[科普中國(guó)]-螺旋成形

螺旋成形原理

如圖1所示，帶材軸線(xiàn)與螺旋焊管軸線(xiàn)在俯視投影面上相交成一成形角α。設(shè)帶寬為B，焊管外徑為D，則各參數(shù)之間存在的函數(shù)關(guān)系是：B=πDcosα。由式可知螺旋成形比較靈活，只要適當(dāng)改變成形角α，同一寬度的帶材即可生產(chǎn)不同外徑的焊管。但在選定成形角范圍或帶材寬度與管徑的比值范圍時(shí)，必須綜合權(quán)衡管材生產(chǎn)的經(jīng)濟(jì)性與管體強(qiáng)度。因?yàn)槌尚谓谴笮?duì)這兩者的影響是矛盾的，如成形角取大了雖可降低管體內(nèi)靜壓力在焊縫上引起的垂直張應(yīng)力，提高管體強(qiáng)度，但卻降低了管體軸向出口速度，降低生產(chǎn)率；加大了單位管長(zhǎng)上的焊縫長(zhǎng)度，提高成本。所以通常選用帶材寬度與管徑比在1.3～2.2，相應(yīng)的成形角在65°36′～45°32′。生產(chǎn)的螺旋焊管長(zhǎng)度實(shí)際上只受運(yùn)輸條件的限制。

成形工藝帶材成形有上卷成形和下卷成形兩種方式 （圖2）。上卷成形時(shí)帶材由成形器下切線(xiàn)送入，向上旋轉(zhuǎn)成筒。此法的產(chǎn)品規(guī)格廣，最大成形直徑已達(dá)3m，內(nèi)焊操作方便，設(shè)備簡(jiǎn)單，調(diào)整方便，更換規(guī)格時(shí)只需適當(dāng)調(diào)整成形輥的徑向位置，無(wú)需調(diào)整輸出支架和輥道。下卷成形時(shí)帶材由成形器上切線(xiàn)送入，向下旋轉(zhuǎn)成筒。此法適用于生產(chǎn)小直徑管材，產(chǎn)品規(guī)格少，內(nèi)焊困難，設(shè)備復(fù)雜，更換規(guī)格時(shí)調(diào)整量大。但在高頻焊接時(shí)采用此法便于壓力輥把熔化了的管坯邊緣壓焊連接。2

成形器螺旋成形設(shè)備的核心部分，它的結(jié)構(gòu)形式有3種：

（1）套筒式成形器，是一個(gè)空心套筒。遞送輥將帶材經(jīng)入口導(dǎo)板或?qū)蜉?，以一定成形角沿切線(xiàn)送入套筒，作螺旋卷曲。這種形式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，操作易掌握，改變產(chǎn)品規(guī)格時(shí)套筒調(diào)整方便。但送料時(shí)摩擦阻力大，會(huì)使帶材折曲并影響焊接質(zhì)量；套筒內(nèi)表面磨損嚴(yán)重，消耗量大，且易擦傷板面影響質(zhì)量。多用于生產(chǎn)直徑小于530mm的管材。

（2）輥式成形器（圖3a）是按輥式彎板機(jī)原理在其入口裝有三或四輥彎板裝置。帶材以一定成形角沿切線(xiàn)進(jìn)入成形器，經(jīng)過(guò)彎板裝置便連續(xù)卷曲成筒。沿管筒的軸線(xiàn)方向還配有若干組成形輥，各組成形輥均勻分布在管筒橫截面的圓周上，以確保其導(dǎo)向準(zhǔn)確和同心。成形輥可進(jìn)行徑向無(wú)級(jí)調(diào)位，所以一個(gè)成形器即可生產(chǎn)預(yù)定范圍內(nèi)各種規(guī)格的產(chǎn)品。這種式樣的成形器成形質(zhì)量好，但結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，產(chǎn)品換規(guī)格時(shí)套筒調(diào)整量大。

（3）芯棒式成形器（圖3b）。帶材由遞送輥從一定成形角方向送入后，纏于芯棒上卷成螺旋管筒。成形時(shí)芯棒給帶材一定張力，并有壓緊輥給管筒一定壓力，以防止內(nèi)表面滑動(dòng)擦傷，保證成形質(zhì)量。此法適用于生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)薄壁小直徑螺旋焊管。