液压驱动的外翅片轧机游动芯棒

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2024-05-21 09:11:23

权利要求书： 1.一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒，包括空载定位电磁铁(1)、活塞锁紧电机(2)、磁栅位置检测元件管(3)、待轧齿管子(4)、快速高压锁紧接头(5)、连接软管(6)和伺服液压泵(7)，所述空载定位电磁铁(1)、活塞锁紧电机(2)、磁栅位置检测元件管(3)、快速高压锁紧接头(5)依次安装在待轧齿管子(4)上，所述待轧齿管子(4)的一端通过连接软管(6)与伺服液压泵(7)连接，其特征在于：

所述待轧齿管子(4)的内部安装有游动拉杆(8)、硬质合金芯棒(9)、芯棒紧固螺丝(10)，所述硬质合金芯棒(9)通过芯棒紧固螺丝(10)安装在游动拉杆(8)上，所述磁栅位置检测元件管(3)内设置有一组N、S极交替布置的磁铁和导磁硅钢组成的环形磁栅(11)，所述环形磁栅(11)一侧的待轧齿管子(4)内设置有对环形磁栅(11)锁紧固定的磁栅锁紧螺母(12)，所述磁栅锁紧螺母(12)的另一侧安装有一组硬垫片(14)和鼓形柔性垫片(15)交错排列设置。

2.根据权利要求1所述的一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒，其特征在于，磁铁和导磁硅钢组成的环形磁栅(11)的磁极间距9mm，外部是一组感应磁性强弱的霍尔元件，间距是

10mm，两者组合通过霍尔元件感受的磁力强弱分布。

3.根据权利要求1所述的一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒，其特征在于，所述伺服液压泵(7)的一侧设置有液压输入口，所述伺服液压泵(7)的另一侧设置有液压输出口，所述伺服液压泵(7)通过液压输出口和连接软管(6)与待轧齿管子(4)连接。

4.根据权利要求1所述的一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒，其特征在于，所述活塞锁紧电机(2)包括电机定子(201)和电机转子(202)，所述电机定子(201)套装在待轧齿管子(4)的外侧，所述电机转子(202)安装在待轧齿管子(4)的内侧，所述电机转子(202)的一侧与硬垫片(14)之间安装有平面推力轴承(13)，所述电机转子(202)的中心开设螺纹孔，相对于磁栅锁紧螺母(12)与游动拉杆(8)上的螺牙匹配。

5.根据权利要求1所述的一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒，其特征在于，所述空载定位电磁铁(1)包括一个安装于游动拉杆(8)尾端的磁铁和套在待轧齿管子(4)外侧的电磁铁。

说明书：一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒技术领域[0001] 本实用新型涉及液压驱动领域，尤其涉及一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒。背景技术[0002] 目前，外翅片轧制原理是待轧制的管子套在芯棒上起到支撑作用，防止管子轧制过程中压扁变形，管子外侧使用3组刀片与轴线成一定夹角进行挤压，管子在刀片驱动下，

一遍旋转，一边前进。外翅片以螺旋形附在管子外表面(原理见附图)。传统方法是在轧机后

侧设一固定座，一端固定在底座上，另一端一支长的拉杆空心连接芯棒，插入管子内部，位

置刚好处于轧机刀片的下压位置。工作时因为刀片挤压管材，管材变形管材内表面和芯棒

因摩擦力咬合在一起，芯棒随管子一同移动。拉杆的作用是克服摩擦力，使芯棒始终处于固

定位置。

[0003] 拉杆的另一个目的是向管子内部通乳化液，进行润滑冷却。对于短管子(4米以下)这种方法没什么问题。但是对于管长较长的管子就出现问题了：

[0004] 1、管子太长，机器开启，管子转动的时候刀片除了克服管壁变形的轧制力之外还需要克服驱动芯棒和拉杆的力，而这个力是由刀片与刀轴的摩擦力和刀片与键销上的剪切

力提供的，刀片摩擦力基本是恒定的。当这个力过大，刀片与键销的剪切力就会增大，一方

面造成键销损坏，另一方面造成刀片破裂；

[0005] 2、对车间长度要求增加。比如轧制20米的管子，车间长度至少要在40米以上，操作人员至少需要4个人以上；

[0006] 3、时间浪费，生产过程中相当一部分时间被用来穿管子。[0007] 由上所述原因，为此我们设计出了一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒来解决以上问题。

实用新型内容

[0008] 本实用新型的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒。

[0009] 为了实现上述目的，本实用新型采用了如下技术方案：[0010] 一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒，包括空载定位电磁铁、活塞锁紧电机、磁栅位置检测元件管、待轧齿管子、快速高压锁紧接头、连接软管和伺服液压泵，所述所述空载

定位电磁铁、活塞锁紧电机、磁栅位置检测元件管、快速高压锁紧接头依次安装在待轧齿管

子上，所述待轧齿管子的一端通过连接软管与伺服液压泵连接，

[0011] 所述待轧齿管子的内部安装有游动拉杆、硬质合金芯棒、芯棒紧固螺丝，所述硬质合金芯棒通过芯棒紧固螺丝安装在游动拉杆上，所述位置检测元件管内设置有一组N、S极

交替布置的磁铁和导磁硅钢组成的环形磁栅，所述环形磁栅一侧的待轧齿管子内设置有对

环形磁栅锁紧固定的磁栅锁紧螺母，所述磁栅锁紧螺母的另一侧安装有一组硬垫片和鼓形

柔性垫片交错排列设置。

[0012] 优选的，磁铁和导磁硅钢组成的环形磁栅的磁极间距9mm，外部是一组感应磁性强弱的霍尔元件，间距是10mm，两者组合通过霍尔元件感受的磁力强弱分布确定位置。

[0013] 优选的，所述伺服液压泵通过液压输出口和连接软管与待轧齿管子连接。[0014] 优选的，所述活塞锁紧电机包括电机定子和电机转子，所述电机定子套装在待轧齿管子的外侧，所述电机转子安装在待轧齿管子的内侧，所述电机转子的一侧与硬垫片之

间安装有平面推力轴承，所述电机转子的中心开设螺纹孔，相对于磁栅锁紧螺母与游动拉

杆上的螺牙匹配。

[0015] 优选的，所述定位电磁铁包括一个安装于游动拉杆尾端的磁铁和套在待轧齿管子外侧的电磁铁。

[0016] 与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：[0017] 1、芯棒体积短小，不需要设置机架和拉杆，缩小了整个轧齿设[0018] 备的占地面积；[0019] 2、不需要设置拉杆，待轧齿管子穿芯棒更容易，无论管子长短，单人即可操作；[0020] 3、缩短了生产过程中穿芯棒的时间，同事减小了刀片克服芯棒拉杆摩擦力造成的刀片损坏。

附图说明[0021] 图1为本实用新型提出的一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒的结构示意图；[0022] 图2为本实用新型提出的一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒的剖视图；[0023] 图3为本实用新型提出的一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒的定位电磁铁的剖视图；

[0024] 图4为本实用新型提出的一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒的活塞锁紧电机的剖视图；

[0025] 图5为本实用新型提出的一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒的游动拉杆的结构示意图。

[0026] 图中：1定位电磁铁、2活塞锁紧电机、201电机定子、202电机转子、3磁栅位置检测元件管、4待轧齿管子、5快速高压锁紧接头、6连接软管、7伺服液压泵、8游动拉杆、9硬质合

金芯棒、10芯棒紧固螺丝、11环形磁栅、12磁栅锁紧螺母、13平面推力轴承、14硬垫片、15鼓

形柔性垫片、16永磁铁芯、17N极线圈、18S极线圈、19S极线圈磁铁20N极磁铁、21永磁体N极、

22永磁体S极。

具体实施方式[0027] 下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的

实施例。

[0028] 实施例一[0029] 参照图1?5，一种液压驱动的外翅片轧机游动芯棒，包括空载定位电磁铁1、活塞锁紧电机2、磁栅位置检测元件管3、待轧齿管子4、快速高压锁紧接头5、连接软管6和伺服液压

泵7，空载定位电磁铁1、活塞锁紧电机2、磁栅位置检测元件管3、快速高压锁紧接头5依次安

装在待轧齿管子4上，待轧齿管子4的一端通过连接软管6与伺服液压泵7连接；

[0030] 在使用时，伺服液压泵7提供驱动动力，工作的时候，黄色的接通连接软管6的入口段，伺服液压泵7向管子内部冲入高压液体，液体推动活塞，活塞带动游动拉杆8移动；

[0031] 需要说明的是，硬质合金芯棒8为轧齿工作原件，整个装置都是为了克服硬质合金芯棒9与管壁的摩擦力而存在的；

[0032] 其中，芯棒紧固螺丝10是用来把硬质合金芯棒9安装在游动拉杆8上；游动拉杆8是整个装置的基础，待轧齿管子4内所有零件都是安装在游动拉杆8上组成一个整体，其有两

大要求，1是抗拉强度高，因为驱动过程中所有力都是通过拉杆传递。2是无磁性且不导磁，

避免过程中各类磁性元件相互干扰；

[0033] 本实施例中，参照图2，待轧齿管子4的内部安装有游动拉杆8、硬质合金芯棒9、芯棒紧固螺丝10，硬质合金芯棒9通过芯棒紧固螺丝10安装在游动拉杆8上，位置检测元件管3

内设置有一组N、S极交替布置的磁铁和导磁硅钢组成的环形磁栅11；其中，磁铁和导磁硅钢

组成的环形磁栅11的磁极间距9mm，外部是一组感应磁性强弱的霍尔元件，间距是10mm，两

者组合通过霍尔元件感受的磁力强弱分布；各传感器感受的是一条钟形曲线，通过计算曲

线顶点所在的传感器，就能够检测到芯棒位置，位置精度可到1mm；将该信号反馈给伺服液

压泵就可以精确地进行位置调节；

[0034] 其中，为了更加清楚的表达，参照图3?4，16为永磁铁芯，17为N极线圈，18为S极线圈，19为S极线圈磁铁，20为N极磁铁；21为永磁体N极，22为永磁体S极；

[0035] 环形磁栅11一侧的待轧齿管子4内设置有对环形磁栅11锁紧固定的磁栅锁紧螺母12，磁栅锁紧螺母12是为了将环形磁栅11锁定在固定位置，磁栅锁紧螺母12的另一侧安装

有一组硬垫片14和鼓形柔性垫片15交错排列设置；

[0036] 本实施例中，液压活塞是驱动过程的核心之一，其作用就是普通活塞。不同之处在于活塞工作时需要完全密封，保证高压液压流体不泄露，停止时放松，便于取出，通过上述

设计方案用一组硬垫片14和鼓形柔性垫片15交错排列，挤压时柔性垫片外涨，与管壁密封，

放松时柔性垫片回缩，外径小于管内径，处于随意滑动状态；

[0037] 更加具体的是，伺服液压泵7的一侧设置有液压输入口，伺服液压泵7的另一侧设置有液压输出口，伺服液压泵7通过液压输出口和连接软管6与待轧齿管子4连接，工作时，

液压泵向管子内部冲高也液体，通过推动游动芯棒的活塞，驱动芯棒移动；

[0038] 其中，活塞锁紧电机2包括电机定子201和电机转子202，锁紧电机结构上与传统电机一样，不同之处在于电机定子201套装在待轧齿管子4的外侧，电机转子202安装在待轧齿

管子4的内侧，电机转子202的一侧与硬垫片14之间安装有平面推力轴承13，其中，平面推力

轴承13是连接锁紧电机转子202和活塞硬垫片14的过度，避免因为摩擦力造成电机转子202

卡住；电机转子202的中心开设螺纹孔，相对于磁栅锁紧螺母12与游动拉杆8上的螺牙匹配，

转动时电机转子202前后移动，使活塞锁紧或放松。

[0039] 更加具体的是，定位电磁铁1包括一个安装于游动拉杆8尾端的磁铁和套在待轧齿管子4外侧的电磁铁；作用是空载时使游动拉杆8位置固定，且锁紧电机工作时，拉杆不会随

之转动。

[0040] 该实用新型在使用时，由于穿在待轧齿管子4内部，为了保持硬质合金芯棒9位置固定，外部需要实时检测硬质合金芯棒9位置并随时进行位置修正调节；

[0041] 同时，该装置在待轧齿管子4内部处于游动状态，位置驱动是通过液压驱动活塞完成的，同时为了硬质合金芯棒9穿入时方便，和待轧齿管子4开裂时拔出硬质合金芯棒9方便

轧制开裂后液压沿裂口释放，不能提供驱动压力，只能人工拔出液压活塞需要在锁紧和松

开两种状态下方便的切换；

[0042] 提供液压动力的驱动系统设计，需要与检测装置配合，进行实时调节、快速响应；且响应精度高。

[0043] 在本实用新型的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、

“顺时针”、“逆时针”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为

了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的设备或元件必须具有特定的

方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。

[0044] 此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者

隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个

以上，除非另有明确具体的限定。

[0045] 以上所述，仅为本实用新型较佳的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，根据本实用

新型的技术方案及其实用新型构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本实用新型的保护范

围之内。