LD型多辊冷轧管机组成及工作原理简要说明

1、序言

多辊式冷轧管机统称LD型，按同时轧制管材的根数，可分为：①单线轧机；②多线轧机，同时可轧制两根或四根管材；③双排辊轧机。

2、LD型多辊冷轧管机工作原理

图1是多辊冷轧管机工作原理图。具有非变断面孔型的小直径轧辊以其辊径支撑在按特定曲线制作的滑道的滚动面上。当滑道以V1的速度向前运动，而轧辊中心以V2的速度向前运动。由于速度差，轧辊辊径与滑道之间便产生相对滚动，同时轧辊的孔型就沿管坯的表面向前滚动。3个(或4、5个)轧辊被装在轧棍保持架内，并均匀地分布在圆柱形厚壁套筒内，组成圆形孔型。当3个轧辊同步向前滚动时就实现了对管坯的轧制。当轧辊运动到后极限位置时，在回转送进机构的帮助下完成管坯的回转与送进。

图1

对于LD型多辊冷轧管机，回转和送进动作只在轧机机架处于后极限位置时一次完成为好。这样可以使变形区的长度不会因两次回转和送进而缩短。

多辊冷轧管机的突出特点是：由于该轧机的工作原理所决定，它有3个(或4、5个)小直径的轧辊参与变形，在轧制过程中孔型表面的速度差与二辊冷轧管机相比相对较小，可降低50%以上(根据轧辊数量的不同)，因此金属变形比较均匀，成品管的尺寸精度很高，表面粗糙度很好，得到了较广泛的应用。

滑道与轧辊轴心间的速度关系是以轧辊的轧制半径(见图2b)沿变形区锥体表面运动时没有滑动为基础。换句话说，轧辊之轧制半径与变形区锥体表面的接触点是轧制过程中轧辊沿变形区表面滚动时的瞬时速度中心。为了保正这一必要条件，设置了摇杆系统(见图2a)。C点与斜支座(即轧机机架)相连，D点与轧辊保持架(即轧辊中心线)相连。当轧机机架作往复运动时，轧辊中心O点与滑道间的速度关系如下：

△OAC∽△OBC

L A L1 V1R Z+R J

— = — = — = ———

L B L2 V2R Z

L——机架行程

L h——轧辊相对于滑道的滚动距离

L b——轧辊相对于变形锥体滚动距离

R Z

L=L b+L h L b=L———

R Z+R J

R J R Z

L h=L——— L B=L A———

R Z+R J R Z+R J

R Z+R J R Z+R J

L C=L D———L1=L2———

R Z R Z

图2

如图2b所示，轧辊之轧制半径R Z随产品规格的变化而变化,轧辊的辊径则是常数。因此每当改变产品规格时，必须改变摇杆系统中L B、L C和L1的参数，才能确保轧辊之轧制半径沿着变形锥体表面纯滚动。如果破坏了这个关系就会产生下列两种现象：

1)轧辊沿变形区锥体表面滚动时的瞬时速度中心不在Z点处，而在E点处。此时在Z点处将会出现一个+V3的速度，也就是说，当正行程时，轧辊拉着变形锥体向前窜动。反行程时，轧辊将带着变形锥体向后推。

2)轧辊与变形锥体间的瞬时速度中心位于F点处。此时在Z点处将出现一个-V3的速度。当正行程时，轧辊将变形锥体向后推。反行程时轧辊将变形锥体向前拉。

上述两种情况的出现，对于轧制很不利。在管子的内、外表面将出现明显擦伤、横向波纹，轧辊和滑道严重磨损。更严重的是，当轧制薄壁管时，两根管子的接头处将出现严重的插头，形成叠轧，使轧机的负荷急剧增加，造成芯棒与芯棒杆断裂，不得不被迫停机处理事故，造成人力、材料和能源的重大损失。

3、多辊式冷轧管机的组成

3.1多辊式冷轧机机架

多辊式冷轧管机机架是一个圆柱形的厚壁套筒，3个或更多的轧辊均匀地分布在套筒内，套筒受力均匀，其刚性好，弹性变形小，对于轧制高精度精密管材十分有利。轧辊的布置必须遵守的原则是，其中一个轧辊必须位于轧制中心线的垂直下方。

轧辊的调整分为径向调整和轴向调整。成品规格在60mm以下的轧机，采用集体调整和单个轧辊调整相结合的方法，也就是说，既可集体调整，也可单个轧辊进行径向调整。目前均采用斜楔方法。轧辊的轴向位置是自定位，即轧辊辊身的宽度与滑道凹槽间在设计时已留有足够的余量，允许轧辊左右窜动自动定心。成品管外径尺寸大于60mm(即LD-60以上轧机)不必采用集体调整的方法，只采用单个轧辊调整就可以了。因为大规格轧机的集体调整机构比较复杂，并且会使整个机架的重量增加许多，对于提高轧机的速度极为不利。

多辊式冷轧管机轧辊尺寸的确定方法是基于在轧制不同材质、不同规格的产品时的轧制压力，轧辊的强度和刚度以及轧辊的辊径与滑道工作面之间的接触应力的大小综合确定。

3.2多线轧机

近些年来，不论LD-8×2还是LD-15×2轧机，它们的结构都作了较大的改进。已不是将两个机架装在一个框架上，而是每一个机架装在单独的框架上，每一个框架均有摇杆机构驱动并相互错一个相位，它们的惯性力得到了较好的平衡，速度较快，故障率已显著降低，尤其近几年来，在冷轧管机上采用了由伺服电机驱动和控制的廻转送进机构，进一步降低了轧机的故障率并有效的提高了轧机的速度，因此使轧机的产量有了较大幅度得提高。