穿孔機前后臺設(shè)備選型分析及應(yīng)用

李勇

摘 要 穿孔機組中非常重要的輔助設(shè)備是穿孔機前后臺設(shè)備，文章在分析國內(nèi)外穿孔機前后臺的技術(shù)特點的基礎(chǔ)上，重點分析了設(shè)備選型問題，最后介紹了包鋼Φ159 mm連軋管生產(chǎn)線工程應(yīng)用，指出穿孔機前后臺設(shè)備選型對于推動無縫鋼管制造裝備的國產(chǎn)化具有積極作用。

關(guān)鍵詞 穿孔機前后臺；選型分析；設(shè)計特點；頂頭頂桿大循環(huán)

中圖分類號：TG33 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）05-0094-01

我國國民經(jīng)濟正在快速發(fā)展，在相關(guān)的機械制造行業(yè)中對于無縫鋼管的各種需求也是越來越高。分析世界上生產(chǎn)熱軋無縫鋼管的設(shè)備，熱軋無縫鋼管生產(chǎn)過程中，穿孔機前后臺設(shè)備則是一種非常重要的輔助設(shè)備，因為其都是應(yīng)該利用實心管坯而穿孔加工得到空心毛管，然后才能進(jìn)行后續(xù)的操作。為了讓穿孔機前臺滿足管坯對準(zhǔn)軋制中心線要求，應(yīng)該明確接受從加熱爐送來的管坯則是其功能，一般設(shè)置有進(jìn)口導(dǎo)槽和推鋼裝置，另外，還應(yīng)該配合有輔助穿孔機咬入的相關(guān)設(shè)備。對于相關(guān)的穿孔機后臺來說，則應(yīng)該能夠完成相關(guān)的管坯穿孔操作，一般配備有定心裝置、頂桿支持部分等，在一根毛管軋完以后，則能夠完成頂頭或頂桿更換。近幾年，多套各種形式的穿孔機組都具有國際先進(jìn)水平已經(jīng)在國內(nèi)的現(xiàn)代化無縫鋼管生產(chǎn)線上進(jìn)行裝備，本文主要分析了穿孔機組前后臺的型式，重點分析了穿孔機前臺設(shè)備選型問題。

1 如何選擇穿孔機前臺設(shè)備

推坯機和受料導(dǎo)槽兩個部分組成相關(guān)的穿孔機前臺。

液壓推坯機、氣動推坯機和鏈?zhǔn)酵婆鳈C這是目前使用比較多的推坯機類型。其中，對于制造成本低的氣動推坯機來說，其操作穩(wěn)定性不夠，運行中存在大量噪音，適用于小坯料和低速的工況，在20世紀(jì)80年代時候較多。在大坯料和高速的環(huán)境下，用氣量過大且需要過于龐大的氣缸，并不適用氣動推坯機。20世紀(jì)90年代以來建造的各機組中應(yīng)用液壓推坯機較多，其具有操作性能穩(wěn)定且噪音小的特點，比如，天津無縫鋼管廠Φ168機組、包鋼無縫鋼管廠的Φ180連軋管機組等都有使用。具有較快的推坯速度，維護(hù)方便，操作比較穩(wěn)定則是鏈?zhǔn)酵婆鳈C的特點，一般的推坯速度可以達(dá)到34根/分鐘。衡陽鋼管廠的Φ89半浮芯棒連軋管機組以及寶鋼無縫鋼管廠的Φ140連軋管機組、天長Φ140熱軋管機組都是用此類型的推坯機。

管坯的規(guī)格影響到受料導(dǎo)槽的結(jié)構(gòu)，在使用某一格的管坯時，高度固定的V形槽的使用則有助于管坯中心線與軋制中心線重合。通過上述設(shè)計的更換的V形槽，可以用在兩種規(guī)格的管坯中；為了更好解決多種情況下的受料導(dǎo)槽的問題，能夠升降的V形槽相應(yīng)被設(shè)計出來。上述涉及可以在蘇聯(lián)烏拉爾重機廠在中體現(xiàn)，在其設(shè)計的滿足于兩種受料槽的方案中，可以利用相關(guān)的電動蝸輪減速機驅(qū)動蝸桿，能夠很好對于受料槽的垂直升降問題進(jìn)行有效控制。這種結(jié)構(gòu)在20世紀(jì)70年代以前應(yīng)用較為廣泛，但是具有較差的穩(wěn)定性，并沒有液壓鎖緊措施。

為了滿足其他需求而設(shè)計的結(jié)構(gòu)中，受料槽的升降控制還能進(jìn)行一定變化，比如，可以采用相關(guān)的電機驅(qū)動蝸輪減速機的螺桿螺母移動斜楔來進(jìn)行有效控制，這種結(jié)構(gòu)的設(shè)備重量大，剛性較好，在大型穿孔機中應(yīng)用廣泛。

2 如何選型穿孔機后臺設(shè)備選型

按頂頭頂桿更換方式，可以區(qū)分穿孔機后臺為離線循環(huán)更換方式和在線更換方式兩種。

首先分析離線循環(huán)方式。在離線循環(huán)方式中，典型的就是頂頭頂桿大循環(huán)更換方式。在一個工作循環(huán)中，首先，在進(jìn)行完成一根毛管的穿孔工作之后，為了能夠使得穿孔機組進(jìn)行更加高效的工作，應(yīng)該進(jìn)行頂桿則和毛管一起被拔出軋制線的操作。在此時，在相關(guān)的冷卻作用下，毛管中抽出頂桿，然后進(jìn)入相應(yīng)的循環(huán)系統(tǒng)，在進(jìn)入下一個工作循環(huán)之前，則還應(yīng)該把軋制線另一側(cè)進(jìn)行送入軋制線的操作。分析這種的工作方式，穿孔機后臺應(yīng)該滿足二段實現(xiàn)頂頭頂桿大循環(huán)的相關(guān)的操作要求，另外，還應(yīng)該滿足對于相關(guān)的完成管坯穿孔及支持頂桿的操作要求。要想實現(xiàn)高節(jié)奏和高產(chǎn)能的穿孔的頂頭頂桿大循環(huán)，就應(yīng)該控制軋制節(jié)奏起碼達(dá)到180支/小時。

為了讓頂頭處于穿孔的工作位置，在線更換中，需要在穿孔過程中設(shè)置一定的止推裝置的頂桿，通過這種安裝的止推裝置上固定頂桿，來實現(xiàn)頂桿自毛管中抽出操作，能夠滿足進(jìn)行毛管軋完的后續(xù)操作的要求。軋制線拔出毛管之后，頂桿則被止推裝置送到規(guī)定的工作位置，然后開始進(jìn)行下一根毛管的穿孔工作。一般有兩種的頂桿和頂頭結(jié)合方式。

1）包括人工更換和自動更滑的更換頂頭的方法。其中，在人工更換方法中，頂頭的放置根據(jù)相關(guān)要求進(jìn)行人工設(shè)置，這樣，能夠在管坯被軋輥咬入情況下，在穿孔機孔喉處的下導(dǎo)板上，則會出現(xiàn)頂桿前端的頂尖落上頂頭的情況。在進(jìn)行相關(guān)的一根毛管的穿孔操作后，這時的頂頭則會落在下導(dǎo)板上，然后下步就應(yīng)該進(jìn)行更換相關(guān)的人工頂頭的工作。而對于自動更換方式來說，一次頂頭在一根毛管完成穿孔后能夠通過相應(yīng)的設(shè)置頂桿更換箱等裝備而自動進(jìn)行。2）對于頂桿的連接來說，一般采用螺紋擰接頂桿前端頂頭方式進(jìn)行，這樣的情況下，當(dāng)出現(xiàn)相應(yīng)的磨損情況時，確定在不能使用而要進(jìn)行更換時，需要注意，應(yīng)該把頂桿則要一起更換。

3 包鋼Φ159 mm連軋管生產(chǎn)線工程應(yīng)用分析

包鋼Φ159 mm連軋管生產(chǎn)線能夠具備40萬噸/年的年設(shè)計生產(chǎn)能力，僅有24秒的軋制節(jié)奏的限動芯棒PQF三輥連軋機組具有非常好的性能，能夠體現(xiàn)出技術(shù)高、起點高的特點，該套機組中能夠體現(xiàn)出世界先進(jìn)水平的無縫管熱軋機組的特點，表現(xiàn)出相應(yīng)的可靠性、先進(jìn)性的工藝技術(shù)，在控制方面也具有一定的成熟性。為了更好保證該機組中的相關(guān)的高效限動芯棒連軋管機的軋制節(jié)奏具有比較高的水平，現(xiàn)在一般國內(nèi)外可以采用較為先進(jìn)和可靠的錐形穿孔機。只有采用先進(jìn)成熟的穿孔工藝及設(shè)備，才能保證此套機組的高效運行，比如，本系統(tǒng)中采用了后臺采用頂頭與頂桿離線循環(huán)更換、提高穿孔機的軋制力矩等等相關(guān)工藝技術(shù)，體現(xiàn)出高效的連軋管機的良好的配合使用特點，使得穿孔的生產(chǎn)能力能大大提高，讓保證穿孔機高效穩(wěn)定生產(chǎn)成為可能。該工程管坯規(guī)格為：長度1700 mm-4500 mm，直徑Φ210 mm，Φ150 mm，；穿孔后毛管規(guī)格為：長度約10 m，外徑Φ158 mm、Φ220 mm；頂桿規(guī)格為：長度約14 m，直徑Φ140 mm、Φ130 mm、Φ102 mm。

4 結(jié)束語

在分析穿孔機前后臺設(shè)備如何進(jìn)行選型的研究中，一般頂頭頂桿大循環(huán)更換方式則為后天推薦的方式，而鏈?zhǔn)酵婆鳈C、液壓推坯機則是前臺的采用方式，這樣能夠較好保證穿孔機組的高效運行。希望本文對于穿孔機前后臺設(shè)備選型的相關(guān)探討，能夠有助于無縫鋼管制造裝備的國產(chǎn)化進(jìn)程的順利進(jìn)行。

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