第一轧辊和第二轧辊，两者分别挤压筒节的内壁和外壁，第一轧辊和第二轧辊均为由驱动装置带动的主动辊。本发明专利技术公开的方法和设备均使用双辊驱动的方式对筒节进行轧制，克服了筒节内壁产生的表面抗疲劳应力缺陷，从而提高了筒节成品的机械性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及金属压延
，特别涉及一种筒节轧制工艺。本 专利技术还涉及一种可以使用上述工艺加工筒节的轧制设备。
技术介绍
随着我国经济建设的快速发展，各种不同尺寸规格的筒节越来越 广泛地应用于工业生产的各个领域。需求量的增大带动了筒节加工工 艺的改良以及与工艺相配合使用的加工设备的改进。很多生产单位采用轧机对筒节进行加工。该种轧机一4殳主要包括 驱动电机、外工作辊、内工作辊等部件，被加工筒节套装在内工作辊 的外周，通过内工作辊和外工作辊对筒节的挤压和拉伸作用实现轧制 加工。目前多采用单驱的方式对筒节进行加工，即外工作辊为主动辊、 内工作辊为被动辊，驱动电机为外工作辊提供动力，带动外工作辊以 一定的速度做旋转运动，由于外工作辊与被加工筒节之间的摩擦力， 使得被加工筒节随着外工作辊的转动而转动，同时，由于被加工筒节 与内工作辊之间的摩擦力，带动内工作辊转动。釆用单驱的形式加工筒节存在无法避免的缺陷。首先，单驱的形 式轧制力矩较小，导致轧辊施加给被加工筒节的轧制力较小，则轧制过程中筒节的压缩比较小；在加工壁厚不大的筒节时，由于壁厚对应 力传递的影响不大，单驱不会对筒节成品质量产生较大影响，而在加 工壁厚较大的筒节时，由于拉应力的传递受到壁厚的影响，会使筒节 的内外表面产生撕裂，单驱无法加工尺寸较大的筒节，限制了被加工 筒节的规模。其次，单驱方式在轧制过程中，被加工筒节内壁(即与 被动的内工作辊的接触面)的变形为拉伸变形，当应力接近强度极限 时，极易出现缺陷，导致被加工筒节的机械性能较差，影响筒节成品 的质量。此外，单驱的方式中，两个工作辊对轧机的扭矩相差较大，对轧机产生倾翻力矩，'使轧机有不稳定的趋势。由此可见，现有的加 工方式所得到的筒节的产品质量和产品规模均不够理想。综上所述，如何提高轧辊对筒节的轧制力并克服筒节内壁产生的 应力缺陷，以提高筒节的产品规模和产品质量就成为本领域技术人员 所要解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种方法，提高轧辊对筒节的轧制力并克服 筒节内壁产生的应力缺陷，以提高筒节的产品规模和产品质量。本发 明的另 一 目的是提供一种可以使用上述方法的筒节轧制设备。为解决上述技术问题，本专利技术提供一种筒节轧制设备，包括第一 轧辊和第二轧辊，两者分别挤压所述筒节的内壁和外壁，所述第一轧 辊和所述第二轧辊均为由驱动装置带动的主动辊。优选地，所述驱动装置的输出扭矩可调；在轧制过程中，所述第 一轧辊的实际输出扭矩与其最大输出扭矩之比，等于所述第二轧辊的 实际输出扭矩与其最大输出扭矩之比。本专利技术还提供一种筒节轧制方法，通过第一轧辊和第二轧辊分别 挤压所述筒节的内壁和外壁，在轧制过程中，所述第一轧辊和所述第 二轧辊均在驱动装置的带动下旋转。优选地，在轧制过程中，所述第一轧辊的实际输出扭矩与其最大 输出扭矩之比，等于所述第二轧辊的实际输出扭矩与其最大输出扭矩 之比。优选地，所述轧制过程依次包括以下阶段1) 修平轧制阶段该阶段采用压力控制的轧制方式，将所述筒 节轧制至少 一周后转入下阶段；2) 大压力轧制阶段该阶段采用压力控制的轧制方式，且轧制 力大于所述修平轧制阶段的轧制力；当所述筒节的壁厚达到预定厚度 时，转入下阶段；所述预定厚度大于所述筒节的目标厚度；3) 降压轧制阶段该阶段采用压力控制的轧制方式，且轧制力小于大压力轧制的轧制力；当所述筒节的壁厚达到所述目标厚度时， 转入下阶段；4) 恒辊缝轧制阶段该阶段采用位置控制的轧制方式，且在该 阶段中所述筒节轧制至少 一周。优选地，所述修平轧制阶段的轧制力通过以下模型确定式中p"修平轧制阶段的轧制压力，其单位为kN;b1:筒节坯料的宽度，其单位为mm;Kq:参数，其耳又4直范围为4mm 6mm;d2:筒节坯料的外圆直径，其单位为mm;dx:第一轧辊的直径，其单位为mm;cr、筒节坯料即时屈服极限，其单位为MPa;K2:参数，其取值范围为900 1100。 优选地，所述参数的取值为K产5mm, K2=1000。 优选地，所述大压力轧制阶段的轧制力通过以下模型确定:式中P2:大压力轧制阶段的轧制压力，其单位为kN;K3:参数，其取值范围为0.001~0.002;K4:参数，其取值范围为19451~19452;K5:参数，其取值范围为187 188;筒节坯料壁厚，其单位为mm;K6:参数，其取值范围为12~13;。大压力轧制阶段的温度，其单位为。C;K7:参数，其耳又值范围为0.1-0.2;A:筒节坯料的宽度，其单位为mm。 优选地，所述预定厚度为距离所述目标厚度8mm 12mm时所述 筒节的壁厚。优选地，所述筒节偏离中心位置时，增加偏移侧的轧制力；所述 偏移侧为所述筒节靠近的 一侧。优选地，所述降压轧制阶段的轧制力通过以下模型确定尸]=s式中P"降压轧制阶段的轧制压力；/2:降压轧制阶段，筒节外圆转过的直线距离； /,:筒节的厚度接近目标值时的筒节外圆周长； 尸4:筒节成品厚度时轧制设备的轧制力；其大小由以下模式确定尸4 =《3 ca + "2 - /c6rw -《/2r,2 式中t2:筒节成品时的壁厚，其单位为mm; b2:筒节成品时的宽度，其单位为mm。 本专利技术所提供的筒节轧制的技术方案，其核心是两个轧辊均为由 驱动装置带动的主动辊。采用这种两个轧辊均为主动辊的双驱方式， 增大了轧制加工时的轧制力矩，从而增大了轧辊施加给被加工筒节的 轧制力，在加工壁厚较大的筒节时，较大的轧制力克服了壁厚对应力 传递的影响，筒节的内外两侧应力均匀，不会产生表面撕裂，使得加 工较大尺寸的筒节成为可能，扩大了被加工筒节的尺寸范围，提高了 筒节加工的产品规模。同时，双辊传动使得被加工筒节的内壁和外壁 的变形均为挤压变形，不易出现拉伸缺陷，使得被加工筒节的机械性 能较好，提高了筒节的产品质量。另外，双辊传动在工作时，两个轧 辊产生的力矩基本可以达到平衡状态，几乎不对轧制设备产生倾翻力 矩，避免了轧制设备的倾翻的趋势，提高了轧制设备的稳定性。在一种具体实施方式所提供的技术方案中，第 一 轧辊的实际输出 扭矩与其最大输出扭矩之比，等于第二轧辊的实际输出扭矩与其最大 输出扭矩之比，各实际输出的扭矩与各轧辊的最大输出扭矩以相同比 例匹配。当其中一个轧辊的最大输出扭矩较小时，与其相匹配的实际 输出扭矩也较小，另一个轧辊的最大输出扭矩较大，则与其相匹配的 实际输出扭矩也较大。轧制筒节时，两个轧辊大致同时达到各自的最 大输出扭矩，提高了该技术方案的综合性能，增加了轧辊的轧制力范 围，使扩大被加工筒节的尺寸范围成为可能。在另一种具体实施方式中，本专利技术所提供的筒节轧制方法，可以依次包括修平轧制阶段、大压力轧制阶段、降压轧制阶段以及恒辊缝 轧制阶段。上述四个阶段的轧制压力大小不同，在轧制过程中，根据 筒节的壁厚等客观因素的变化，选择不同的轧制阶段，以确定大小较 为合适的轧制力，提高了筒节的加工精度和生产效率。上述筒节的各个加工阶段中轧制压力可以通过各自的轧制压力 计算模型得出，该模型确定了各阶段的轧制压力与尺寸的对应关系，将与被加工筒节相关的各参数代入各阶段的公式，便可得出各阶段的 轧制压力，无论是何种尺寸的筒节坯料，均可以通过公式的计算得到 为其量身定制的轧制方案，提高了筒节轧制本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种筒节轧制设备，包括第一轧辊和第二轧辊，两者分别挤压所述筒节的内壁和外壁，其特征在于，所述第一轧辊和所述第二轧辊均为由驱动装置带动的主动辊。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：吴生富，周晓平，刘刚，马克，王光儒，付环宇，
申请(专利权)人：中国第一重型机械股份公司，一重集团大连设计研究院，
类型：发明
国别省市：23[中国|黑龙江]