1. 周期式冷軋管機結構特點
二輥周期冷軋管機是具有周期性工作制度的二輥式軋機,軋制過程中工作機架連同軋輥由曲柄連桿機構帶動做往復運動。在軋制過程中,不銹鋼管在變斷面的圓軋槽和不動的錐形頂頭組成的環形孔型中往復軋制。周期式軋管機的結構特點是:1. 在軋制過程中,工作機架連同軋輥由曲柄連桿機構帶動作往復運動;2. 軋機由三部分組成,即機架和軋輥做往復運動的主傳動裝置包括主電機、減速箱、曲柄連桿機構和齒輪齒條系統、工作機架和在軋輥極限位置設有送進和回轉鋼管的分配機構。
2. 周期式冷軋管機構原理
如圖14-6所示,在軋制過程中,工作機架3連同軋輥4,由曲柄連桿機構1、2帶動做往復運動。在工作機架內裝有兩個軋輥4,每個軋輥的軸頭上裝有斜齒輪6,借此使上下軋輥得到同步旋轉。下輥的軸端還裝有直齒輪7,它與固定在機架兩側托架上的齒條8相咬合,機架移動時,下軋輥由于其直齒主動輪7和固定齒條8咬合而旋轉,借助被動齒輪6下上軋輥作同步而方向相反的運動。
軋輥上鑲有軋槽5由耐磨的材料制成如GCr15鍛坯加工,鑲在半圓形的輥身上,并用楔鐵固定。孔型直徑是變化的,其開始尺寸相當于管料的外徑,而終了尺寸相當于成品管的外徑,在輥身上還開有兩個切口,以便在軋制過程中鋼管可在孔型中進行軸向送進或自由翻轉。
3. 周期式冷軋管機的軋制過程
圖14-7是兩輥式周期冷軋管機的進程軋制工作圖示,
a. 管料送進
軋輥位于進程軋制的起始位置,也稱進軋的起點Ⅰ,管料送進m值,Ⅰ 移至Ⅰ1Ⅰ1,軋制錐前端由ⅡⅡ移至Ⅱ1Ⅱ1,管體內壁與芯棒間形成間隙Δ;
b. 進程軋制
進軋時軋輥向前滾軋,軋件隨著向前滑動,軋輥前部的間隙隨之擴大,變形區由兩部分組成瞬時減徑區和瞬時減壁區,各自所對應的中心角分別為減徑角θp,和減壁角θ0,兩者之和為咬入角θz,整個區域為瞬時變形區;
c. 轉動管料和芯棒
滾軋到管件末端后,設計孔型又稍大于成品外徑,將料轉動60°~90°,芯棒也同時轉動,但轉角略小,以求磨損均勻,軋件末端滑移至ⅢⅢ,一次軋出總長ΔL=mμε(με總延伸系數),軋至中間任意位置時,軋件末端移至Ⅱ-Ⅱ軋出長度為ΔL,=mμε(μzx為中間任意位置的積累延伸系數);
d. 回程軋制
又稱回軋,軋輥從軋件末端向回滾軋,因為進程軋制時機架有彈跳,金屬沿孔型橫向也有寬展,所以回程軋制時仍有相當的減壁量,約占一個周期總減壁量的30%~40%.回軋時的瞬時變形區與進程軋制相同,也由減徑和減壁兩區構成。返程軋制時,金屬流動方向仍向原延伸方向流動。
每一周期管料送進體積為mF0(F0是管料橫截面積),軋制出口橫截面積為F1,延伸總長ΔL,則按體積不變條件可得:
如按進程軋制展開軋輥孔型,可分為四段變形區:減徑段、壓下段、預精整段和精整段,參見圖14-8.
1. 空轉管料送進部分。
2. 減徑段:壓縮管料外徑直至內表面與芯棒接觸為止,因為減徑時壁厚增加、塑性降低,橫剖面壓扁擴大了芯棒兩側非接觸區,惡化了變形的均勻性,并且容易軋折,所以減徑量愈小愈好。一般管料內徑與芯棒最大直徑間的間隙Δ取在管料內徑的3%~6%以下。
3. 壓下段:是主要變形階段,同時減徑、減壁。正確設計這一段變形曲線和孔型寬度,是孔型設計的主要內容,設計應根據加工材料的性能和質量要求進行。
4. 預精整段:在此段最后定壁主要變形結束。
5. 精整段:主要作用是定徑,同時進一步提高表面質量尺寸精度。