2022采用无缝钢管加工121内齿圈小批量试制总结报告.docx

2022采用无缝钢管加工121内齿圈小批量试制总结报告 采纳无缝钢管加工121内齿圈小批量试制总结报告采纳无缝钢管加工ST121内齿圈小批量试制总结报告戴育淳一.项目的背景与意义目前我公司ST121内齿圈的年产量达十万件以上，市场竞争激烈，产品价格不断下降，虽经多方降成本，但可降空间已接近极限，产品无利可投。项目组将降成本方向从机械加工转向齿坯生产方面。ST内齿圈传统的毛坯生产工艺为：下料、加热、锻造（墩粗、冲孔、碾环）、正火。ST内齿圈试制毛坯生产工艺为：钢管下料、正火。若采纳无缝钢管干脆下料，虽原材料费用有所增加，但可取消锻坯工序，削减机加工余量,降低材料消耗，降成本效果显著。二.试制过程与效果由技术工程牵头，于4月25日成立项目组，走访钢材市场，签订技术协议，选购专用优质结构钢管于5月26日进厂，并组织试生产。6月15日，经过小批量试制，共入库187件ST121内齿圈。6月18日，第一次静扭试验，加载至4200N.M时,静扭辅具失效.7月18日，其次次静扭试验，加载至28300N.M时均未有异样，已接近静扭试验机加载极限，最大静扭矩完全符合运用要求。静扭试验证明，钢管齿坯内齿圈在承受静扭矩载荷方面，完全可以满意整个轮边系统的要求，动载荷持续运转寿命试验因我厂无相关试验设备而无法验证。试制样品发修理市场后，跟踪其运用状况，收集相关修理、损坏信息，确定其是否可完全代替锻造齿坯内齿圈发往主机厂运用。项目运行过程见下表：序号试制节点安排工作内容1、走访钢厂进行技术调研安排完成时间5.55.10实际完成状况经走访多家钢材厂，湖北大冶钢材厂情愿为我厂供应相关规格的钢管样品初步分析钢管内齿圈可降低成本1520元/件。购买合同签订顺当。材料45#，规格273X28，长8m4根无缝钢管运至钢材库。几何尺寸符合要求，机械加工余量合适。化学成分、金相、硬度等符合我厂要求。按单件99mm长下料，4根管材共下料齿坯248件。按锻造齿坯相同参数进行正火。正火工序顺当，无异样正火后硬度，金相组织符合后续机械加工工艺要求。在外协厂精车，未有车不起、车削困难等现象。实际完成时间责任部门5.8责任人1市场调研2、对钢管加工内齿圈进行成本对标分析5.125.155.306.16.26.35.256.46.56.8开发部工程部戴育淳5.125.135.245.25质量部5.305.305.206.46.56.8生产制造部李亚英万德周海万德精锻周海李月喜2材料选购1、签订材料选购合同及相关技术协议2、材料按时到厂1、几何尺寸检验选购部陈林强3钢管验收2、按GB相关规定进行成份及其它项次检验1、按工艺规范下料并验收1、正火参数选择4下料5正火2、正火3、硬度、金相检验1、外协齿坯加工6齿坯加工2、机械加工性能跟踪7齿坯检验1、按工艺要求检验1、拉削6.96.10检验合格第一批次共187件精车坯试拉顺当，未有拉削困难，打刀卡刀，拉烂齿等异样现象。轮边车间剩余61件齿部精度符合工艺要求，但表面粗糙度稍差。最大拉削力与锻造齿坯相当，在拉床工作平安范围内。拉刀磨损与锻造齿坯相当，未有大拉刀急剧磨损现象。材料，金相组织与锻造齿坯相当，按锻造齿坯热处理参数进行热处理。热处理后失圆、锥度在允许范围内，未有热处理废品。硬度，金相等要求符合工艺要求。187件成检合格，2件用于静扭试验，其余185件已入库。7月25日，其次批61件入库6.96.11质量部李月喜8齿部拉削2、产品拉削质量检测3、拉削力检查4、大拉刀磨损检查6.116.116.116.126.126.12工程部文贵华1、热处理参数调整分析9热处理6.36.1热处理黄星星2、热处理3、热处理相关检验6.136.146.136.1410成检1、按产品图要求检验入库6.156.15质量部李月喜11静扭试验1、试验所需工装设计制造6.126.166.176.202、强度试验11静扭试验3、与锻造齿坯进行对比分析1、成本精确计算第一次试验所用工装强度不够，加载至4200N.m时辅具损坏，其次次试验，一件在18300N.m载荷下持续2分钟，另一件加载至28300N.m均未有异样，已接近静扭试验机加载极限，最大静扭矩完全符合运用要求。第一次试验6.20其次次试验7.20开发部工程部戴育淳黄桂良开发部工程部戴育淳黄桂良1、万德精锻现有带锯机床中只有1台机床能加工直径能达到238，锯一件约9分钟，下料将是制约产能的关键因素。2、未进行疲惫寿命试验，大批量生产有肯定质量风险。3、供应商单一，原材料价格限制力差。12评审2、批量生产可行性分析6.20品控中心6.20杨鹏1314发修理市场1、发市场市场调研1、市场分析6.207.20销售部开发部工程部杨召华戴育淳黄桂良三.总结与展望1、机械加工性能方面，试制证明，无需调整现有机加工工艺，采纳无缝钢管生产ST121内齿圈在我厂工艺水平上是可行的。若大批量生产，下料设备产能不足，需增购下料设备。2、在成品质量方面：几何尺寸、硬度、金相等均符合产品图要求。在承载实力上，钢管齿坯ST121内齿圈在试验中静载荷已加载至ST轮边减速机构要求的1.6倍以上，且未见损坏和明显的塑性变形，与锻造齿坯无明显差别。3、在动载荷持续运转方面：因我厂无相关试验设备进行动载荷持续运转寿命试验而无法验证。产品的运用寿命、运用性能只有通过发往修理市场，并跟踪客户的运用状况方能确定。4、降成本方面：本次所用无缝钢管的规格为273x28,毛坯单件重量16.5kg,齿坯外圆加工余量6.25mm(单边余量).在批量生产中,应定购专用管材,规格为265x23,保证齿坯外圆及内孔加工余量在1.25mm2mm(单边余量),端面加工余量在1.5mm,则钢管内齿圈材料消耗为:13.5kg可降低材料消耗2.5kg,节约锻造费用16元,虽管材较棒料每吨贵800元左右,但每件可降低成本15元以上。技术工程部201*年7月23日扩展阅读：无缝钢管加工具体教材3书目第一章钢管生产概论1.1钢管的分类1.2钢管的技术要求1.2.1钢管生产的技术依据1.2.2对钢管的尺寸偏差的要求1.2.3对钢管的长度要求1.2.4外形1.2.5重量1.2.6不同用途的钢管应各有什么样的技术条件1.2.7我公司的主要产品管线管、油管和套管的主要技术要求1.2.8钢管技术要求中常用术语1.3钢管的主要生产方法其次章热轧钢管生产工艺流程2.1一般工艺流程2.1.1穿孔2.1.2轧管2.1.3定减径（包括张减）2.2各热轧机组生产工艺过程特点2.2.1连续轧管机的几种形式2.2.2三辊（斜）轧管机轧管2.2.3各机组的异同2.3轧钢的几种形式2.3.1纵轧2.3.2横轧2.3.3斜轧第三章管坯及管坯加热3.1管坯打算3.1.1管坯库3.1.2管坯上料3.1.3管坯锯切3.2管坯加热3.2.1环形炉简述3.2.2炉子结构及协助设备3.2.3环形炉自动化系统（资料不全待定）第四章穿孔4.1二辊斜轧穿孔机及穿孔过程4.2斜轧穿孔运动学4.2.1两辊穿孔机运动学2天津钢管集团无缝钢管生产培训教材4.3穿孔的咬入条件4.3.1一次咬入条件4.3.2二次咬入条件4.4孔腔形成机理4.5斜轧穿孔时的金属变形4.5.1管坯受力状况4.5.2金属变形4.6穿孔工具及设计4.6.1轧辊4.6.2导盘4.6.3导板4.6.4顶头4.7穿孔机调整参数确定4.8其他穿孔方法4.8.1压力穿孔4.8.2推轧穿孔4.8.3斜轧穿孔4.9力能参数的计算4.9.1轧制力4.9.2顶头轴向力的确定4.9.3斜轧力矩计算4.10穿孔机的设备组成4.10.1斜轧穿孔机的设备由哪几部分组成?4.10.2主传动的方式及特点?4.10.3管坯定心机的组成结构?4.10.4穿孔机机座（牌坊）有哪几部分组成?4.10.5导盘调整方式有哪几种?4.10.6三辊定心的作用和结构?4.10.7顶杆的冷却形式有哪些?4.10.8顶头的运用方式有几种？4.11常见工艺问题4.11.1内折4.11.2前卡4.11.3中卡4.11.4后卡(镰刀)4.11.5链带4.11.6壁厚不均第五章毛管轧制5.1限动芯棒连轧管机（MPM）5.1.1工艺描述5.1.2MPM连轧管机的设备结构、平面布置及相关技术参数5.1.3MPM连轧管机组的工作原理和工艺限制5.1.4主要设备及参数书目35.1.5MPM连轧管机轧制工具5.1.6MPM连轧机的孔型设计5.1.7连轧机组在线检测系统5.1.8常见生产事故5.2PQF连轧机组（PREMIUMQUALITYFINISHING）5.2.1概述5.2.2连轧工艺5.2.3PQF主机说明5.2.4脱管机说明5.2.5芯棒循环系统5.2.6工具打算与更换5.2.7常见质量缺陷5.2.8连轧基本理论5.3新型ASSEL轧管机5.3.1主要工艺设备5.3.2主要调整参数5.4其他热加工钢管的延长方法5.4.1自动轧管机轧管5.4.2Accu-Roll轧管机轧管5.4.3顶管机顶管5.4.4挤压钢管5.4.5周期轧管机（皮尔格轧管机）轧管5.4.6热扩钢管第六章钢管的再加热、定径与减径6.1钢管空心轧制理论6.1.1张减速度制度原理6.1.2CARTAT系统介绍6.2定径工艺6.2.1工艺描述6.2.2定径机的设备结构、平面布置及相关技术参数6.2.3定径机组的工作原理和工艺限制6.2.4操作及调整6.2.5常见事故处理方法6.2.6质量缺陷及限制要点6.3张力减径工艺6.3.1工艺概述6.3.2设备参数及工艺数据介绍6.3.3质量检查6.3.4关于可调机架6.3.5轧制之前的现场检查6.3.6工具的打算和更换过程6.3.7工艺限制参考第七章轧制表的编制4天津钢管集团无缝钢管生产培训教材7.1编制原则和程序7.1.1编制原则7.1.2编制轧制表的要求7.1.3编制轧制表的步骤7.1.4轧制表编制方法7.2编制方法7.3编制实例第八章钢管的冷却和精整8.2轧管厂精整管排锯8.2.1精整锯切机组设备概述8.2.2管排锯的切割过程及工艺限制要点8.2.3常见切割缺陷的处理方法8.3轧管厂精整矫直机8.3.1精整矫直机组设备概述8.3.2矫直机相关参8.3.3矫直原理8.3.4矫直机的矫直过程及工艺限制要点8.3.5常见矫直缺陷的处理方法8.3.6工具管理8.4热处理8.4.1前言8.4.2热处理的定义和意义8.4.3热处理基本原理8.5无损检测8.5.1无损探伤概论8.5.2漏磁探伤8.5.3涡流（ET）检测8.5.4磁粉检测8.5.5电磁超声8.6人工检查8.6.1检查程序8.6.2热轧无缝钢管缺陷8.7钢管的质量保8.7.1质量保证的限制要点简述8.7.2质量限制点8.7.3工艺文件的编制与执行8.7.4其它第九章钢管的试验检测9.1钢管的力学性能9.1.1前言9.1.2金属材料的力学性能9.1.3管材工艺性能试验书目59.2钢中的各种组织和夹杂物9.2.1钢中的各种组织简介9.2.2钢中非金属夹杂物含量的测定标准评级图显微检验法9.2.3金属平均晶粒度测定方法9.3.1直读光谱仪9.3.2碳硫分析仪":null,"page":"ph":1262.879,"pw":892.979,"v":6,"t":"1","pptlike":null,"cx":0,"cy":0,"cw":892.979,"ch":1262.879)八章钢管的冷却和精整8.1钢管冷却钢管经定径过后，将通过辊道运输到预精整区，精整线的首道工序就是冷却，冷却在冷床上进行。冷床的形式有链式冷床、齿条式冷床、螺旋式冷床、步进式冷床。我厂采纳的是步进式冷床，这种冷床的特点：（1）冷却匀称；（2）钢管表面的损伤少；（3）管子可在同一齿内旋转，以获得最大的直线度。步进冷床的长度为58米，宽度34米，床面倾斜向下，倾角为278°。冷床沿宽度方向分四部分，每一部分各有一套提升和平移装置。冷床的末端设有水冷装置，以冷却厚壁管，冷却后管子的温度低于80。8.1.1冷床结构组成：1回转臂移送机：从定径机出来的管子通过辊道运输到冷床前端，再通过回转臂移钢机将管子送到冷床上冷却。2床身冷床床身包括一个焊接钢结构的运动框架、一个焊接钢结构的固定框架、活动梁的提升、移送装置。运动框架、固定框架分别固定有齿条。步进梁的提升和平移过程如图8-1所示，图8-1冷床结构示意图当升降驱动电机驱动偏心轴转动时，通过连杆和拉杆使步进框架上、下运动，从而带动步进梁运动。因为偏心轴带动的摆杆和活动框架是滚动接触，这样就可以保证活动梁在提升驱动190天津钢管集团无缝钢管生产培训教材过程中只有升降运动，而无平移运动。同样当横移驱动电机驱动偏心轴转动时，通过连杆使摇摆机构使运动框架水平移动。钢管在步进梁的齿条和固定梁的齿条上通过对电气设备的限制将有两种动作方式，如图8-2。图8-2钢管提升移送图为了说明钢管的运动状况，现将两种状况分解如下：钢管分步前送时，如图8-3。在一个周期内管子前移距离为四个步骤位移之和，为130+150+70+0350mm，等于一个齿形长。图8-3钢管步进动作图钢管在同一个齿形内动作，如图8-4。在一个周期内管子前移距离为四个步骤位移之和，等于130+（一150）十20+0=0。从上面的图上可以知道，不论采纳哪一种工艺方法，管子在冷床上将不断地旋转。以获第八章钢管的冷却和精整191得良好的矫直度。图8-4钢管原地动作图3臂式拨入机钢管经过冷却后，在冷床的末端斜蓖条上将通过两台臂式拨人机送到水冷槽的旋转送料器上。臂式拨入机用液压缸操作。4水冷槽如图8-5所示，当钢管在冷床上已经冷却到低于80时，就无需进行水冷，这时钢管经旋转送料器（如图8-6）干脆越过水冷槽。对于经过冷床后未降到所需温度的钢管，将进入水槽冷却。这时只需使送料器反方向旋转即可。192天津钢管集团无缝钢管生产培训教材图8-5冷床后钢管水冷和下落机构图8-6旋转送料器第八章钢管的冷却和精整193此送料器可以两个方向旋转。送料器拨叉的头上安装有辊子，辊子和水槽底接触以减少摩擦。5钢管下落机构为了使管子经水冷后下降到去预精整锯切的管排收集台架上，在水冷槽的后面安装有一套钢管下落机构，该机构为易降式液压杠杆系统，其结构如图8-7所示：图8-7钢管下落机构钢管离开水槽将自行浓动到第一级下降机构的固定梁上，然后被第一级下降机构的活动梁接收，第一级下降机构在液压缸操作下使连杆带动全部活动梁运动，将钢管送到其次级下降机构的固定梁上，然后通过同样的动作方式将钢管送至管排收集台架上。钢管被第一级下降机构送到其次级下降机构的固定梁的过程中，由于钢管在长度方向上下降的高度不同，因而使钢管倾斜，使管中残留的水排出。但通过其次级下降机构送至收集台架时，由结构确定使钢管下降高度在长度方向复原了平衡。这样钢管就可以很稳定地进入精整锯切区域。8.1.2冷床的技术性能：冷床型式：步进梁式长度：58米宽度：34米齿数：164个齿距：350毫米步进梁间距：分三段。第一段（长5米）：500mm；其次段（长21米）：1000mm；第三段（长32米）：201*mm。起始2米齿条梁：用铸铁板步进梁传动：电气机械传动管子出料：用易降式杠杆系统步进周期：约15sec提升电机：4台100KW1100rpm直流平移电机：4台22KW1600rpm直流194天津钢管集团无缝钢管生产培训教材8.2轧管厂精整管排锯8.2.1精整锯切机组设备概述精整锯切机组主要由四台管排锯及其协助设备组成。目的是将定径后经过冷床冷却的钢管进行切头尾、分段，使切后钢管的定尺长度、管端质量符合相关要求。精整管排锯可切割钢管规格为：外径从114.3340mm；壁厚从4.540mm。四台管排锯中有三台为德国制造，型号为WAGNER1600R的圆盘冷锯机，另一台为奥地利制造，型号为KSA1600L的圆盘冷锯机。协助设备包括管排辊道、切头尾挡板、定尺挡板、回转臂、缓冲链等。8.2.1.1锯切机组的基本构成锯切机组主要由冷床及下料装置、主机和协助设备构成1冷床：为步进式，有冷却匀称、钢管表面损伤小，同时起到钢管矫直的目的。冷床末端设有水冷槽，当钢管温度高时，可进入水冷槽中进行冷却。2下料装置：为了使冷床末端的钢管下降到管排收集台架上，在冷床末端安装有下料接料叉，其向两个方向倾斜。一是可以将钢管顺当地从接料台架上滚到接料叉上，二是将钢管倾斜，把水冷后钢管内的水倾倒干净。通过两级接料叉将钢管放到管排收集台架上。3主要设备参数1)冷床冷床长：58m冷床宽：36m齿数：164个齿距：350mm冷床倾角：2.77°步进周期：20秒/支生产实力：120支/小时Max130支/小时2)下料装置拨叉间距：3m拨叉数：11个下落高度：2m3)冷床动梁电机：提升电机：4台直流电机100KW1100rpm平移电机：4台直流电机22KW1600rpm4主机包括：锯牌坊、锯座、主传动装置、进给装置、夹具、锯片减震装置、锯片冷却装置、锯片清屑装置等。1)锯牌坊：为支承锯座的重要部分、框架结构。底部与基础固定，中间由铜板作为锯座的滑道。锯座在锯牌坊中间进行上下滑动。2)锯座：装有锯片主轴，内部为齿轮传动的减速机构，其主要作用为将主电机的动力传递到锯片主轴上，驱动锯片旋转。3)主传动装置：由主电机及锯座内的齿轮构成，通过主电机、减速机使锯片主轴达到肯定的转速和扭距。4)进给装置：由进给电机带动进给丝杆，使锯座在牌坊的滑道中上下移动，完成锯机进给及返回动作，并由平衡液压缸保持其进给的平衡稳定性。第八章钢管的冷却和精整1955)夹具：由水平夹具、垂直夹具构成。水平夹具和垂直夹具每台锯上共有三对（入口一对，出口两对），分别由液压缸带动，可使管排保持在辊道正中，并对管排进行夹紧，使管排在切割过程中不会移动、打转。同时具有工位扩张功能，使锯片在返回时锯齿不会与钢管端面接触以爱护锯齿及钢管端面的质量。6)锯片减震装置：在锯座左右两侧各安装一套减震装置。主要由铜导板，位置调整装置及液压缸组成。铜导板内侧有很多小孔，通有高压风，液压装置使铜导板在锯机进给过程中靠近锯片（约0.05mm）使内外铜导板与锯片之间形成一个气垫，以达到锯片减震的目的。锯机返回时，液压装置使铜导板与锯片分别。7)锯片冷却装置：由一个叉型的风管组成，叉内侧开有许多小孔，高压风从中吹出，对锯片进行冷却，冷却空气温度可达10。8)锯片清屑装置：由电机带动金属传送带，将切割后的锯屑运出。5协助装置包括：管排辊道、气动对中装置、切头尾小车及挡板、定尺装置、回转臂、缓冲台架等。1)管排辊道：由上百个辊道组成，辊道较宽（920mm），分别由电机带动，以实现管排的运输。2)气动对中装置：锯机前后设有管排对中装置，由气动缸带动一对夹子，将管排固定在辊道的正中间，便于切割且可提高锯口端面质量。3)切头小车及挡板：在管排锯出口处设有切头小车，由电机带动，齿轮传动使切头小车在齿条上行走，小车下装有升降挡板，使挡板可以在线、离线。小车行走约1000mm，即可使切头长度在2001200mm内调整，由U31编码器向上位机传递小车位置。4)切尾小车及挡板：在管排锯入口处设有切尾小车，由电机带动，齿轮传动使切头小车在齿条上行走，小车下装有升降挡板，使挡板可以在线、离线。小车行走约1000mm，即可使切尾长度在2001200mm内调整。为了达到管头下料目的，在切尾挡板上装有推料液压缸。由U31编码器向上位机传递小车位置。5)定尺装置：在管排锯后都装有定尺装置，其由液压缸带动升降挡板在线、离线。由另一个液压缸对定尺挡板位置进行锁定。由电机带动钢丝绳拖动定尺挡板进行位置调整，挡板位置由U31编码器向上位机上传递。定尺挡板的调整范围为9米，即可把定尺长度限制在615米的长度范围。定尺精度调整分精调和粗调两种。钢管主动切尾时实现粗调，精度为100mm，钢管被动切尾时实现精调，精度为1mm。6)回转臂：由托盘及配重组成臂体，一根轴可连接多个臂体，达到横移管排的目的。精整锯切区域共有8个回转臂。7)缓冲台架：有钢轨及链子组成，链子由链轮传动，达到横移钢管及缓冲的目的。8)WVC1600R圆盘锯机主要参数锯片直径：1600mm盘体厚：9mm（硬质合金锯片）水平夹具开口度：1001100mm垂直夹具开口度：70380mm锯机进给行程：580mm最大管排宽度：1050mm锯片速度：11150m/min锯片进给速度：501000mm/min水平夹具压力：0.57Mpa水平夹具夹紧力：630085000N垂直夹具压力：17Mpa垂直夹具夹紧力：350027500N196天津钢管集团无缝钢管生产培训教材锯片驱动电机：130KW1500rpm锯片进给电机：12KW1468rpm液压泵电机：18.5KW1500rpm冷却空气压力：0.6MPa9)KSA1600L的圆盘锯机锯片直径：1600mm厚：8.1mm水平夹具开口宽：1101050mm垂直夹具开口高：110420mm锯片速度：max250m/min锯片送进速度：101500mm/min快速返回速度：7000mm/min夹具压力：max100bar最大管排宽度：1000mm全部设备的动作，都可由操作台上限制面板上的操作按钮实现。操作面板可实现钢管锯切全过程自动限制（自动），部分设备的自动限制（半自动），单体设备的动作限制（手动）。8.2.2管排锯的切割过程及工艺限制要点8.2.2.1管排锯的切割过程1管排在挡板处撞齐后（切头、切尾、定尺），挡板离线。2气动对中装置动作，将管排固定在管排辊道正中。3锯屑板下降，锯主机前后升降辊道下降到低位。4垂直夹紧预夹紧。5水平夹具夹紧，达到设定压力要求。6垂直夹紧二次夹紧，达到设定压力要求。7锯片快速进给至转换点后，转换成设定的工作进给速度。8锯片对管排进行切割，到达锯片行程设定点后，管排被完全切断。9出口夹具工位扩张打开，锯片主轴向外伸出3，锯片减震器打开。10锯片快速返回到位。11锯片主轴3返回12水平夹具打开后垂直夹具打开。13夹具工位扩张返回。14锯屑板及锯主机前后升降辊道返回到高位。8.2.2.2管排锯工艺限制要点1钢管切割温度定径后，钢管经过冷床冷却，一些壁厚较厚及生产节奏较快的钢管，在到达冷床末端时，管体温度仍在80摄氏度以上（尤其是夏季），这时，钢管就必需进行水冷，以便于进行锯切。2钢管的成排收集因管排辊道的宽度及锯机水平夹具宽度（最大1100mm）缘由，收集后的管排宽度不应超过1050mm（KSA1600L的圆盘锯机管排最大宽度不能超过1000mm）每排管最大支数见表8-1。第八章钢管的冷却和精整197表8-1外径（mm）120支数71406195525043003344.12否则，钢管最大宽度超过标准，一是管排运行时会撞坏锯机夹具，二是管排在辊道上不能正常运行。3锯切参数的设定依据被切钢管的规格、材质设定相应的锯切参数。锯切参数主要包括：锯片速度（锯片线速度）、锯片单齿切屑量、锯片齿数还包括锯机夹具压力。详细参数的设定，参照表8-2。表8-2钢管壁厚S（mm）S<1010S1616<S锯切线速度（m/min）130115105锯片进给速度（mm/min）600500400表中锯片进给速度为调整锯片速度和锯片单齿切屑量后，所生成的数值。根据生产钢管品种情况，锯切速度和进给速度按以下公式计算：d.n锯切速度：V1=m/min1000式中：D：锯片直径n：锯片转速1000S/ZV1进给速度：V1=（S/Z）.Z.NT式中：S/Z：单齿切屑量Z：齿数T：齿节数4夹具压力的调整为防止钢管切割后，由于锯机夹具压力过大，造成管端椭圆度超标，可依据被切钢管的径壁比和材质，选择夹具压力。夹具压力分P1、P2、P3（夹具夹紧时的压力）和保压（二次夹紧后切割时的压力）。一般压力调整为：P1约为3035bar、P2约为4550bar、P3约为6570bar。保压调整为2530bar。径壁比大于30的选择P1压力，2230的选择P2压力，22以上的选择P3压力。5切头尾长度调整依据钢管壁厚的状况，选择钢管的切头尾长度，以保证切后管端壁厚在标准范围内，并保证钢管头尾切割长度最短。此项工作可在操作台的上位机上实现。切头尾长度设定范围必需在200mm1200mm之间。6定尺长度的调整依据生产合同安排，调整钢管切割定尺长度。使切后定尺长度满意合同要求。并使钢管定尺长度在规定范围内得以优化切割。定尺长度要求范围在500mm以外的，锯机可采纳主动切尾方式，即最终一倍尺长度差与来料长度差相同（都在定尺长度规定范围内），定尺长度要求在500mm以内的，可采纳被动切尾方式，即全部倍尺长度均相同。钢管定尺长度的调整及倍尺数，可由位于操作台上的上位机来实现。198天津钢管集团无缝钢管生产培训教材7管端质量的限制切后钢管断面平面度、切斜度及几何尺寸要在限制标准范围内。8.2.3常见切割缺陷的处理方法8.2.3.1定尺长度超标。1缘由分析：1)定尺长度实际数值与OIS显示数值不符。2)定尺锁紧装置失灵，钢管在撞齐时，定尺挡板后移。3)来料钢管长度差超标。2处理方法：1)调整U31编码器，使定尺长度实际数值与OIS显示数值相符。2)检查锁紧装置，调整传感元件位置，使定尺装置正常锁紧。3)调整定尺长度在标准范围内，实行被动切尾方式。8.2.3.2锯口断面出现凸棱。1缘由分析：1)锯片有打齿现象或端跳变大。2)锯片齿宽差超标。3)锯片稳定器调整不适当与锯片间隙过大或过小。4)锯切参数设定不合理。2处理方法：1)更换锯片。2)调整稳定器与锯片间隙在0.1mm左右。3)适当更改锯切参数。8.2.3.3锯口断面切斜。1缘由分析：1)锯片端跳过大。2)锯片切割面积过大，锯齿变钝。2处理方法：1)更换锯片。2)调整稳定器与锯片间隙在0.1mm左右。3)更改锯机切割参数。8.2.3.4锯口椭圆度超标。1缘由分析：锯机夹具压力过大。2处理方法：依据被切钢管材质和径壁比，实行相应的压力值。8.2.3.5锯口断面粘有长条锯屑。1缘由分析：1)锯片进给行程不够。2)锯片锯齿变钝。2处理方法：第八章钢管的冷却和精整1991)调整锯切行程。2)更换锯片。8.3轧管厂精整矫直机8.3.1精整矫直机组设备概述轧管厂精整作业区生产线上安装有两台矫直机，主要作用是对来料钢管进行矫直，消退钢管在轧制、运输、热处理和冷却过程中产生的弯曲，使钢管直度符合相关要求，同时起到对钢管归圆的作用，保证管端及钢管外表面质量。矫直机是由意大利1NCE公司制造的，斜辊立式2-2-2型矫直机，由计算机实现自动限制。矫直机的结构分主机和协助设备组成8.3.1.1主机设备主机设备包括：机架、主传动装置、辊间距调整装置、角度调整装置、快开装置、矫直辊、液压站和限制系统等。1机架：由上下两部分组成，由六根立柱支撑。均由钢结构构成。上部装有三套间距调整装置、三套角度调整装置，出口辊装有一套快开装置；下部安装有三套角度调整装置，入口、中间辊分别各安装有一套快开装置，中间上辊的间距调整装置与下部的离合器由一根传动轴连接完成矫直机的挠度调整。矫直辊安装在六根立柱中间。2主传动装置：每台矫直机都有两套传动装置。分别用于传动三个上辊和三个下辊，传动装置与轧制轴线呈30度角布置。每一套传动装置包括一台电机、一台三路减速机（减速比约1：8）、三个万向接轴组成。3间距调整装置：由调整电机带动蜗轮蜗杆，使调整丝杠旋转，从而带动矫直机上转鼓上下移动，达到调整辊间距的目的。调整中间辊挠度时，离合器闭合，传动轴带动上下辊同时上下移动，使挠度增加或削减。间距调整完毕后，由消退间隙液压缸锁紧，削减在矫直过程中上辊对丝杠的冲击。4角度调整装置：矫直机的六个辊都可进行角度调整。分别由液压马达带动丝杠，使丝杠带动转鼓平台在一个角度范围内转动。角度调整完毕后，由每个平台上的两个液压锁紧缸将平台角度位置固定。5快开装置：在入口、中间下辊和出口上辊都装有快开液压缸，液压缸与转鼓平台相连，可使装在平台上的矫直辊快速闭合、打开。快开装置有利于钢管在矫直时顺当咬入，同时可避开钢管在矫直过程中，矫直辊对钢管端部的碰伤。6矫直辊：是钢管矫直的重要工具，由高铬钢为材料加工制成，依据产品大纲，用双曲线的方法设计辊面曲线。7液压站：每台矫直机由一台液压站供应动力，主要用于矫直辊快开装置、角度调整装置和消退间隙液压缸。8.3.1.2协助设备协助设备包括入口升降辊道、出口升降辊道、接料勾等。1入口升降辊道：由七个运输辊和U型半封闭护板组成，前四个、后三个运输辊分别由一个液压缸带动连杆使其升降。辊道设置为升降形式，主要是杜绝钢管在矫直过程中辊道对钢管表面的划伤。200天津钢管集团无缝钢管生产培训教材2出口升降辊道：由一个封闭的巷道和八个运输辊组成，由一个液压缸通过连杆带动运输辊道一起升降。封闭巷道的侧面是一个由液压缸开启的门，用于矫直后钢管从侧门放出。3接料钩：由一组L型的勾子和一个液压缸构成，目的是接住从出口侧门放出的钢管并把钢管放到探伤吹灰台架上。8.3.2矫直机相关参数8.3.2.1矫直辊支点距离：2100mm矫直辊调整角度：30°±5°矫直速度：990m/min矫直辊辊身长度:550mm矫直辊直径:400mm8.3.2.2矫直范围长度：6至15m直径:114300mm壁厚:4.5840mm8.3.2.3主传动电机:2台200KW直流最大1200rpm8.3.3矫直原理矫直作用主要是通过一对向上调整的中间辊来得到的，由此产生管子的纵向反复弯曲，与此同时，每对矫直辊还对钢管施加肯定的压力，使钢管横截面发生椭圆变形；这种椭圆变形、弯曲变形叠加，促使钢管在变形过程中有一个拉得比较开的塑性变形范围。矫直过程中，管子的每个横截面在这一塑性范围内连续多次地横一直回弯曲，同时弯曲变形渐渐减小，达到钢管被矫直的效果。8.3.3.1冷变形是软化过程小，硬化过程很强的变形过程。冷变形的温度范围是其熔点肯定温度0.25倍以下，基本是在室温下完成的。由于温度低于0.25T熔时发生复原很小，硬化在整个塑性变形过程中主导作用，因而冷变形时金属抗力指标随着所承受的变形程度的增加而持续上升。塑性指标则随着变形程度增加而渐渐下降，表现出明显的硬化现象，当积累的冷变形量过大时，在金属达到所要求的形态和尺寸以前，将因塑性变形实力的“耗尽”而产生破断。因此，材料的冷变形工作一般要进行多次，每次只能依据材料本身的性质及详细的工艺条件完成肯定数值的总变形量，而且各次冷变形中间，须要将硬化了的、不能接着变形的坯料进行退火以复原塑性。冷变形的优点是所得到的制品表面光滑、尺寸精确、形态规整。恰当选择冷变形退火循环时，可以得出具有随意硬度的产品。这是热变形很难实现的。8.3.3.2关于包辛格效应：多晶体金属在受到反复交变的载荷作用时，出现塑性变形抗力降低的现象，称包辛格效应。第八章钢管的冷却和精整201+图8-8包辛格效应如图8-8，显示包辛格效应时，所得到的应力变形曲线的例子，拉伸时材料的原始屈服应力在A点，若对此材料进行压缩时，其屈服应力也与它相近（在点线的B点），以同样的试样使其受载荷超过A点而至C点，卸载后将沿CD线返回至D，若在此时对它施以压缩负荷，则起先塑性变形将在E点，E点的应力明显地比原来受压缩材料在B点屈服应力低，这个效应是可逆的，若原试样经塑性压缩再拉伸时，同样发生屈服应力降低的现象。事实上，当连续变形是以异号应力来交替进行时，可降低金属的变形抗力，用同一符号的应力而有间隙地连续变形时，则变形抗力连续地增加。(包辛格效应仅在塑性变形不太大时才出现。如黄铜是在赐予4%以下的塑性变形时才出现明显的包辛格效应，对于硬铝则小于0.7%。)8.3.3.3在钢管矫直的过程中，它的变形有轴向变形和径向变形，但是它的变形是困难的。1纵向弯曲分析：纵向弯曲矫直是使钢管产生与弯曲相反方向的塑性变形来达到矫直弯曲的目的，而不弯曲的管子断面只产生弹性变形，塑性变形区占支撑距的40%长度。2横向压扁效应：横向压扁及通过叠加椭圆压扁变形来达到矫直的目的。在矫直截面中产生如图8-9中BCDE的塑性区。这对矫直效果是特别重要的，因为弯曲矫直不能使截面全部为塑性区，利用压扁变形来补偿。另外，对局部弯曲、管端弯曲、纵向弯曲矫直效果很差，必需是纵向弯曲和压扁的共同作用才能达到满足的矫直效果。（注：提高钢管壁厚精度可提高钢管的抗压图8-9变形原理图202天津钢管集团无缝钢管生产培训教材溃性能，矫直时，钢管压扁会在钢管中产生交变的切向应力，由于包辛格效应和残余应力的作用而使钢管强度降低。因此钢管的矫直要严格限制钢管的压扁量。）3螺旋接触带：矫直时钢管螺旋前进，钢管与矫直辊的螺旋接触带必需沿钢管全长覆盖。如图8-10，必需建立螺旋接触带与矫直辊倾角、矫直辊数量和矫直辊间距等的关系，使钢管每一断面均受到压扁产生椭圆效应，得到矫直效果。弹性范围塑性范围图8-10矫直原理图对于对向布置的六辊矫直机它除利用弯曲矫直（通过提中学间下辊高度）外，在上下两个矫直辊之间还赐予一个径向压力。假如设两端矫直辊的距离为L，则在L的范围内，包括弹性变形区和塑性变形区两部分。一般状况下，塑性变形区为L的40%，即钢管沿COD曲线弯曲。如图所示。但是CA和BD部分的钢管处于弹性变形区，所以钢管没有得到任何矫直，只有在AOB范围内，钢管由于发生塑性变形而得到矫直，而在O点的变形量最大，应当在此点（即中间辊）给钢管一个与它的原始曲率相同或稍大一点的弯曲曲率，使钢管得以矫直。依据下式计算压下量和挠度值压下量计算公式：D-SC=×100%D式中：C压扁度,一般取C=0.51%；D钢管直径；S矫直时辊缝。挠度计算公式：sL2f=EDK式中：F挠度（中间辊偏移量）；s钢管屈服强度；L矫直辊辊距；204天津钢管集团无缝钢管生产培训教材表8-4屈服强挠度（）度壁厚SS<16S16<4.5<4<5<4.5<7<6<9<8<13<11<16<14第八章钢管的冷却和精整2051)调整矫直辊闭合延时。2)削减矫直辊压下量。8.3.5.4管尾碰伤1缘由分析1)挠度值过大。2)入口上辊角度过小。3)调整中间辊打开延时。2处理方法：1)降低挠度值。如来料弯曲较大，适当增加出口辊和中间辊压下量。2)适当增加入口上辊角度。8.3.5.5管体矫痕1缘由分析：1)矫直辊角度过小或过大。2)矫直辊没有压下量。2处理方法：1)适当调整矫直辊角度（找出产生矫痕的矫直辊）。2)适当调整矫直辊压下量。8.3.5.6管体划伤。1缘由分析：1)入口、出口巷道因残存锯屑2)管端毛刺对巷道内衬板造成损伤，引起管体被划伤。2处理方法：1)对巷道内残存锯屑进行清理，对划伤的衬板进行修磨。2)刚好更换锯片，削减管端毛刺。8.3.5.7出口巷道衬板接口造成对管头的碰伤。1缘由分析：衬板接口错位，钢管在出口巷道内晃动，造成对管头的碰伤。