[科普中國]-螺旋焊管機

簡介

螺旋焊管主要用于石油、化工及交通運輸等行業(yè)。其產品特點是徑壁比高達775，成圓性極差。在沒有側支承時，即失穩(wěn)，成為橢圓形，給成型、焊接、切斷和運輸等均帶來較大困難。

應用戶要求，1 966年始，西安重型機械研究所、成都金屬結構廠、成都電訊工程學院及成都工具研究所等單位著手試制工作 通過 2300mm螺旋焊管固定輥式樣機試驗，到 1 00～3100mm 可調輥式螺旋焊管機組投產，歷時三年，終于生產出大批量臺格的直徑 1500～3100mm，壁厚4～8mm 螺旋焊管。1 973年通過國家鑒定，1 978年獲全國科學大會科研成果重人貢獻獎1。

機組特征本機由開卷、送料、矯直、剪切、接料、切邊、遞送、輸入導扳、成型、鋼管內外焊、切管 輸出和翻管等單機組成。

該機在國內首次采用外輥可調、拉剪、拉矯揉性傳動及阻力調型法等新工藝和裝備2。

成型方法鑒于本產品規(guī)格多變、徑大壁薄、調幅達1600ram，因而選用外抱輥懸臂式成型機架。

1 成型輥調節(jié)及數量選擇

成型輥按鋼管外圓成45°角均布時，其管徑變化的調節(jié)軌跡A、B、C是一條與水平線成30°夾角的終邊直線。但從最佳受力面考慮，應為4 。

若把底座丹成二個各與相應底面成30°夾角后，便構成滿足上述二個要求的成型輥調節(jié)器。為使成型輥對焊管輸出阻力最小，應使成型輥I隨螺旋角的變化在小底座上繞軸回轉。當規(guī)格變化時，螺旋線的軸向位置要改變，因此要求成型輥調節(jié)器能沿滑軌做橫向調節(jié)。為保持底面標高不變并使其位置恒定，管徑變化時，上部和側面成型輥應做上下左右調節(jié)。上面五個調節(jié)因素是可調成型的基本要素。

2 成型機設計特點

(1)為使外輥可調，懸臂式成型機適應1600ram調幅要求，機架伸臂靠傳動機構沿方形導柱做上下調節(jié)。

(2)為解決薄壁管內外焊接時易燒穿問題，而設有內外焊劑墊。

(3)應使內焊點盡量靠近成型嚙合點及底盤回轉中心，以防帶鋼回彈產生錯邊并利于內焊頭調正及跟蹤。

設備結構及工藝特點1 飛銑切管工作原理為解決特大直徑薄壁螺旋焊管的飛切定尺問題，先后做了氣割、銑切和鋸切等試驗。其中以銑切法為好。立輥2和平輥1緊靠運行中的管端和外管壁，通過連桿3同拉桿4相連。拉桿4與切管機頭7連接并由壓輥5導向．即可實現切割過程的跟蹤與同步。

鋼管出了輸出導架失承后成了橢圓形 當后橋微調時管子產生抖動，尚有焊縫加強高及直徑變化等都給切管刀具以可變的沖擊力而損壞刀具。

2 圓盤剪刀盤結構

通常圓盤剪有懸臂式和通軸式兩種。后者比前者的剛性好，但更換刀盤費時費力 為此我們采用如圖9的剖分式結構。它有通軸式剛性又有懸臂式維護方便的特點。為提高其使用壽命并解決刀刃瘢剝現象．我們用5CrMnMo村質經等溫球化退火處理，獲得滿意效果。

3 后橋揉性傳動機構

后橋傳動常用成型回轉中心齒輪傳動法和后橋遠端扇形齒條傳動法兩種 其缺點是給加工、安裝和維修帶來不便。本機采用鋼繩驅動法，鋼繩1繞在可驅動的卷筒2上．兩端通過可調鎖緊器3與后橋4相連，即可實現后橋驅動。多年生產實踐證明，揉性傳動法具有結構簡單、運行靈活、使用可靠、投資少等優(yōu)點。

調型技術管徑變化必伴有 脫剪”現象?？客其摼砘蛘{立輥來防止“脫剪”，其結果不是帶鋼邊部被軋厚(嚴重時為帶鋼厚度的一倍)，就是在輸送帶鋼的一側或另一側交替出現波浪形“隆起”。嚴重時立輥被擠斷或帶鋼卡在輸人導板里，推不動。這表明，成型三要素之外，還有其他因素，如帶鋼月牙彎、屈服極限、鋼管輸出阻力、設備安裝精度、焊接及成型工藝等。為把管徑控制在給定偏差范圍內，我們相應地采取如下調型措施。

1 帶鋼月牙彎

經實測，有的鋼卷雙側塔形達100ram 以 ，帶鋼月牙彎每10m 高達120ram?？壳羞吙上^大部分月牙彎，但當立輥、遞送輥等對帶鋼的強制限位解除后，帶鋼的彈復使小部分月牙彎仍會在成型時表現出來。該殘余月牙彎的存在將改變帶鋼輸入方向(成型角 )和帶鋼寬度B，從而導致管徑D 的變化。

按規(guī)定這樣的鋼卷是禁用的．可又必須使用時，我們采取下列調型方法：

(1)增加切邊量 但增加值是有限的，以免浪費鋼材。

(2)提高設備安裝精度 為防止帶鋼送偏，送料設備的任何兩個單機間的不平行度誤差不大于±0．5ram，各送料矯直輥兩端的輥隙誤差不大于± 0．1mm。

(3)視月牙彎大小，開卷機后移3O～ 50m 或把開卷機做成可橫移式，借以對月牙彎等因素形成的帶鋼“隆起”起緩沖或消隆作用，但不能消除月牙彎。

(4)用開刀借料法。月牙彎越大，越容易脫剪。一旦脫剪，屬停機停產事故．較難處理。

提前在最小允許切邊量的B— B面切斷，把下部帶鋼左移至不脫剪位置后與上部帶鋼對接。用橫移所借得的料來補償不足的切邊量，雖然可防止脫剪，但要停機影響產量 嚴重時要切2～3次．甚至要剪去一段后再對接，增加了鋼材損耗。

2 三輥彎板機的調型

通過政堂帶鋼預彎曲曲率來控制管徑偏差可用輥l下降或輥2、3升起使管徑減小一反之管徑變大，也可使輥1、2、3的某端同時升或降，使初始的彎管呈喇叭口狀 外端若為“收口”，管徑變大；若為“擴口”，管徑變小。

由于輥1的位置變化，改變了輸出管的底面標高，不但增大了輸出阻力，而且給焊接帶來不利。因此，最佳調型方案應是輥1、2不動，靠輥3升降。

3 鋼管輸出阻力調型

出了輸出導架的鋼管，隨著管長的增加，管子的橢圓度和重量也不斷增加．致使鋼管輸出阻力不斷增大 反映到內焊點上，就同被輸人的帶鋼在嚙合點處產生一個速度差 相對速度較高的帶鋼，在成型過程中就必然以增大焊管外徑，并以錯邊形式表現出來，破壞了成型和可焊條件。差值越大，管徑變化越大。只要使輸出輥道的回轉速度能隨輸出阻力的增加成比例地增大，借以抵消增加的輸出阻力，即可達到控制管徑偏差的目的。

影響管徑變化的因素除已述者外，尚有帶鋼機械特性(如屈服極限)、鋼管成型的初始彎曲及彈復、設備制造及安裝精度、工人的維修及操作水平等。因此，用改變輸出阻力來控制管徑偏差，體現的是諸多影響因素的綜合效果。

根據上述工作原理，管徑變大時，提高輸出輥道速度，把管徑“擰”下來，使管徑變小；管徑變小時，降低主動輸出輥道速度，把管徑“憋”上去，使管徑變大多年生產實踐證明，用輸出阻力調型法來控制管徑偏差是成功而有效的1。

總結截止到奉機鑒定時，用本技術已生產出近3萬米直徑 1800~28OOmm、長5～ 1Om 油罐用螺旋焊管，用于運輸及化工等部門。

應用戶對產品質量要求，我們曾對直徑2308mm、壁厚4mm、長7500mm 的螺旋焊管做r負j盤爆破買驗、焊縫金相分析技x 光椿傷檢驗。其結果表明，均達到當時的部頒標準3。