論鋼刷輥的研究

王玉玲，白春恒，袁 琳

（沈陽(yáng)康特機(jī)電設(shè)備有限公司，遼寧 沈陽(yáng) 110000）

0 引言

在鋼管的連續(xù)定尺切削生產(chǎn)過(guò)程中，切削后的管口周?chē)?jīng)常留有毛刺或鐵屑，將影響管材的質(zhì)量。如管材后續(xù)進(jìn)行打包運(yùn)輸，管材相互接觸時(shí)，殘留的毛刺或鐵屑將劃傷周?chē)墓鼙?，降低管材的表面質(zhì)量；如管材后續(xù)進(jìn)行熱處理，殘留的毛刺很難用沖水的方式去除，需增加人工去除，且人工去除毛刺效率低，無(wú)法實(shí)現(xiàn)連續(xù)化生產(chǎn)；管口的內(nèi)外毛刺鋒利，很容易對(duì)鋼管的生產(chǎn)操作者和使用者造成傷害，這也是鋼管的生產(chǎn)商和使用者非常關(guān)注的不安全因素。

隨著鋼管在摩托車(chē)、自行車(chē)、汽車(chē)、家具、化工、建筑等行業(yè)的廣泛應(yīng)用，鋼管使用者對(duì)管材質(zhì)量的要求也隨之提高。采用鋼刷輥?zhàn)詣?dòng)去除切口的毛刺和鐵屑，可以在很大程度上提高管口的質(zhì)量。同時(shí)，鋼刷輥去除管口毛刺和鐵屑的方法成本較低，可以幫助鋼管生產(chǎn)者降低生產(chǎn)成本。

鋼刷輥的應(yīng)用將提高管材的切口質(zhì)量，同時(shí)推動(dòng)管材定尺切削連續(xù)化生產(chǎn)的發(fā)展。

1 鋼刷輥工作原理

自動(dòng)去毛刺工藝通常采用兩個(gè)鋼刷輥，分別放置在鋼管的兩端，工作時(shí)均向兩個(gè)鋼刷輥的內(nèi)側(cè)轉(zhuǎn)動(dòng)。鋼管從鋼刷輥的一端向另一端行走，在行走力和鋼刷輥旋轉(zhuǎn)力的作用下，鋼管自身產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，因此實(shí)現(xiàn)鋼管端部整個(gè)圓周的毛刺都被去除，如圖1所示。

圖1 鋼刷輥工作原理Fig.1 Working principle of roller brushes

鋼刷輥的工作原理是每分鐘將數(shù)以百萬(wàn)計(jì)的鋼絲尖輸送到鋼管切口處，即毛刺邊緣。由于鋼刷輥高速旋轉(zhuǎn)，使得鋼絲尖具有較大的沖擊力，將毛刺或鐵屑與鋼管分離，并留下光滑的邊緣。

2 鋼刷輥結(jié)構(gòu)

鋼刷輥由鋼刷輥基體（附著體）和鋼絲兩部分組成，如圖2所示。鋼刷輥基體為圓筒形，用于固定鋼絲。

圖2 鋼刷輥結(jié)構(gòu)Fig.2 Structure of roller brushes

鋼絲用于去除管口的鐵屑或毛刺。鋼絲的材料主要為高強(qiáng)度鋼絲、鍍銅鋼絲和不銹鋼絲。高強(qiáng)度鋼絲是在鋼絲中添加錳合金，提高鋼絲的韌性，使其具有較高的抗拉強(qiáng)度和使用壽命。鍍銅鋼絲由于鋼絲表面鍍有銅涂層，具有抗拉強(qiáng)度高、切削性能好、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，尤其適用于重負(fù)荷刷。不銹鋼絲具有抗拉強(qiáng)度高、使用壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)，特別適用于惡劣環(huán)境使用。

3 鋼刷輥設(shè)計(jì)參數(shù)

3.1 鋼刷輥直徑

鋼刷輥的直徑是根據(jù)待刷鋼管直徑確定的。由于鋼刷輥彎曲半徑的改變，較大的鋼管需要較大的鋼刷輥去除毛刺和鐵屑。如果用較小的鋼刷輥刷較大的鋼管，會(huì)較少鋼刷輥與管口的接觸面積，從而降低刷后的管口質(zhì)量，去毛刺不徹底；如果用較大的鋼刷輥刷較小的鋼管，雖然可以提高去毛刺質(zhì)量，但會(huì)增加鋼刷輥的自身成本，從而增加成品管的生產(chǎn)成本。

在實(shí)踐中，鋼刷輥直徑推薦值參照表1。

表1 鋼刷輥直徑推薦表Tab.1 Recommended diameter of roller brushes

3.2 鋼刷輥長(zhǎng)度

鋼刷輥的長(zhǎng)度也是根據(jù)待刷鋼管直徑確定的。鋼刷輥的長(zhǎng)度過(guò)短，將導(dǎo)致鋼管切口與鋼刷輥接觸時(shí)間短，降低去毛刺質(zhì)量；鋼刷輥的長(zhǎng)度過(guò)長(zhǎng)，將增加鋼刷輥和其他配合機(jī)構(gòu)的成本，造成成本浪費(fèi)。為了保證去毛刺質(zhì)量和設(shè)備成本，通常保證鋼管在鋼刷輥表面行走時(shí)可滿(mǎn)足3個(gè)圓周，即：L=3πD（D：鋼管直徑）。

3.3 鋼刷輥旋轉(zhuǎn)速度

鋼刷輥應(yīng)選擇合理的旋轉(zhuǎn)速度。鋼刷輥的旋轉(zhuǎn)速度決定了單位時(shí)間內(nèi)到達(dá)鋼管切口處鋼絲尖的數(shù)量。鋼刷輥旋轉(zhuǎn)速度越快，到達(dá)管口處的鋼絲尖數(shù)量越多，去毛刺質(zhì)量越好。但鋼刷輥的旋轉(zhuǎn)速度不宜過(guò)大。鋼刷輥的旋轉(zhuǎn)速度越大，鋼絲尖作用在鋼管切口的沖擊力越大，鋼刷輥的使用壽命越短。

在實(shí)踐中，鋼刷輥旋轉(zhuǎn)速度推薦值參照表2。

表2 鋼刷輥旋轉(zhuǎn)速度推薦表Tab.2 Recommended rotation speed of roller brushes

3.4 鋼刷輥工作位置

鋼刷輥可去除鋼管切口的內(nèi)外毛刺。鋼管切口毛刺分為內(nèi)毛刺和外毛刺兩種，根據(jù)不同客戶(hù)的需求，可調(diào)節(jié)鋼刷輥和鋼管的相對(duì)位置高度，有針對(duì)性的去除鋼管切口毛刺，如圖3所示。

圖3 鋼刷輥和鋼管相對(duì)位置Fig.3 Relative position of roller brushes and tube

4 結(jié)論

鋼刷輥的直徑、長(zhǎng)度根據(jù)待處理鋼管的直徑確定，鋼刷輥的旋轉(zhuǎn)速度根據(jù)鋼刷輥的直徑確定，調(diào)整鋼刷輥與鋼管的相對(duì)高度，可滿(mǎn)足客戶(hù)對(duì)不同部位去毛刺的需求。選擇合理的鋼刷輥直徑、長(zhǎng)度、旋轉(zhuǎn)速度和相對(duì)位置，即可以提高去毛刺的質(zhì)量，又可以降低生產(chǎn)成本。

同時(shí)，兩個(gè)鋼刷輥間的距離可調(diào)，鋼管行走的速度可調(diào)，整個(gè)系統(tǒng)不僅可以實(shí)現(xiàn)自動(dòng)去毛刺、去除強(qiáng)度和鋼刷壽命的最佳組合，也可以滿(mǎn)足不同客戶(hù)的多種需求，市場(chǎng)適應(yīng)性更強(qiáng)。

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