用于管材轧制的自动换辊轧机及工作方法

权利要求书： 1.一种用于管材轧制的自动换辊轧机，其特征在于，包括：轧机本体、推拉机构和升降机构；其中，所述轧机本体包括机架以及安装于所述机架上部的第一轧辊和安装于所述机架下部的第二轧辊；

所述推拉机构包括第一驱动装置和第一工装夹具，所述第一工装夹具安装于所述第一驱动装置的活动端，用于与所述第一轧辊的端部可拆卸连接，将所述第一轧辊由所述机架内拉出或推入所述机架内；

所述升降机构包括第二驱动装置和第二工装夹具，所述第二工装夹具安装于所述第二驱动装置的活动端，用于与所述第一轧辊的上部可拆卸连接。

2.根据权利要求1所述的用于管材轧制的自动换辊轧机，其特征在于，还包括基座和移动导向机构，所述移动导向机构包括滑轨、第三驱动装置和滚珠丝杠装置，所述基座设置于所述轧机本体的旁侧，所述第三驱动装置通过所述滚珠丝杠装置与所述滑轨驱动连接使得所述滑轨可滑动设置于所述基座上并能够推入所述机架内或由机架内拉出，且所述推拉机构带动所述第一轧辊在所述滑轨上移动。

3.根据权利要求2所述的用于管材轧制的自动换辊轧机，其特征在于，在所述滑轨的内侧固定多个滚轴，所述滚轴沿所述滑轨的长度方向设置，所述第一轧辊在所述滚轴上由所述推拉机构带动滑动。

4.根据权利要求2所述的用于管材轧制的自动换辊轧机，其特征在于，在所述基座和所述轧机本体上沿水平方向安装有多个滑块，所述滑轨的外侧构造有沿其长度方向的导轨，所述滑块与所述滑轨匹配滑动连接。

5.根据权利要求1所述的用于管材轧制的自动换辊轧机，其特征在于，还包括第一轴承座组，所述第一轴承座组安装于所述第一轧辊的两端，所述第一工装夹具与一端的所述第一轴承座组可拆卸连接，所述第二工装夹具与两端的所述第一轴承座组可拆卸连接。

6.根据权利要求5所述的用于管材轧制的自动换辊轧机，其特征在于，所述第一工装夹具包括匹配的第一快速工装公盘和第一快速工装母盘，所述第一快速工装公盘安装于所述第一驱动装置的活动端，所述第一快速工装母盘安装于一端的所述第一轴承座组；所述第二工装夹具包括匹配的第二快速工装公盘和第二快速工装母盘，所述第二快速工装公盘安装于所述第二驱动装置的活动端，所述第二快速工装母盘安装于两端的所述第一轴承座组。

7.根据权利要求1所述的用于管材轧制的自动换辊轧机，其特征在于，轧机本体还包括辅助定位辊，所述辅助定位辊可旋转安装于所述第一轧辊和所述第二轧辊之间的两侧。

8.根据权利要求2所述的用于管材轧制的自动换辊轧机，其特征在于，所述推拉机构还包括安装座，所述第一驱动装置的固定端通过所述安装座固定于所述基座的顶部。

9.一种根据权利要求1-8中任意一项所述的用于管材轧制的自动换辊轧机的工作方法，其特征在于，包括：S1、通过第一驱动装置和第一工装夹具将第一轧辊从机架中拉出；

S2、将管坯移动至第二轧辊的上方；

S3、通过第一驱动装置和第一工装夹具将第一轧辊推入至机架中并从管坯的中心穿过；

S4、断开第一工装夹具与第一轧辊之间的连接，并通过第二驱动装置和第二工装夹具带动第一轧辊向下移动，使得第一轧辊和第二轧辊分别夹在管坯内侧和外侧；

S5、启动第一轧辊和第二轧辊同时反向旋转；

S6、轧制坯料完毕后，通过第一驱动装置和第一工装夹具将第一轧辊从机架中拉出，将成品管从机架中取出。

10.根据权利要求9所述的用于管材轧制的自动换辊轧机的工作方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括：S01、通过第二驱动装置和第二工装夹具带动第一轧辊向上移动；

S02、通过第三驱动装置和滚珠丝杠装置带动滑轨移动至第二轧辊的上方；

S03、通过第二驱动装置和第二工装夹具带动第一轧辊向下移动，将第一轧辊放置在滑轨上，并断开第二工装夹具与第一轧辊的连接；

在步骤S1和步骤S2之间还包括：

S11、通过第三驱动装置和滚珠丝杠装置带动滑轨由机架内拉出；

在步骤S2和步骤S3之间还包括：

S21、重复步骤S02；

在步骤S3和步骤S4之间还包括：

S31、通过第三驱动装置和滚珠丝杠装置带动滑轨由第一轧辊和第二轧辊之间拉出；

在步骤S6中还包括：

S61、轧制坯料完毕后，通过第三驱动装置和滚珠丝杠装置带动滑轨移动至第一轧辊的下方；

S62、通过第一驱动装置和第一工装夹具将第一轧辊从机架中拉出；

S63、通过第三驱动装置和滚珠丝杠装置带动滑轨由机架内拉出，并将成品管从机架中取出。

说明书： 用于管材轧制的自动换辊轧机及工作方法技术领域[0001] 本发明涉及管材加工技术领域，尤其涉及一种用于管材轧制的自动换辊轧机及工作方法。背景技术[0002] 目前，管材轧制生产无缝管材主要方法分为热轧和冷轧，钛合金大口径管材受限于材料特性，冷轧难度极大，一般选用热轧技术。[0003] 市面上常见大口径管材轧制多用轧环机，使环件可以产生连续局部塑性变形，进而实现壁厚减小、直径扩大、截面轮廓成型的塑性加工工艺，但是设备吨位偏大，成本过高。所以采用管坯套轧辊的热轧方式，由于加工前需要将管坯由台车炉加热至高温出炉，考虑到开轧温度及温降影响，出炉的管坯需要快速放入轧机轧制，同时管坯采用套在轧辊上轧制，需考虑轧辊和管坯的拉出方式与装料方式。

发明内容[0004] 本发明实施例提供一种用于管材轧制的自动换辊轧机及工作方法，用以解决现有技术中热轧加工装置导致的吨位偏大、成本过高以及如何快速拉出和装料的缺陷。[0005] 本发明实施例提供一种用于管材轧制的自动换辊轧机，包括：轧机本体、推拉机构和升降机构；其中，[0006] 所述轧机本体包括机架以及安装于所述机架上部的第一轧辊和安装于所述机架下部的第二轧辊；[0007] 所述推拉机构包括第一驱动装置和第一工装夹具，所述第一工装夹具安装于所述第一驱动装置的活动端，用于与所述第一轧辊的端部可拆卸连接，将所述第一轧辊由所述机架内拉出或推入所述机架内；[0008] 所述升降机构包括第二驱动装置和第二工装夹具，所述第二工装夹具安装于所述第二驱动装置的活动端，用于与所述第一轧辊的上部可拆卸连接。[0009] 其中，还包括基座和移动导向机构，所述移动导向机构包括滑轨、第三驱动装置和滚珠丝杠装置，所述基座设置于所述轧机本体的旁侧，所述第三驱动装置通过所述滚珠丝杠装置与所述滑轨驱动连接使得所述滑轨可滑动设置于所述基座上并能够推入所述机架内或由机架内拉出，且所述推拉机构带动所述第一轧辊在所述滑轨上移动。[0010] 其中，在所述滑轨的内侧固定多个滚轴，所述滚轴沿所述滑轨的长度方向设置，所述第一轧辊在所述滚轴上由所述推拉机构带动滑动。[0011] 其中，在所述基座和所述轧机本体上沿水平方向安装有多个滑块，所述滑轨的外侧构造有沿其长度方向的导轨，所述滑块与所述滑轨匹配滑动连接。[0012] 其中，还包括第一轴承座组，所述第一轴承座组安装于所述第一轧辊的两端，所述第一工装夹具与一端的所述第一轴承座组可拆卸连接，所述第二工装夹具与两端的所述第一轴承座组可拆卸连接。[0013] 其中，所述第一工装夹具包括匹配的第一快速工装公盘和第一快速工装母盘，所述第一快速工装公盘安装于所述第一驱动装置的活动端，所述第一快速工装母盘安装于一端的所述第一轴承座组；所述第二工装夹具包括匹配的第二快速工装公盘和第二快速工装母盘，所述第二快速工装公盘安装于所述第二驱动装置的活动端，所述第二快速工装母盘安装于两端的所述第一轴承座组。[0014] 其中，轧机本体还包括辅助定位辊，所述辅助定位辊可旋转安装于所述第一轧辊和所述第二轧辊之间的两侧。[0015] 其中，所述推拉机构还包括安装座，所述第一驱动装置的固定端通过所述安装座固定于所述基座的顶部。[0016] 本发明实施例另一方面还提供一种根据本发明实施例第一方面的用于管材轧制的自动换辊轧机的工作方法，包括：[0017] S1、通过第一驱动装置和第一工装夹具将第一轧辊从机架中拉出；[0018] S2、将管坯移动至第二轧辊的上方；[0019] S3、通过第一驱动装置和第一工装夹具将第一轧辊推入至机架中并从管坯的中心穿过；[0020] S4、断开第一工装夹具与第一轧辊之间的连接，并通过第二驱动装置和第二工装夹具带动第一轧辊向下移动，使得第一轧辊和第二轧辊分别夹在管坯内侧和外侧；[0021] S5、启动第一轧辊和第二轧辊同时反向旋转；[0022] S6、轧制坯料完毕后，通过第一驱动装置和第一工装夹具将第一轧辊从机架中拉出，将成品管从机架中取出。[0023] 其中，在步骤S1之前还包括：[0024] S01、通过第二驱动装置和第二工装夹具带动第一轧辊向上移动；[0025] S02、通过第三驱动装置和滚珠丝杠装置带动滑轨移动至第二轧辊的上方；[0026] S03、通过第二驱动装置和第二工装夹具带动第一轧辊向下移动，将第一轧辊放置在滑轨上，并断开第二工装夹具与第一轧辊的连接；[0027] 在步骤S1和步骤S2之间还包括：[0028] S11、通过第三驱动装置和滚珠丝杠装置带动滑轨由机架内拉出；[0029] 在步骤S2和步骤S3之间还包括：[0030] S21、重复步骤S02；[0031] 在步骤S3和步骤S4之间还包括：[0032] S31、通过第三驱动装置和滚珠丝杠装置带动滑轨由第一轧辊和第二轧辊之间拉出；[0033] 在步骤S6中还包括：[0034] S61、轧制坯料完毕后，通过第三驱动装置和滚珠丝杠装置带动滑轨移动至第一轧辊的下方；[0035] S62、通过第一驱动装置和第一工装夹具将第一轧辊从机架中拉出；[0036] S63、通过第三驱动装置和滚珠丝杠装置带动滑轨由机架内拉出，并将成品管从机架中取出。[0037] 本发明实施例提供的一种用于管材轧制的自动换辊轧机及工作方法，通过推拉机构控制第一轧辊水平移动，通过升降机构控制第一轧辊的升降运动，通过第一轧辊和第二轧辊自动对管坯进行加工，在实现大口径管材轧制功能的前提下，降低了制作成本，还可以快速自动更换轧辊，提高了生产效率。附图说明[0038] 为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。[0039] 图1是本发明实施例提供的一种用于管材轧制的自动换辊轧机的结构示意图；[0040] 图2是本发明实施例提供的推拉机构、基座和移动导向机构的第一视角结构示意图；[0041] 图3是本发明实施例提供的推拉机构、基座和移动导向机构的第二视角结构示意图；[0042] 图4是本发明实施例提供的轧机本体的右视图；[0043] 图5是本发明实施例提供的轧机本体的局部结构示意图。[0044] 附图标记：[0045] 101：机架；102：第一轧辊；103：第二轧辊；104：第一轴承座组；105：轴承座固定台；201：第一驱动装置；202：第一工装夹具；203：安装座；301：第二驱动装置；302：第二工装夹具；4：基座；501：滑轨；502：第三驱动装置；503：滚珠丝杠装置；504：滚轴；505：滑块；506：导轨；507：第二轴承座组；6：辅助定位辊。

具体实施方式[0046] 为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。[0047] 在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是点连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。[0048] 下面结合图1-图5描述本发明实施例的一种用于管材轧制的自动换辊轧机，包括：轧机本体、推拉机构和升降机构。

[0049] 轧机本体包括机架101以及安装于机架101上部的第一轧辊102和安装于机架101下部的第二轧辊103。轧机本体为普通两辊式轧机结构形式，轧机驱动为常规电机驱动结构，其电机设置在机架101的右侧用于驱动第一轧辊102和第二轧辊103转动。[0050] 推拉机构包括第一驱动装置201和第一工装夹具202，第一工装夹具202安装于第一驱动装置201的活动端，用于与第一轧辊102的端部可拆卸连接，将第一轧辊102由机架101内拉出或推入机架101内。第一驱动装置201可采用液压缸等驱动装置，液压缸与推拉杆连接，推拉杆的端部安装第一工装夹具202，可以夹持第一轧辊102通过液压缸带动移动，实现第一轧辊102可由机架101中拉出和推送至机架101内两种操作。应当理解的是，第一工装夹具202可以实现与第一轧辊102的可拆卸连接，当第一轧辊102不需要水平移动时，第一工装夹具202与第一轧辊102分离，两者不共同运动。

[0051] 升降机构包括第二驱动装置301和第二工装夹具302，第二工装夹具302安装于第二驱动装置301的活动端，用于与第一轧辊102的上部可拆卸连接。第二驱动装置301可采用伺服电动缸，其位于第一轧辊102的顶部，伺服电动缸的底部固定第二工装夹具302，可以夹持第一轧辊102的两端通过伺服电动缸带动上下移动，当管坯输送至机架101到位后，可通过伺服电动缸驱动第一轧辊102向下运动，使得第一轧辊102和第二轧辊103分别压在管坯的内侧和外侧。应当理解的是，第二工装夹具302可以实现与第一轧辊102的可拆卸连接，当第一轧辊102不需要升降移动时，第二工装夹具302与第一轧辊102分离，两者不共同运动。[0052] 采用上述用于管材轧制的自动换辊轧机的工作方法主要包括：通过推拉机构将第一轧辊102从机架101中拉出，随后通过机械手或斜坡将管坯移动至机架101内的第二轧辊103的上方，通过推拉机构将第一轧辊102推入至管坯的中心部分，随后利用升降机构控制第一轧辊102下降，使得第一轧辊102和第二轧辊103分别压在管坯的内侧和外侧，启动第一轧辊102和第二轧辊103反向旋转，同时升降机构控制轧制不同道次的压下量，对管坯进行加工。加工完毕后，首先将第一轧辊102从机架101中拉出，最后将成品管从机架101中取出即可。

[0053] 本发明实施例提供的一种用于管材轧制的自动换辊轧机，通过推拉机构控制第一轧辊102水平移动，通过升降机构控制第一轧辊102的升降运动，通过第一轧辊102和第二轧辊103自动对管坯进行加工，在实现大口径管材轧制功能的前提下，降低了制作成本，还可以快速自动更换轧辊，提高了生产效率。[0054] 在其中一个实施例中，用于管材轧制的自动换辊轧机还包括基座4和移动导向机构，移动导向机构包括滑轨501、第三驱动装置502和滚珠丝杠装置503，基座4设置于轧机本体的旁侧，第三驱动装置502通过滚珠丝杠装置503与滑轨501驱动连接使得滑轨501可滑动设置于基座4上并能够推入机架101内或由机架101内拉出，且推拉机构带动第一轧辊102在滑轨501上移动。在本实施例中，基座4用于安装推拉机构和移动导向机构，移动导向机构的作用为为第一轧辊102的推拉提供方向，具体为：在第一轧辊102推入机架101内和从机架101内拉出时，均需要搭在滑轨501上滑动。因此可以理解的是，通过第三驱动装置502和滚珠丝杠装置503的带动，在第一轧辊102水平移动时，滑轨501均需要移动至机架101内，提供第一轧辊102的移动导向和承接作用，使得第一轧辊102在滑轨501上滑动，第一轧辊102可以由机架101中拉出和推入至机架101内。进一步地，第三驱动装置502可采用电机，滚珠丝杠装置503将电机的转动运动转化为滑轨501的往复直线运动。滑轨501在第三驱动装置502和滚珠丝杠装置503的驱动下滑动，可以从基座4伸出并移动至机架101内和从机架101内拉回至基座4。

[0055] 在其中一个实施例中，移动导向机构还包括第二轴承座组507，滚珠丝杠装置503通过第二轴承座组507安装于基座4上。[0056] 在其中一个实施例中，在滑轨501的内侧固定多个滚轴504，滚轴504沿滑轨501的长度方向设置，第一轧辊102在滚轴504上由推拉机构带动滑动。在本实施例中，通过均布在滑轨501上的滚轴504减小第一轧辊102在滑轨501上移动的摩擦力，使其更容易沿滑轨501进行水平移动。[0057] 在其中一个实施例中，在基座4和轧机本体上沿水平方向构造有多个凹槽，在凹槽内安装有滑块505，滑轨501的外侧构造有沿其长度方向的导轨506，滑块505与滑轨501匹配滑动连接。在本实施例中基座4上的凹槽间隔均匀设置五对，机架101上设置两对凹槽，每个凹槽内对应安装一个滑块505，通过滑轨501外侧的导轨506与凹槽中的滑块505滑动配合，使得滑轨501能够沿凹槽的方向进行滑动。应当理解的是，在滑轨501滑动过程中，至少有三组滑块505与导轨506滑动配合，避免滑轨501脱落。[0058] 在其中一个实施例中，用于管材轧制的自动换辊轧机还包括第一轴承座组104，第一轴承座组104安装于第一轧辊102的两端，第一工装夹具202与一端的第一轴承座组104可拆卸连接，第二工装夹具302与两端的第一轴承座组104可拆卸连接。具体地，在机架101上设置有轴承座固定台105，第一轧辊102移动到机架101内的预定位置后，第一轧辊102和第二轧辊103旋转轧制时，第一轴承座组104固定在轴承座固定台105上，其内部轴承工作，第一轧辊102在水平移动或升降移动时，第一轴承座组104随第一轧辊102一同移动。[0059] 在其中一个实施例中，第一工装夹具202包括匹配的第一快速工装公盘和第一快速工装母盘，第一快速工装公盘安装于第一驱动装置201的活动端，第一快速工装母盘安装于一端的第一轴承座组104；第二工装夹具302包括匹配的第二快速工装公盘和第二快速工装母盘，第二快速工装公盘安装于第二驱动装置301的活动端，第二快速工装母盘安装于两端的第一轴承座组104。在本实施例中，第一快速工装公盘和第一快速工装母盘可相应匹配可拆卸连接，第二快速工装公盘和第二快速工装母盘可相应匹配可拆卸连接，以实现第一轧辊102的水平运动与升降运动之间的切换。优选地，第一工装夹具202和第二工装夹具302可选择ATI快速工装，接收到电信号时，可实现与第一轧辊102的锁紧。[0060] 在其中一个实施例中，轧机本体还包括辅助定位辊6，辅助定位辊6可旋转安装于第一轧辊102和第二轧辊103之间的两侧。当管坯进入到机架101后，可由第二轧辊103和两侧的辅助定位辊6支撑，在管坯旋转轧制时，辅助定位辊6也跟随其旋转。另外，辅助定位辊6在管坯输送时也可以搭接斜板。[0061] 在其中一个实施例中，推拉机构还包括安装座203，第一驱动装置的固定端通过安装座203固定于基座4的顶部。安装座203可以为安装板搭接在基座4顶部的形式。[0062] 本发明实施例还提供一种用于管材轧制的自动换辊轧机的工作方法，包括：[0063] S1、通过第一驱动装置201和第一工装夹具202将第一轧辊102从机架101中拉出；[0064] S2、将管坯移动至第二轧辊103的上方；[0065] S3、通过第一驱动装置201和第一工装夹具202将第一轧辊102推入至机架101中并从管坯的中心穿过；[0066] S4、断开第一工装夹具202与第一轧辊102之间的连接，并通过第二驱动装置301和第二工装夹具302带动第一轧辊102向下移动，使得第一轧辊102和第二轧辊103分别夹在管坯内侧和外侧；[0067] S5、启动第一轧辊102和第二轧辊103同时反向旋转；[0068] S6、轧制坯料完毕后，通过第一驱动装置201和第一工装夹具202将第一轧辊102从机架101中拉出，将成品管从机架101中取出。[0069] 简而言之，在管坯进入机架101之前，需要将第一轧辊102从机架101中拉出(即步骤S1)，之后将管坯输送至机架101内(即步骤S2)，搭在辅助定位辊6和第二轧辊103上，再将第一轧辊102推入到管坯中心(即步骤S3)，第一轧辊102下降并与第二轧辊103分别夹住管坯(即步骤S4)，进行管坯轧制(即步骤S5)，最后将成品管从机架101中取出(即步骤S6)。[0070] 采用本发明实施例的用于管材轧制的自动换辊轧机进行加工，在实现大口径管材轧制功能的前提下，降低了制作成本，还可以快速自动更换轧辊，提高了生产效率。[0071] 在其中一个实施例中，在步骤S1之前还包括：[0072] S01、通过第二驱动装置301和第二工装夹具302带动第一轧辊102向上移动；[0073] S02、通过第三驱动装置502和滚珠丝杠装置503带动滑轨501移动至第二轧辊103的上方；[0074] S03、通过第二驱动装置301和第二工装夹具302带动第一轧辊102向下移动，将第一轧辊102放置在滑轨501上，并断开第二工装夹具302与第一轧辊102的连接；[0075] 在步骤S1和步骤S2之间还包括：[0076] S11、通过第三驱动装置502和滚珠丝杠装置503带动滑轨501由机架101内拉出；[0077] 在步骤S2和步骤S3之间还包括：[0078] S21、重复步骤S02；[0079] 在步骤S3和步骤S4之间还包括：[0080] S31、通过第三驱动装置502和滚珠丝杠装置503带动滑轨501由第一轧辊102和第二轧辊103之间拉出；[0081] 在步骤S6中还包括：[0082] S61、轧制坯料完毕后，通过第三驱动装置502和滚珠丝杠装置503带动滑轨501移动至第一轧辊102的下方；[0083] S62、通过第一驱动装置201和第一工装夹具202将第一轧辊102从机架101中拉出；[0084] S63、通过第三驱动装置502和滚珠丝杠装置503带动滑轨501由机架101内拉出，并将成品管从机架101中取出。[0085] 简而言之，在本实施例中，在第一轧辊102水平移动时，由滑轨501导向并承载，在不同过程中需要将滑轨501从机架101内拉出或推入机架101内。具体地，在第一轧辊102推入至机架101之前，需要先将第一轧辊102抬起，在其下方放置滑轨501，再将第一轧辊102放在滑轨501上移动(即步骤S01～S03)；在管坯放入到机架101内之前，也需要将滑轨501从机架101内拉回(即步骤S11)；在第一轧辊102推入管坯的中心之前，也需要先将滑轨501移动至机架101内(即步骤S21)；在管坯轧制开始前，也需要将滑轨501由第一轧辊102与管坯之间拉出(即步骤S31)；轧制坯料完毕后，需要先将第一轧辊102从由滑轨501中滑动拉出，之后再将滑轨501从机架101内拉出，最后在将成品管取出(即步骤S61～S63)。[0086] 最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。