一種新型大直徑多輥冷軋管機(jī)的簡要介紹

摘 要：冷軋鋼管在生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用周期式冷軋管機(jī)。根據(jù)軋輥的特點(diǎn)及個(gè)數(shù)，冷軋管機(jī)可以分為多輥式、二輥?zhàn)償嗝婕岸噍佔(zhàn)償嗝嫒N冷軋管機(jī)。目前，國內(nèi)軋機(jī)大部分為多輥式冷軋管機(jī)與二輥?zhàn)償嗝婵仔屠滠埞軝C(jī)。由于多輥?zhàn)償嗝婵仔屠滠埞軝C(jī)所具有的特殊優(yōu)點(diǎn)，已是二輥?zhàn)償嗝胬滠埞軝C(jī)的有力競爭對手，可能取代多輥冷軋管機(jī)。

關(guān)鍵詞：冷軋鋼管；多輥?zhàn)償嗝?；冷軋管機(jī)

前言

在眾多的管材產(chǎn)品中，冷軋管具有一系列優(yōu)點(diǎn)。第一，經(jīng)過冷軋的管材組織晶粒細(xì)密，管材機(jī)械性能和物理性能均較優(yōu)越；第二，冷軋管機(jī)對于原始管坯璧厚偏差的糾偏能力較大，幾何尺寸精確，表面光潔度高；第三，冷軋過程中道次變形量較大，可達(dá)70～85%，生產(chǎn)效率高；第四，采用冷軋法生產(chǎn)管材可大量減少中間工序，減少了金屬材料、燃料、電能和其它輔助材料及人力的消耗；第五，用冷軋方法可生產(chǎn)薄壁和極薄壁，內(nèi)、外表面無劃痕的優(yōu)質(zhì)管材；第六，可有效地軋制高合金、塑性差的各種金屬管材。鑒于以上諸多優(yōu)點(diǎn)，冷軋管材的使用范圍不斷擴(kuò)大，需要量大幅度增加，帶動冷軋管機(jī)的需求也不斷增加。目前，國外軋機(jī)普遍采用了圓形孔型塊，不僅提高了軋輥的強(qiáng)度，還加長了機(jī)架的行程近80～100%，改善了軋制過程中管坯變形條件。軋機(jī)驅(qū)動采用有效的慣性力和慣性力矩的平衡機(jī)構(gòu)，實(shí)現(xiàn)高速軋制，軋制工作制采用高速、超長行程軋制和雙回轉(zhuǎn)雙送進(jìn)，軋機(jī)的軋制過程實(shí)現(xiàn)了不停機(jī)連續(xù)上料和連續(xù)軋制，軋機(jī)采用電腦控制，實(shí)現(xiàn)自動化操作。而我國軋機(jī)生產(chǎn)控制水平與國外軋機(jī)水平相比還有很大的差距。

現(xiàn)今使用的冷軋管機(jī)分為如下二種：

（1）多輥式冷軋管機(jī)，統(tǒng)稱LD型。

（2）二輥?zhàn)償嗝婵仔屠滠埞軝C(jī)，統(tǒng)稱LG型。

截止2010年底，我國冷軋成品管最大直徑規(guī)格為450mm。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，我國對更大直徑，如直徑為520、610、720及920毫米，壁厚為20-60毫米的冷軋管材提出了強(qiáng)烈的需求，同時(shí)對小直徑鋼管的表面質(zhì)量及尺寸精度也提出了更高的要求。為此，我公司與廣東冠邦科技有限公司針對以上需求，分別制造出一臺大規(guī)格與小規(guī)格的三輥?zhàn)償嗝胬滠埞軝C(jī)。新型軋機(jī)結(jié)合了兩輥及多輥的特點(diǎn)，統(tǒng)稱LG-3G型。

以下對這種冷軋管機(jī)簡要介紹。

1 三輥式冷軋管機(jī)原理分析

此類型軋機(jī)的往復(fù)運(yùn)動可以采用電機(jī)-曲柄連桿機(jī)構(gòu)或者液壓兩種方式實(shí)現(xiàn)。軋機(jī)往復(fù)運(yùn)動時(shí)，內(nèi)部保持架同外部機(jī)架在搖桿的強(qiáng)制作用下形成速度差，機(jī)架速度V1，保持架速度V2。機(jī)架上安裝有齒條，軋輥裝配上安裝有同步齒輪，同步齒輪和齒條相嚙合。在機(jī)架速度V1和保持架速度V2的共同作用下，齒條強(qiáng)制3個(gè)同步齒輪帶動軋輥旋轉(zhuǎn)。軋輥上有按特定變形規(guī)率設(shè)計(jì)的孔型，通過軋輥上的孔型實(shí)現(xiàn)對管坯的軋制。軋制過程中的軋制力通過軋輥軸傳遞到支撐導(dǎo)軌上，大大減輕了軋輥軸承的受力，提高了軋機(jī)的可靠性和軋輥軸承的使用年限，減小了使用成本。

事實(shí)上，當(dāng)軋制成品直徑大于250mm以上的大直經(jīng)管材時(shí)仍采用二輥式軋輥進(jìn)行軋制，從理論上講已經(jīng)很不合理。主要問題在于軋制時(shí)的變形區(qū)中軋輥孔型與金屬接觸并向前滾動時(shí)孔型的底部與孔型開口處的速度差很大，這將導(dǎo)致金屬的流動方向不一致且差值很大，易在成品管表面留下軸向劃痕，降低成品管表面質(zhì)量，同時(shí)加速軋制工具的磨損。另一方面軋制半徑只有一個(gè)固定值，無法調(diào)整。這就會使軋輥在軋制過程中得變形錐體前后串動，有可能造成嚴(yán)重的軋卡事故，還將在成品管的表面造成嚴(yán)重的劃傷及成品尺寸嚴(yán)重超差，表面粗糙度大大降低使成品報(bào)廢。這是開發(fā)大直徑冷軋管機(jī)必須解決的關(guān)鍵核心技術(shù)。而增加軋機(jī)軋輥數(shù)量是解決這一問題的最佳途徑。一方面大大減小單個(gè)軋輥所受軋制力，另一方面減小單個(gè)軋輥表面同管材表面相對速度差，同時(shí)其機(jī)架與保持架間速度差由搖桿上的杠桿比來調(diào)整，可以更好地避免變形錐體在軋制過程中的竄動，提高了成品管材表面質(zhì)量。

2 三輥式變斷面冷軋管機(jī)特點(diǎn)

（1）生產(chǎn)效率高，實(shí)踐證明，多輥?zhàn)償嗝胬滠埞軝C(jī)的變形量與二輥冷軋管機(jī)相同，尺寸精度與表面粗糙度與LD型多輥冷軋管機(jī)相同。

（2）由于采用多輥形式，其軋制過程中孔型的變形條件遠(yuǎn)優(yōu)越于二輥?zhàn)償嗝?，使其孔型道次變形量大?/p>

（3）由于軋輥采用多輥?zhàn)償嗝婵仔徒Y(jié)構(gòu)，在軋制過程中對管坯壁厚糾偏的能力較強(qiáng)，一般可達(dá)60%～80%左右。

（4）多輥?zhàn)償嗝婵仔屠滠埞軝C(jī)在軋制過程中較二輥軋機(jī)管坯變形均勻，表面速度差值小，尤其在軋制直徑300毫米以上的管材時(shí)更為突出。

（5）多輥?zhàn)償嗝婵仔屠滠埞軝C(jī)的產(chǎn)品范圍廣，對于壁厚為0.5～90mm的管材，它不僅僅適用于軋制300毫米至980毫米以上的管材，同樣適用于軋制15-300毫米范圍內(nèi)的小規(guī)格管材。

（6）三輥?zhàn)償嗝婵仔屠滠埞軝C(jī)的驅(qū)動方式靈活，可以采用電機(jī)-曲柄連桿機(jī)構(gòu)，也可采用液壓驅(qū)動，一般成品直徑350mm以上的驅(qū)動推薦采用液壓驅(qū)動，而成品直徑350mm以下的就可采用電機(jī)-曲柄連桿機(jī)構(gòu)驅(qū)動。

3 結(jié)束語

經(jīng)過幾年的努力，2012年3月由陜西多倫科技有限公司開發(fā)的世界上最大規(guī)格的多輥?zhàn)償嗝胬滠埞軝C(jī)一次性負(fù)荷試車成功。現(xiàn)在這臺最大成品管外徑達(dá)到920mm的冷軋管機(jī)已正式投入生產(chǎn)。這標(biāo)志著我國的冷軋管材技術(shù)取得了重大突破。

由于三輥?zhàn)償嗝婵仔屠滠埞軝C(jī)所具有的特殊優(yōu)點(diǎn)，可以預(yù)見，在不久的將來，會有很好的發(fā)展前途，它是二輥?zhàn)償嗝婵仔屠滠埞軝C(jī)的有力的競爭對手，有可能取代多輥冷軋管機(jī)。

參考文獻(xiàn)

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作者簡介：韓波（1982-），男，陜西石泉人，本科，助理工程師，主要從事非標(biāo)冶金機(jī)械設(shè)計(jì)工作。