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影響無縫鋼管毛管內折的因素——孔型形狀的決定因素——導板、導盤、導輥形狀

   2019-10-22 和平25
核心提示:斜軋穿孔機的導板在無縫鋼管生產中所起的主要作用之一是限制變形區中的金屬發生橫向寬展,從而抑制管坯中心過早形成孔腔。在限制金屬橫向寬展方面,除了孔型橢圓度系數這一重要參數之外,孔型的封閉性也是不可忽視的重要因素。
       斜軋穿孔機的導板在無縫鋼管生產中所起的主要作用之一是限制變形區中的金屬發生橫向寬展,從而抑制管坯中心過早形成孔腔。在限制金屬橫向寬展方面,除了孔型橢圓度系數這一重要參數之外,孔型的封閉性也是不可忽視的重要因素。若導板太窄(二輥式)或軋輥之間的輥縫太大(三輥式),則導板或軋輥抑制金屬橫向寬展的效果會大大減弱,并且金屬還有可能被擠進縫隙(輥縫)。這樣一來,一方面,封閉性差的孔型會增大毛管管壁在較大輥縫處的彎曲變形,容易造成毛管內折的發生;另一方面.當過多的金屬“流進”縫隙(輥縫)之后,毛管外表面還容易產生外折、結疤或劃傷。

導板形狀

在設計導板形狀時,考慮到穿孔軋輥的輥面角以及送進角、輾軋角的影響,既要保證管坯在穿孔變形區中各橫截面上的橢圓度系數合理,又要保證導板對變形區的封閉效果,因此,導板的設計包括兩個方面:其一,沿變形區橫截面,導板應具有足夠大的寬度,能有效地限制金屬的橫向寬展,防止穿孔輥和導板之間的間隙太大,特別是在穿孔輥的迎鋼側,該間隙應盡可能小。其二,沿變形區軸向,導板應具有足夠的長度,能有效支承變形金屬,保證管坯在孔型入庫側盡快與導板接觸(以不影響管坯咬人為前提)以及毛管在孔型出口側盡可能晚一些脫離導板(以不影響拋鋼和毛管轉圓為原則)。典型的導板形狀(φ14mm機組)如圖4-15所示。

 

微信截圖_20190729142757 

 

從圖4-15可以看出,導板的形狀(縱截面)與軋輥形狀對應。導板由人口錐、出口錐及壓縮帶(過渡帶)三部分組成。導板的人口錐角α"1一般等于或比軋輥的人口錐角α'1大1°-2°,通常為3°-5.5°;出口錐角a"2等于或比軋輥的出口錐角α'2小0.5°-1°,一般取2°-3.5°。當需要稍大的擴徑量時,導板的出口錐角也可比軋輥的出口錐角稍大。導板壓縮帶寬度K(圖4-16)一般為10-40mm,且壓縮帶位置比軋輥的過渡帶前20-50mm。

 

微信截圖_20190729143841 

 

導板其他參數的計算公式如下:

微信截圖_20190729145003 

式中D—壓縮帶處的軋輥直徑,mm

      b—壓縮帶處的軋輥間距.mm

L、 L1、 L2—分別為壓縮帶、人口和出口處的導板間距,mm

C、C1 、C2—分別為壓縮帶、人口和出口處的導板槽深,mm

x1、x2—分別為壓縮帶到導板兩端的距離,mm

α1'、α2'—分別為軋輥人口錐和出口錐的錐角,(°);

α—送進角,(°)。

導板槽深C值是很重要的參數。它和導板寬度Bn值共同決定了槽溝的半徑R。很明顯,C值愈小,槽溝愈淺;R值愈大,則槽弧的曲率愈小。φ76-100mm軋管機組穿孔機導板的C值一般取6-10mm(壓縮帶處)。大型穿孔機導板的C值可取30-50mm,槽溝半徑R可按下式求出:

    微信截圖_20190729145745

但是,為了制作簡便,設計中往往只考慮導板人口、出口及輥喉處的槽溝半徑R,導板工作表面磨損是不均勻的。為使導板的工作表面形狀接近于自然磨損形狀,往往用兩個半徑R和R'來制作。R'/ R=1.1-1.5,具體選值主要根據經驗來決定。由于導板工作條件惡劣,導板磨損或粘鋼后需更換或修理,因此所用導板材質一般為耐熱鑄鋼,如Cr28。

導盤形狀

導盤的設計與導板雷同,但因導盤是等寬度的圓盤,其寬度應根據軋輥孔型的最窄處來設計(圖4-17)。

 

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導盤的設計包括確定導盤的直徑、寬度和孔型的設計。導盤的孔型由雙半柱圓弧構成。

    根據經驗,出口半徑R2

    R2=(0.70~0.90) DB

    人口半徑R,

    R1=(0.50~0.70) DB

式中DB—穿孔管坯的直徑,mm.

由于導盤與軋件的相對摩擦較小,冷卻條件較好,因此導盤的使用壽命較長。導盤材質可選用合金鑄鋼或合金半冷硬鑄鐵,結構型式亦可制作成復合型。

導輥形狀

導輥一般只用于桶式或曼式穿孔機,適于穿制厚壁大直徑毛管。所以對變形區的封閉性要求不高。導輥的形狀為雙錐體,輥面形狀與穿孔輥的形狀基本相同。但導輥的人口錐面角比軋輥的人口錐角大10-20,導輥的出口錐面角比軋輥的出口錐角小0.5°-1°。


 
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