因为这种轧机具有道次变形量大、结构紧凑、可轧长件、能耗低和投资较少等优点,可用于热轧黄铜、冷轧紫铜以及黑色金属材料的开坯轧制。使用这种轧机可以将水平连铸管坯在一道次轧制下完成,其压缩率在90%以上,这相当于8道次普通轧制的变形量,所以其生产效率非常高,并且该工艺还可用于冷轧成形,并不需要加热。
在轧制的过程中,由于其极大的变形量和大量高摩擦功转变成热量,使得管坯温度将会升高,从而管料发生了完全动态的再结晶,晶粒得到了细化,轧制后的管料便可以直接进行拉伸使其成形,可以直接进行拉拔后续的工艺,这显著地简化了管料的加工工艺[8]。
三辊行星轧机的主要构件包含有:固定机架、齿轮传动机构、太阳轮和以120度分布并装在大盘中的三个轧辊、运动回转大盘、中心润滑系统等等。其主要构件如图1-1所示。
图1-1 三辊行星轧机的主要构件图
轧辊是通过大转盘来定位的,其安装在大转盘上,大转盘与轧辊的旋转方向相同。而大转盘的作用不仅可以固定轧辊,还可以抵消工件在轧制的过程中的扭转变形,防止轧出的管出现扭转,防止表面出现划伤,保证轧管的质量,使得三辊行星轧制能够做连续的轧制成形。
轧机是由主、辅两电机直接或者经过调速装置同时驱动并运转。主电机上的小型斜锥齿轮通过带动固定在大盘上的大型齿轮使大盘回转,因为大盘内的三个行星轮和中心太阳轮互相啮合,使得大盘回转时轧辊也随之一起绕着铜管公转;辅助电机驱动下的叠加传动则给了轧辊一个附加的自转传动,保证了轧件的旋转前进。一般而言,轧辊的表面是由两部分组成,一部分是形成渐缩的圆锥形状的还原区,另一个部分则是呈比较小的锥形拐角处的肩角呈球形的修整区[9][10]。
轧辊与轧件两者都存在着轴线,两者的关系是异面曲线,两者存在偏转角,角度越大,轧辊受力就越大,压下量就大,轧制的速度就会变快。因此轧辊上的斜面在转动时就形成了一种推力,使得轧件在受到压延的同时又作无转动的轴向送进。由此可见,轧辊与轧件之间的相对运动的轨迹是呈现圆柱螺旋线状。
行星轮与中心轮的轴线间的距离被称为是三辊行星轧机的重要参数,我们可以通过这个参数,了解到产品规格、轧机的大小和它的能力。在参数不变的情况下,若要轧机能够良好的工作,可以调节两个电机的的转速比;在这种情况下,假如轧管出口与轧辊接触点是瞬心的话,这将非常有利于工作生产。不断地进行调节转速,若是轧件仅仅是向前运动,而且其并没有进行旋转运动,则此时它们的接触表面就会十分的小,呈现为一条狭长接触带。但是积少成多,小变形量就会变成很大的压下量[11]。所以三辊行星轧机的变形量非常大,但是轧制力矩却还是很小。因为电动机的功率主要是取决于轧制的力矩,所以与挤压时相比行星轧制的能量消耗还是很低的。
1。4。1三辊行星轧机的优点
(1)使用水平连铸空心管坯,轧件的尺寸较灵活、只需较低的轧制力、材料的横向流动较低和工作的头尾较少的温度下降;
(2)较大的压下量,延伸率高,是三辊行星轧机最大的特点。变形的速度快,
变形的程度较高,其断面加工率可以达到90%以上,而单道次延伸率也可以达到15%以上;
(3)能够自动咬入、并且不需要导向装置、设备负荷比较平稳、没有冲击载荷、轧制力比较小、噪音较小;能够改善产品的质量。而且由于大压下量使得坯料原先含有的内部气孔,疏松、裂纹等缺陷得到压合,因此成品内部的组织致密度出现显著的提高,纵横向晶粒出现明显的细化;