Роликовая волока

Изобретение предназначено для повышения точности протянутых через волоку изделий трубопрофильного сортамента. Роликовая волока включает корпус и рабочие ролики, установленные в корпусе на подшипниковых опорах, содержащих оси рабочих роликов с опорными шейками, на которых смонтированы подшипники, помещенные в опорные втулки. Волока также имеет синхронизирующие зубчатые колеса, установленные на осях. Повышение жесткости волоки, а также возможность производить переточку рабочих роликов обеспечивается за счет того, что поверхности контакта корпуса волоки и опорных втулок подшипниковых узлов выполнены коническими, корпус волоки - разъемным по плоскостям, перпендикулярным осям рабочих роликов, а перпендикулярно разъемам корпуса волоки установлены крепежные элементы; зубчатые колеса установлены на осях рабочих роликов с возможностью осевой регулировки положения, а число разъемов корпуса волоки равно числу рабочих роликов. 1 з.п. ф-лы, 2 ил.

 

Изобретение относится к области обработки металлов давлением, в частности к производству профильных конических труб путем волочения.

Известно применение роликовой волоки, у которой калибр для пластической деформации изделия составлен из нескольких роликов (а. с. СССР №422488, 1974). В этой конструкции обод рабочих роликов поддерживается опорными роликами, имеющими врезы на наружной поверхности. Недостатком такой волоки является то, что каждый из четырех опорных и четырех рабочих роликов имеет свои оси и подшипниковые узлы (всего восемь осей и шестнадцать подшипниковых узлов), что позволяет создать жесткую в отношении рабочих нагрузок конструкцию. Кроме того, отсутствует регулировка радиального положения как рабочих, так и опорных роликов. Это затрудняет настройку устройств на необходимый размер калибра, не позволяет компенсировать износ ручья калибра и опорных поверхностей рабочих и опорных роликов и не дает возможность проводить переточку рабочих роликов при износе ручья калибра.

Известна также конструкция роликовой волоки по а. с. СССР №756362, 1980 г. В этой конструкции рабочие ролики, образующие ручей, не имеют опорных осей и подшипниковых опор, а опорные ролики по наружной поверхности выполнены цилиндрической формы и установлены на подшипники. Такая конструкция несколько проще предыдущей, однако здесь пространственное положение рабочих роликов полностью определено взаимодействием ступиц рабочих роликов и наружных цилиндрических поверхностей опорных роликов. Сказанное означает, что от точности установки опорных роликов, а также точности изготовления контактных поверхностей зависит точность расположения ступиц рабочих роликов, а значит и точность формы волочильного канала и, следовательно, точность протянутых изделий. Износ поверхностей контакта рабочих и опорных роликов также меняет форму волочильного канала. Конструкция не обеспечивает компенсацию возможного износа и обладает невысокой жесткостью, которая, к тому же, не регулируется.

Конструкция роликовой волоки, образованной четырьмя роликами, приведена в а. с. СССР №1015940, 1983 г. Суть изобретения состоит в том, что указанные ролики через свои внутренние отверстия стягиваются в единое целое регулируемым в радиальном направлении кольцом. Недостатком этой конструкции является возникновение трения скольжения между внутренними поверхностями роликов при их вращении и регулируемым внутренним кольцом, что приводит к низкой долговечности устройства. Возникают также трудности регулировки величины натяжения внутреннего кольца, имеется возможность заклинивания рабочих роликов на кольце при приложении рабочего усилия вследствие упругих деформаций кольца. Установка кольца указанной конструкции через внутренние опорные поверхности рабочих роликов предполагает его изгиб, а следовательно, невысокую жесткость этого кольца и всего устройства в целом.

В качестве прототипа принято устройство по патенту США №3572078, 1971. Это устройство содержит четыре рабочих ролика, образующих калибр. Ролики установлены консольно на осях, которые, в свою очередь, смонтированы на подшипниках, размещенных в опорных втулках. Эти опорные втулки размещены в корпусе роликовой волоки. Для синхронизации вращения рабочих роликов на их осях с противоположной от опорного узла стороны установлены зубчатые колеса, приводимые во вращение от четырех зубчатых реек. Недостатки этого устройства заключаются в следующем. Консольное расположение рабочих роликов приводит к пониженной радиальной жесткости их установки, что, в свою очередь, снижает точность произведенного с использованием данного устройства изделия. Установка опорных узлов роликов в корпусе без их поджатия в радиальном направлении не позволяет создать предварительно напряженную конструкцию. Синхронизация вращения роликов от четырех отдельных зубчатых колес и четырех зубчатых реек не позволяет достичь необходимой точности синхронизации.

Задачей изобретения является повышение жесткости роликовой волоки и, на этой основе, повышение точности получаемого протянутого изделия, создание возможности для переточки рабочих роликов после их износа от воздействия рабочего процесса.

Задача решается тем, что у роликовой волоки, включающей корпус и рабочие ролики, установленные в корпусе на осях с опорными шейками, на которых смонтированы помещенные в опорные втулки подшипники, а также содержащей синхронизирующие зубчатые колеса, установленные на осях роликов, поверхности контакта корпуса волоки и опорных втулок подшипниковых узлов выполнены коническими, корпус выполнен разъемным в плоскостях, перпендикулярных осям рабочих роликов, перпендикулярно разъемам корпуса установлены регулируемые крепежные элементы, при этом зубчатые колеса установлены с возможностью осевой регулировки положения. Кроме того, количество разъемов корпуса равно количеству рабочих роликов.

Такое техническое решение позволяет повысить жесткость роликовой волоки и точность протянутых изделий, а также производить при необходимости переточку рабочих роликов. Выполнение поверхностей контакта корпуса волоки и опорных втулок подшипниковых узлов коническими позволяет при наличии разъемов корпуса и при затягивании крепежных элементов создать на этих поверхностях значительное усилие, которое, в свою очередь, приведет к тому, что рабочие ролики будут предварительно прижаты друг к другу по ребордам роликов.

Роликовая волока предложенной конструкции показана на фиг.1 для четырехроликового исполнения. На фиг.2 приведена конструкция для трехроликовой волоки. Волока содержит корпус 1 и рабочие ролики 2, образующие в совокупности рабочий калибр. Рабочие ролики 2 установлены в корпусе на подшипниковых опорах, содержащих оси 3 с опорными шейками, на которые смонтированы подшипники 4, причем подшипники помещены в опорные втулки 5. Сопряженные поверхности (А) опорных втулок 5 и корпуса волоки 1 выполнены коническими. Корпус волоки имеет разъемы по плоскостям, перпендикулярным осям рабочих роликов, причем для показанной на фиг.1 четырехроликовой волоки таких разъемов четыре. Перпендикулярно разъемам корпуса установлены крепежные элементы, имеющие на нарезанной части правую и левую резьбы и предназначенные для соединения отдельных частей корпуса. Опорные втулки 5 подшипниковых узлов расперты пружинами 7. На оси 3 рабочих роликов установлены конические зубчатые колеса 8, которые имеют возможность регулировки положения в осевом направлении с помощью гаек 9 и 10. Описание конструкции трехроликовой волоки (по фиг.2) полностью совпадает с описанием четырехроликовой волоки (по фиг.1).

Детали роликовой волоки взаимодействуют между собой следующим образом. Пусть волока находится в собранном состоянии. При затягивании всех крепежных элементов 6 происходит сближение плоскостей разъемов корпуса волоки 1. При этом опорная поверхность (А) корпуса волоки перемещается в радиальном направлении к оси волочения и перемещает также в радиальном направлении опорные втулки 5 подшипниковых узлов. Эти втулки воздействуют в радиальном направлении на подшипники 4, которые, в свою очередь, перемещают оси рабочих роликов 3 и сами рабочие ролики 2 также в радиальном направлении. Затягивая все крепежные элементы, производим сдавливание реборд рабочих роликов по контактным поверхностям. Усилие сдавливания рабочих роликов от крепежных элементов следует принимать таким, чтобы оно превышало технологическое усилие от процесса волочения. В этом случае на будет происходить размыкания контактных поверхностей реборд рабочих роликов и точность продуктов волочения будет самой высокой.

Работа роликовой волоки происходит следующим образом. Вращением рабочих роликов 2 устанавливают такое их положение, при котором диаметр канала между роликами имеет наибольшее значение. Далее в волоку задают трубу - заготовку. Синхронное вращение роликов приводит к уменьшению сечения канала волоки и уменьшению наружного диаметра протянутой трубы. Поскольку рабочие ролики предварительно поджаты друг к другу усилием, превышающим технологическое усилие, то размыкания контактных поверхностей реборд роликов не происходит и точность готового изделия будет определяться точностью волочильного канала.

В том случае, если необходима переточка рабочих роликов (например, вследствие их износа), то это приводит к изменению их радиальных размеров. Регулировкой крепежных элементов и зубчатых колес 8 возможно компенсировать указанное выше изменение. Это позволяет продлить срок службы рабочих элементов предложенной роликовой волоки. Работа трехроликовой волоки полностью соответствует описанному выше.

1. Роликовая волока, включающая корпус и рабочие ролики, установленные в корпусе на осях с опорными шейками, на которых смонтированы помещенные в опорные втулки подшипники, а также содержащая синхронизирующие зубчатые колеса, установленные на осях роликов, отличающаяся тем, что поверхности контакта корпуса волоки и опорных втулок подшипниковых узлов выполнены коническими, корпус выполнен разъемным в плоскостях, перпендикулярных осям рабочих роликов, перпендикулярно разъемам корпуса установлены регулируемые крепежные элементы, при этом зубчатые колеса установлены с возможностью осевой регулировки положения.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что количество разъемов корпуса равно количеству рабочих роликов.