周期式轧管机的工作原理及轧制变形过程

周期式轧管机的工作原理及轧制变形过程

一、工作原理

周期式轧管机的工作过程是一个特殊的纵轧过程，它是利用变直径、变宽度的轧槽，配合稍有锥度的长芯棒，一般大头和小头直径差1〜2mm，对毛管进行辗轧加工。图1是其工作过程示意图。

图1周期式轧管机工作过程示意图

当轧辊处于轧槽的工作阶段时，孔型高度比毛管直径大 1.0〜2.0mm,此时送料机将毛管送进一段（图1-a）。送进过程结束后轧辊刚好转到轧槽孔型尺寸较小的工作段，此时轧件被咬人（图1-b）。轧辊继续转动，由于其直径逐渐增大，孔型高度相应减小，毛管被压缩产生减径和减壁变形（图1-c）。在轧制过程中，随着轧辊的转动，毛管往送进相反的方向退出，直到轧辊再次转到非工作段与毛管脱离接触时为止。第一个工作循环结束后，喂料机除了将上一工作循环中得到延伸的那部分钢管送回外，还要把一段未经加工过的毛管送进，送进量m=20～40mm，在送进的同时将毛管翻转约90°，然后重复上述的工作循环。周期式轧管机就是这样一段段地直至将整根毛管轧完为止。它的变形量大，总延伸系数可达10〜12,最大可达16。

二、周期式轧管的变形过程

轧辊的工作段承担主要变形任务，它由三部分组成。

(1)压缩段α=60°～90°,这一段从开始咬入毛管到压缩延伸至轧

后尺寸，它负担着主要变形任务。

(2)压光段α=90°〜110°，这一段主要任务是对前几个工作循环中被压缩轧过的毛管进一步辗轧压光，消除波棱和楠圆度，使其达到成品的要求。

(3)出口段αc=10°〜20°，这一段不承担变形任务，只起保证顺利地使钢管脱离轧辊的作用。

工作段占轧辊断面的总包角为200°～210°，非工作段所占的轧辊断面的总包角保持在150°～160°范围内。

图2 周期式轧管机的变形过程

压缩段的工作过程如图2所示。在压缩段开始进入工作状态之前(图2-a)，轧槽表面几乎处于与毛管表面相平行的位置。轧辊继续转动到C点与毛管接触开始咬入(图2-b)。与之相对应的轧辊半径R c称之为咬人半径。称R0为压缩开始半径，当R0转到上、下辊中心连线处，即垂直位置时，轧辊便对毛管施加类似锤击式的冲击压缩(图2-c)。随着轧辊的继续转动，由

于轧辊直径的逐渐增加而将毛管辗薄(图2-d)。在变形过程中，轧辊一方面把处于其下的毛管压缩变形，另一方面也将一部分未变形的金属挤向相反方向（图3)。当轧辊最大直径部分转过垂直部位后，全部压缩过程即工作循环也随之结束。

图3 周期式轧管机压缩过程中轧件的变形

三、周期式轧管机常见的产品缺陷及其产生缺陷的原因

周期式轧管机常见的产品缺陷有壁厚不均、内折、外折、内外结疤、内麻坑、竹节等。

壁厚不均是周期式轧管机经常产生的缺陷，主要产生原因有：来料的壁厚不均；孔型错位；上下辊不平行；上下辊辊径差大，使其锻轧起点不一致；芯棒前后直径差大，造成钢管纵向壁厚不均等。

外折产生的原因是：孔型设计不合理，锻轧段孔型开口角小，金属变形过充满，在孔型的辊缝中造成的尖锐耳子，下次轧制时耳子被轧成外折；孔型错位；辊缝太大；喂人量过大；轧辊磨损严重等都可能产生外折缺陷。

内折产生的原因是：钢质内折，穿孔毛管已有内折。