皮爾格冷軋管機變曲率節曲線非圓主動齒輪齒條機構制造技術

一種皮爾格冷軋管機變曲率節曲線非圓主動齒輪齒條機構，機構中的變曲率節曲線非圓主動齒輪齒條節曲線的形狀，是與冷軋管機軋制半徑的軌跡曲線相吻合的變曲率非圓曲線，因此可使同一瞬時變形區內前、后滑區面積基本相等，所以能夠顯著降低軋制過程中的軸向力，不同程度地提高各種冷軋管機的生產率。本實用新型專利技術既適用于以軋制鋼及其合金管材的冷軋管機，也適用于以軋制銅、鋁等有色金屬及其合金管材的冷軋管機作軋制工作的主動齒輪齒條機構。（*該技術在2019年保護過期，可自由使用*）

【技術實現步驟摘要】

本技術涉及一種適用于皮爾格二輥式無縫管冷軋機(以下簡稱冷軋管機)變 曲率節曲線非圓主動齒輪(以下簡稱非圓齒輪)齒條機構。
技術介紹
在冷軋管機的軋制過程中，安裝有軋輥孔型(以下簡稱孔型)的工作機架，在曲柄 連桿機構的帶動下做往復水平直線運動；同時孔型又通過其軸端的圓形主動齒輪，借助水 平地固定在冷軋管機機座上與之嚙合的齒條的驅動而旋轉，從而對夾在上下孔型之間的管 坯進行軋制。這時主動齒輪與齒條嚙合線上的各點都是孔型旋轉的瞬時速度中心(以下簡 稱瞬心)。孔型上各點的速度，等于該點至瞬心的距離與其角速度的乘積，速度方向則取決 于孔型上該點的運動方向。對于上孔型來說，位于瞬心以下的孔型各點，其速度小于所軋管料的速度而形成 前滑區；位于瞬心以上的孔型各點，其速度大于所軋管料的速度而形成后滑區。因為同一瞬 時變形區內(以下簡稱同變區)孔型與管料的接觸應力基本相等，所以把能使同變區前、后 滑區面積相等的點至孔型中心的距離，稱為冷軋管機的軋制半徑。當冷軋管機主動齒輪的節圓半徑小于軋制半徑時，同變區前滑區面積大于后滑區 面積，將產生向前的軸向力；反之，當冷軋管機主動齒輪的節圓半徑大于軋制半徑時，同變 區前滑區面積小于后滑區面積，則產生向后的軸向力。軸向力過大將對軋制過程產生非常不利的嚴重影響如出現兩根相鄰管料端部互 相切入；送進時管料工作錐從芯棒上脫開的阻力增加；芯棒桿縱向彎曲，造成端部裝料的 冷軋管機裝料的極大困難；送進機構磨損加劇；甚至出現工作錐竄動，導致軋制過程無法 正常進行；……等等。所以軸向力的大小在很大程度上決定著冷軋管機生產率的高低。綜上所述可知影響軋制過程軸向力的主要因素，是冷軋管機孔型主動齒輪的節 圓半徑。理想的主動齒輪節圓半徑，應該始終等于軋制過程中的軋制半徑，這樣在整個軋制 過程中都沒有軸向力的產生。但普通的圓形主動齒輪是很難做到的。目前使用的冷軋管機為了平衡軋制過程中的軸向力，一般根據該機能夠軋制的成 品管平均半徑和管坯平均半徑，憑經驗確定孔型主動齒輪的節圓半徑。這樣的冷軋管機圓 形主動齒輪，很難完全平衡軋制過程中的軸向力，離基本消除軸向力，或者將軸向力控制在 不影響軋制工作正常進行范圍內的目標相去甚遠。
技術實現思路
本技術提供了一種冷軋管機變曲率節曲線非圓主動齒輪齒條機構，其中，機 構中的變曲率節曲線非圓主動齒輪齒條節曲線的形狀，是與冷軋管機軋制半徑的軌跡曲線 相吻合的變曲率非圓曲線。進一步地，機構中與變曲率節曲線非圓主動齒輪嚙合的齒條，與水平面成0. 1° 5.0°的傾角，固定在冷軋管機機座的相應部位。進一步地，所述變曲率非圓曲線是螺線、擺線或者拋物線。本技術是這樣實現的根據冷軋管機機架總行程長度和孔型半徑、以及軋制的成品管半徑與管坯半徑等數據，用機械設計的普通方法，首先確定冷軋管機主動齒輪的 一般技術參數(如模數、齒寬等)，然后根據公式α = arctan[KX (P-Q)/H]..............................................(1)β =180° X [H/3i+2XMXcos(a)]/[G-KX (P+Q)/2]......................(2)A = G-KXQ+π XMXsin(a )............................................(3)B = G-KXP-π XMXsin(a )............................................(4)C = H/cos(a )+2X Ji XM...............................................(5)D = π XM............................................................(6)Z = ceil {H/[π XMX cos ( a ) ]+2}.......................................(7)式中a—齒條節曲線與水平面之間的傾角(以下簡稱齒條傾角)，單位(° )；β——冷軋管機非圓齒輪節曲線行程角，單位(° )；A——本技術機構非圓齒輪節曲線的大端曲率半徑，單位毫米；B——本技術機構非圓齒輪節曲線的小端曲率半徑，單位毫米；C——本技術機構非圓齒輪齒條節曲線的弧長，單位毫米；D——本技術機構非圓齒輪齒條每齒在其節曲線上所占弧長，單位毫米；G——冷軋管機的孔型半徑，單位毫米；H——冷軋管機機架的總行程長度，單位毫米；K——根據經驗或實驗確定的系數，一般在0. 5 0. 9之間；M——本技術機構非圓齒輪齒條的模數(GB/T1357-1987)；P—冷軋管機所軋管坯的半徑，單位毫米；Q——冷軋管機軋制的成品管半徑，單位毫米；Z——本技術機構非圓齒輪的齒數。成品管半徑Q ；以及根據經驗或實驗確定的系數K等，分別代入上述(1) (7)式， 得齒條傾角；非圓齒輪節曲線行程角；非圓齒輪的大端曲率半徑Α;小端曲 率半徑B;非圓齒輪齒條節曲線的弧長C;非圓齒輪齒條每齒在節曲線上所占的弧長D ；非 圓齒輪的齒數Z ；齒條的齒數Z-I等。利用上述數據，即可做出本技術機構的非圓齒輪；齒條。把此技術的非圓齒輪，安裝于冷軋管機右機架牌坊、左機架牌坊兩邊孔型的 軸端部做軋制工作的主動齒輪。將與之嚙合的齒條，按由(1)式計算出的一般處于0. Γ 5. 0°之間的傾角，固定在冷軋管機機座的相應部位。當機架牌坊連同下孔型上孔型，在連桿曲柄齒輪機構的帶動下，作往復水平直線 運動的同時；上下孔型又在本技術機構的驅動下，作相向旋轉運動；周期性地逐步將 管坯軋制為成品無縫管。由以上所述和計算知本技術機構非圓齒輪齒條節曲線形狀，是較大程度地 與該冷軋管機軋制半徑的軌跡曲線相吻合的直線、螺線、擺線或者拋物線等合理形式的變曲率非圓曲線。因此可使軋制過程中同變區前、后滑區面積基本相等。所以能夠顯著降低 軋制過程中的軸向力，從而不同程度地提高各種冷軋管機的工作條件和生產率。本技術既適用于以軋制鋼及其合金管材的冷軋管機，也適用于以軋制銅、鋁 等有色金屬及其合金管材的冷軋管機作軋制工作的主動齒輪齒條機構。附圖說明圖1皮爾格冷軋管機變曲率節曲線非圓主動齒輪齒條機構圖2本技術機構在皮爾格冷軋管機中的具體實施方式1非圓齒輪 2齒條 3右機架牌坊 4左機架牌坊 5冷軋管機機座6下軋輥孔型 7上軋輥孔型 8連桿 9曲柄齒輪11，12，13，-,20,…，36非圓齒輪按曲率半徑由大到小的齒數序號α齒條節曲線與水平面之間的傾角，單位(° )；β皮爾格冷軋管機變曲率節曲線非圓主動齒輪節曲線行程角，單位(° )；A本技術機構非圓齒輪節曲線的大端曲率半徑，單位毫米；B本技術機構非圓齒輪節曲線的小端曲率半徑，單位毫米；C本技術機構非圓齒輪齒條節曲線的弧長，單位毫米；D本技術機構非圓齒輪齒條每齒在其節曲線上所占弧長，單位毫米；H皮爾格冷軋管機機架的總行程長度，單位毫米；具體實施方式下面以LG60-H冷軋管機為例，說明本技術的具體實施方式。LG60-H冷軋管機的主本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種皮爾格冷軋管機變曲率節曲線非圓主動齒輪齒條機構，其特征在于：機構中的變曲率節曲線非圓主動齒輪齒條節曲線的形狀，是與冷軋管機軋制半徑的軌跡曲線相吻合的變曲率非圓曲線。

【技術特征摘要】
一種皮爾格冷軋管機變曲率節曲線非圓主動齒輪齒條機構，其特征在于機構中的變曲率節曲線非圓主動齒輪齒條節曲線的形狀，是與冷軋管機軋制半徑的軌跡曲線相吻合的變曲率非圓曲線。2.根據權利要求1所述的皮爾格冷軋管機變曲率節曲線非圓主動齒輪齒條機構，其特 ...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜方余，
申請(專利權)人：溫州市金洛機械設備制造有限公司，
類型：實用新型
國別省市：33[中國|浙江]