专利名称：减径(φ40～φ25)热轧一次成型中空锚杆的工艺及设备的制作方法
技术领域：
本发明属于锚杆的轧制设备及轧制工艺技术领域，公开一种减径(0 40 0 25) 热轧一次成型中空锚杆的工艺及设备。
背景技术：
中空锚杆在岩土工程，公路、水电、铁路、地铁各个领域中用量都很巨大，特别是最 近几年随着我国基础设施大工程的投入不断增加，高速铁路、高速公路大规模修建，其用量 会大大增加。当前中空锚杆的生产主要由成品钢管冷轧而成，采用冷轧钢管生产中空锚杆 有两个缺点，一是冷轧加工会产生加工硬化，生产出的中空锚杆脆，延伸率低，目前市场上 的中空锚杆的延伸率大多5%左右；二是生产工序长、成本高，从本发明工艺中的荒管到中 空锚杆大至有以下十几道工序荒管一退火一酸洗一磷化、皂化一冷拔减径一退火一裁断 —销售运输到中空丨——反复循环多次——丨锚杆生产厂家一裁断一轧制锚杆一捆扎包 装；以上十几道工序中的酸洗、磷化、皂化工序严重污染水源，国家已明令禁止，况且以上十 几道工序要由不同的生产厂家完成，荒管由穿孔厂家完成，酸洗由酸洗厂家完成，冷拔由冷 拔钢管厂家完成，中空锚杆由中空锚杆生产厂家完成，这些厂家之间又经过多次运输，既增 加成本又由于生产技术管理水平的差别，造成质量差别；更重要的是工序长，成本高。技术方案为解决上述技术问题，本发明的目的是一种减径(0 40 525)热轧一次成型低成 本锚杆的工艺及设备，使其能减少工序、降低工人的劳动强度，提高效率、降低能耗、减少污 染、节约了成本。一种减径(0 40 0 25)热轧一次成型中空锚杆的设备，所述的减径热轧一次成 型中空锚杆的设备主要包括机械送料、中频加热和减径轧制成型三个部分；所述的机械送 料部分主要包括送料定位辊轮架，并设置有辅助送料架，所述的辅助送料架具有滑道，辅助 送料架的作用是人工通过辅助送料架将荒管送入送料定位辊轮架；在送料定位辊轮架上设 置有三个送料定位辊轮，所述的三个辊轮均为光轮且成120°分布；所述辊轮所具有的驱 动、传动机构包括电机、行星齿轮箱和传动轴，对应每个辊轮由行星齿轮箱输出一根驱动辊 轮转动的传动轴；所述的中频加热部分为中频感应线圈构成的加热装置；所述中频加热部 分位于机械送料部分送料定位辊轮架的后部；减径轧制成型部分中，用于对荒管减径成形 的三个轧辊轮设置在轧辊机机架上；所述三个轧辊轮在机架上呈120°分布，所述的轧辊 轮为由前至后渐扩径的锥台结构；所述的轧辊轮的前端与被轧制荒管的减径部位相对应， 其外壁为光滑的由前至后渐扩径结构，后端与螺纹成形部分相对应，其外壁为螺纹结构；所 述轧辊的中空结构构成轧辊冷却腔；在所述轧辊的两端分别设置轧辊轴；两端的轧辊轴均 为空腔结构并采用法兰盘与轧辊连接；其中前端的轧辊轴螺纹连接旋转接头；所述的旋转 接头为空腔结构并具有出水口，所述轧辊、轧辊轴、旋转接头的空腔构成冷却水腔体，设置 有与冷却水源连通的进水管，并使进水管穿过旋转接头、前端轧辊轴的空腔进入轧辊冷却 腔内，所述进水管的出水口位于后端轧辊轴的空腔内，构成轧辊冷却机构；减径轧制成型部分设置有与轧辊轮配合对荒管减径轧制的芯棒，所述芯棒具有中空结构的芯棒体；所述芯 棒的后端位于荒管内，并与荒管被减径轧制部位相对应，所述芯棒的后端为由前至后圆滑 过渡的渐缩径结构；所述芯棒后端的形状与荒管减径轧制段三个轧辊所形成的孔腔结构一 致；所述的机械送料、中频加热和减径轧制成型三个部分设置在一个整体机架上。所述的中空结构的芯棒体内设置用于冷却芯棒的进水管，所述进水管出水口位于 芯棒体空腔的后端，在所述芯棒体的前端设置有旋转接头，所述旋转接头具有与芯棒体空 腔连通的出水口。一种减径(①40 525)热轧一次成型中空锚杆的工艺，本发明的生产工艺流程 是辅助一荒管一进料定位辊轮架一荒管勻速前行一感应加热一加热后的荒管进入减径成 形轧机一成形中空锚杆；具体轧制工艺是首先，同时起动用于减径成形轧辊的电机和用 于送料定位辊轮的电机，将荒管由荒管辅助送料架的滑道送进送料定位辊轮架；荒管由送 料定位轧辊架被勻速送到中频感应线圈加热装置，均勻加热后，送到减径成形轧机；在对荒 管减径轧制之前，芯棒被快速送到荒管的减径轧制段，由三个轧辊的前部光滑段对荒管边 勻壁边减径轧制，经勻壁减径轧制后，进入三个轧辊的后部，由三个轧辊后部的螺纹段进行 成型轧制，得到中空锚杆。本发明公开的一种减径(0 40 0 25)热轧一次成型中空锚杆的工艺及设备，采 取边加热边轧制工艺，确保了钢材的合理轧制温度，使得大幅度减径成为可能；实现了大直 径荒管在一次轧制过程中既减径又同时轧制出全螺纹中空锚杆，采用热轧，提高了中空锚 杆的综合力学性能，断后延伸率可以达到21 %以上，利用三辊斜轧原理，轧辊实现了大幅度 减径轧制，轧辊的一段带有螺纹，减径轧制的同时也实现了螺纹的轧制；和传统的冷轧中空 锚杆工艺相比减少了工序、降低了工人的劳动强度，效率提高了四倍，能耗降低了 60%，减 少了污染、节约了成本。
图1是本发明的结构示意图。图2是本发明中送料定位辊轮架的结构示意图。图3是图2的A-A剖面图。图4是减径成型轧机机架的结构示意图。图5是减径成型轧辊轮的结构示意图。图6是减径成型轧辊轮冷却机构的结构示意图。图7是芯棒的结构示意图。图8是芯棒的工作状态示意图。图中1、5、行星齿轮箱，2、轧机机架，3、中频感应线圈，4、送料定位辊轮架，6、滑 道，7、辅助送料架，8、芯棒，9、芯棒机构，10、11、电机，13、传动轴，16、17、18、辊轮，19、荒管， 21、轧辊轮，22、连接端头，23、螺纹，24、冷却腔，25、法兰盘，26、送水管，27、出水口，29、旋转 接头，30、31、轧辊轴，32、出水口，33、进水口，34、旋转接头，35、进水管。
具体实施例方式结合附图和具体实施例对本发明加以说明，但是，本发明并不局限于这些实施例。
如图1所示，一种减径热轧一次成型中空锚杆的设备，所述的设备主要包括机械 送料、中频加热和减径轧制三个部分；所述的机械送料部分主要包括送料定位辊轮架4，并 设置有辅助送料架7，所述的辅助送料架7具有滑道6，其作用是人工通过辅助送料架7将 荒管19送入送料定位辊轮架4。如图2、图3所示，所述的送料定位辊轮架4中的三个辊轮 16、17、18均为光轮，在送料的过程中都与荒管19相切，所述送料定位辊轮架4为六边形机 架；三个辊轮16、17、18呈120°分布；所述辊轮所具有的驱动、传动机构包括电机11、行星 齿轮箱5和传动轴13，对应每个辊轮由行星齿轮箱输出一根传动轴。需被轧制的荒管19通 过送料定位辊轮架4的三个辊轮被勻速送进中频加热部分，所述的中频加热部分为中频感 应线圈3构成的加热装置。如图4、图5、图6所示，用于对荒管减径成形的三个轧辊轮21设 置在轧机机架上；所述三个轧辊轮在机架上呈120°分布；所述的轧辊轮21为由前至后渐 扩径的锥台结构，轧辊轮的前端与被轧制荒管的减径部位相对应，其外壁为光滑的由前至 后渐扩径，轧辊轮21的后端与被轧制荒管的螺纹成形部分相对应，其外壁为螺纹23 ；所述 轧辊轮所具有的内部空腔构成冷却腔24 ；在所述轧辊轮21的两端分别设置轧辊轴30、31 ； 轧辊轴30、31均为空腔结构并采用法兰盘25与轧辊轮连接，通过圆周均布的内六角螺栓固 定；在法兰盘25和轧辊轮的端面中间设置一层石墨耐热防水垫圈，使冷却水液不会流出或 渗到外面；后端的轧辊轴31与传动轴连接；前端的轧辊轴30与旋转接头29连接；所述的 旋转接头29为空腔结构并具有出水口 27，所述轧辊轮21、轧辊轴30、31、旋转接头29的空 腔构成冷却水腔体，设置有与冷却水源连通的送水管26，并使送水管26穿过旋转接头29、 前端轧辊轴30的空腔进入轧辊冷却腔24内，所述送水管的出水口位于后端轧辊轴31的空 腔内，构成轧辊冷却机构。冷却循环水的动力是靠水泵来提供的，水泵启动后，冷却水将会 在水泵的驱动下进入冷却水腔体，吸收轧辊在热轧过程中所产生的热量，通过旋转接头29 的出水口 27流出；而旋转接头29会依靠自身的性能，在轴及轧辊作旋转运动的同时，不会 影响轧辊及轴的工作。如图7、图8所示，减径轧制部分设置有与轧辊轮配合对荒管减径轧 制的芯棒8，所述芯棒8具有中空结构的芯棒体；在所述芯棒体内设置用于冷却芯棒的进水 管35，所述进水管35 —端的进水口与冷却水源、水泵连通，进水管35的另一端位于芯棒体 空腔的前端；在所述芯棒体的后端设置有旋转接头34，所述旋转接头34具有与芯棒体空腔 连通的出水口 32。使用时，冷却水通过进水管35的进水口 33进入芯棒内部空腔，对芯棒 冷却后由出水口 32排出，以保证芯棒8在高温下正常的工作；所述芯棒8的前端位于荒管 19内并与荒管被减径轧制部位相对应，所述芯棒8的后端为由前至后圆滑过渡的渐缩径结 构；所述芯棒后端的形状与荒管减径轧制段三个轧辊所形成的孔腔结构一致。所述的机械 送料部分中的送料定位辊轮架4、中频加热和减径轧制成型三个部分设置在一个整体机架 上，所述的整个设备通过控制柜控制。一种减径(①40 525)热轧一次成型中空锚杆的工艺，本发明的生产工艺流程 是辅助送料架一荒管一进料定位辊轮架一荒管勻速前行一感应加热一加热后的荒管进入 减径成形轧机一成形中空锚杆；具体轧制工艺是首先，同时起动用于减径成形轧辊的电 机10和用于送料定位辊轮的电机11，将荒管19由荒管辅助送料架7的滑道6送进送料定 位辊轮架4 ；荒管19由送料定位轧辊架4被勻速送到中频感应线圈加热装置，均勻加热后， 送到减径成形轧机；在对荒管减径轧制之前，芯棒8被快速送到荒管的减径轧制段，由三个 轧辊的前部光滑段对荒管边勻壁边减径轧制，经勻壁减径轧制后，进入三个轧辊的后部，由
5三个轧辊后部的螺纹段进行成型轧制，得到中空锚杆。
权利要求
一种减径(Φ40～Φ25)热轧一次成型中空锚杆的设备，所述减径热轧一次成型中空锚杆的设备主要包括机械送料、中频加热和减径轧制成型三个部分；所述的机械送料部分主要包括送料定位辊轮架(4)，并设置有辅助送料架(7)，所述的辅助送料架(7)具有滑道(6)；在送料定位辊轮架(4)上设置有三个送料定位辊轮(16、17、18)，所述的三个辊轮(16、17、18)均为光轮且成120°分布；所述辊轮所具有的驱动、传动机构包括电机(11)、行星齿轮箱(5)和传动轴(13)，对应每个辊轮由行星齿轮箱输出一根驱动辊轮转动的传动轴；所述的中频加热部分为中频感应线圈(3)构成的加热装置；减径轧制成型部分中，用于对荒管减径成形的三个轧辊轮(21)设置在轧机机架上；所述三个轧辊轮在机架上120°分布，所述的轧辊轮(21)为由前至后渐扩径的锥台结构；所述的轧辊轮的前端与被轧制荒管的减径部位相对应，其外壁为光滑的由前至后渐扩径结构，后端与螺纹成形部分相对应，其外壁为螺纹结构；所述轧辊轮(21)的中空结构构成轧辊冷却腔(24)；在所述轧辊轮的两端分别设置轧辊轴(30、31)；两端的轧辊轴均为空腔结构并采用法兰盘(25)与轧辊轮(21)连接；其中前端的轧辊轴(30)连接旋转接头(29)；所述的旋转接头(29)为空腔结构并具有出水口(27)，所述轧辊轮(21)、轧辊轴(30、31)、旋转接头(29)的空腔构成冷却水腔体，设置有与冷却水源连通的进水管(26)，并使进水管穿过旋转接头(29)、前端轧辊轴(30)的空腔进入轧辊冷却腔(24)内，所述进水管(26)的出水口位于后端轧辊轴(31)的空腔内，构成轧辊冷却机构；减径轧制成型部分设置有与轧辊轮配合对荒管减径轧制的芯棒(8)，所述芯棒(8)具有中空结构的芯棒体；所述芯棒的后端位于荒管(19)内，并与荒管被减径轧制部位相对应，所述芯棒(8)的后端为由前至后圆滑过渡的渐缩径结构；所述芯棒后端的形状与荒管减径轧制段三个轧辊所形成的孔腔结构一致；所述的机械送料部分中的送料定位辊轮架(4)、中频加热和减径轧制成型三个部分设置在一个整体机架上。
2.根据权利要求1所述的热轧一次成型中空锚杆的设备，其特征在于所述的中空结 构的芯棒体内设置用于冷却芯棒的进水管(35)，所述进水管的出水口位于芯棒体空腔的后 端，在所述芯棒体的前端设置有旋转接头(34)，所述旋转接头(34)具有与芯棒体空腔连通 的出水口(32)。
3.一种减径(Φ40 Φ25)热轧一次成型中空锚杆的工艺，其特征在于本发明的生 产工艺流程是辅助送料架一荒管一进料定位辊轮架一荒管勻速前行一感应加热一加热后 的荒管进入减径成形轧机一成形中空锚杆；具体轧制工艺是首先，同时起动用于减径成 形轧辊的电机(10)和用于送料定位辊轮的电机(11)，将荒管由荒管辅助送料架(7)的滑道 (6)送进送料定位辊轮架(4)；荒管由送料定位轧辊架(4)被勻速送到中频感应线圈加热装 置，均勻加热后，送到减径成形轧机；在对荒管减径轧制之前，芯棒(8)被快速送到荒管的 减径轧制段，由三个轧辊的前部光滑段对荒管边勻壁边减径轧制，经勻壁减径轧制后，进入 三个轧辊的后部，由三个轧辊后部的螺纹段进行成型轧制，得到中空锚杆。
全文摘要
本发明属于锚杆轧制技术领域，提出一种减径(Φ40～Φ25)热轧一次成型中空锚杆的工艺及设备；设备的机械送料部分的送料定位辊轮架(4)上设置有三个呈120°分布的送料定位辊轮(16、17、18)，中频加热部分为中频感应线圈(3)构成的加热装置；用于对荒管减径成形的三个轧辊轮在机架上呈120°分布，轧辊轮(21)为由前至后渐扩径的锥台结构；轧辊轮前端为光滑的由前至后渐扩径结构，后端为螺纹结构；所设置芯棒(8)后端的形状与荒管减径轧制段三个轧辊所形成的孔腔结构一致。本发明采取边加热边轧制确保了钢材的合理轧制温度，使得大幅度减径成为可能；实现了大直径荒管在一次轧制过程中既减径又同时轧制出全螺纹中空锚杆。
文档编号B21B27/08GK101850363SQ20101015724
公开日2010年10月6日 申请日期2010年4月28日 优先权日2010年4月28日
发明者任懂, 尹胜, 徐艳娟, 秦建平, 衡高亮 申请人:洛阳璋泰非标机械有限公司