尾(wei)(wei)三(san)(san)角形(xing)(xing)成的(de)(de)(de)根本(ben)原(yuan)因在于(yu)三(san)(san)輥斜軋(ya)(ya)所固(gu)有(you)的(de)(de)(de)擴徑傾(qing)向(xiang)。當鋼(gang)管軋(ya)(ya)制到(dao)尾(wei)(wei)部(bu)時,由于(yu)在軋(ya)(ya)輥入口側沒(mei)有(you)足夠的(de)(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)材料,毛管的(de)(de)(de)縱(zong)向(xiang)拉應力降低,使得尾(wei)(wei)部(bu)毛管的(de)(de)(de)切向(xiang)變(bian)形(xing)(xing)的(de)(de)(de)傾(qing)向(xiang)增大,增大了的(de)(de)(de)切向(xiang)變(bian)形(xing)(xing)導致縱(zong)向(xiang)變(bian)形(xing)(xing)愈(yu)來(lai)愈(yu)少(shao)。如(ru)果(guo)軋(ya)(ya)輥和(he)芯(xin)棒之(zhi)間(jian)切向(xiang)出口速度大于(yu)后(hou)面軋(ya)(ya)輥的(de)(de)(de)咬(yao)入速度必(bi)將在軋(ya)(ya)輥之(zhi)間(jian)出現材料堵(du)塞,形(xing)(xing)成尾(wei)(wei)三(san)(san)角,引起縱(zong)向(xiang)送進的(de)(de)(de)停止(zhi)。為(wei)了解決(jue)(jue)尾(wei)(wei)三(san)(san)角問(wen)題人們(men)著重(zhong)從管尾(wei)(wei)的(de)(de)(de)預減(jian)徑預減(jian)壁開(kai)(kai)始,直到(dao)后(hou)來(lai)的(de)(de)(de)軋(ya)(ya)輥快開(kai)(kai)技術的(de)(de)(de)應用。解決(jue)(jue)尾(wei)(wei)三(san)(san)角的(de)(de)(de)工藝發(fa)展(zhan)過程經歷了以下過程。
1. NEL無(wu)尾損失
在早期,抑制尾(wei)三(san)角的(de)(de)(de)方法并不是軋輥快(kuai)開技術,軋輥快(kuai)開技術只是后期的(de)(de)(de)產(chan)物。NEL無尾(wei)損失是早期的(de)(de)(de)典型的(de)(de)(de)代表,這(zhe)(zhe)種裝置是由裝在軋機入口側的(de)(de)(de)3~4個輥子組成,他主(zhu)要(yao)是對尾(wei)部鋼管進(jin)行預減(jian)徑(jing)和(he)減(jian)壁(減(jian)徑(jing)和(he)減(jian)壁與(yu)荒(huang)管的(de)(de)(de)D/S比有關(guan))這(zhe)(zhe)樣可以(yi)消除或減(jian)少尾(wei)部擴徑(jing)引(yin)起的(de)(de)(de)動力(li),從(cong)而(er)實現(xian)抑制尾(wei)三(san)角的(de)(de)(de)目的(de)(de)(de)。
這種方式的主(zhu)要弊端是調整困(kun)難,對(dui)每一種規格(ge)都要根據經驗(yan)進行NEL輥子的壓下(xia)量(liang)調整。在工作(zuo)過程中不能考(kao)慮到(dao)軋(ya)(ya)件的軸向(xiang)運行速度,使得毛管的軸向(xiang)速度加大之后預減作(zuo)用不明顯,從而導致他的使用性差。曾對(dui)NEL進行過大量(liang)軋(ya)(ya)制試驗(yan),結果(guo)表明:
a. 軋制中(zhong)等壁厚的荒管時,若荒管外徑小于(yu)(yu)(yu)毛管外徑5mm時,NEL是(shi)可(ke)行(xing)的,荒管尾部(bu)凸起部(bu)分不(bu)必切除就可(ke)進行(xing)定減(jian)徑;NEL的適用(yong)范(fan)圍(wei)為(wei)D/S不(bu)大于(yu)(yu)(yu)21和(he)S不(bu)小于(yu)(yu)(yu)5.5mm,低于(yu)(yu)(yu)上述(shu)范(fan)圍(wei)應用(yong)“快打開”。由此看來,尾部(bu)損失減(jian)小到50mm以內是(shi)可(ke)能的;
b. 軋制薄(bo)壁管時,因NEL的軋輥是被動的,它在軋制時與主機軋制形成扭轉力矩,使從NEL軋出的壁厚過薄部分出現扭曲,造成延伸后尾部不規整,通過性差。現有NEL裝置的軋輥支撐連桿剮度較小,孔喉尺寸彈跳大,影響其作用的正常發揮。因此,NEL的使用沒有得到推廣。
2. 調整(zheng)送進角消除尾三(san)角
從(cong)三(san)輥(gun)變形機理(li)(li)進(jin)行分(fen)析以及大(da)量(liang)的(de)(de)(de)生產數據表明,減(jian)小軋(ya)輥(gun)的(de)(de)(de)送(song)進(jin)角(jiao)度(du)會(hui)明顯的(de)(de)(de)減(jian)小尾(wei)三(san)角(jiao)的(de)(de)(de)長度(du)直至不影響鋼管的(de)(de)(de)正常軋(ya)制(zhi)(zhi)。20世紀80年代的(de)(de)(de)特朗斯瓦爾軋(ya)機正是(shi)從(cong)這個角(jiao)度(du)出發,采(cai)用旋轉(zhuan)牌坊變動送(song)進(jin)角(jiao)的(de)(de)(de)方式(shi)抑制(zhi)(zhi)尾(wei)三(san)角(jiao)的(de)(de)(de)出現(xian),見圖6-47,但是(shi)隨著送(song)進(jin)角(jiao)的(de)(de)(de)減(jian)小必(bi)將(jiang)導致軋(ya)制(zhi)(zhi)效率(lv)的(de)(de)(de)降低和荒管縱向壁厚的(de)(de)(de)不均,最(zui)終的(de)(de)(de)切尾(wei)量(liang)也是(shi)居高(gao)不下。另(ling)外這種方式(shi)還(huan)要設定速(su)度(du)函數和鋼管長度(du)函數,合理(li)(li)控制(zhi)(zhi)比較困難。
3. 軋輥快開技術
20世紀90年代引進φ170mm機(ji)組之后,解決(jue)尾三角(jiao)問(wen)題的(de)(de)(de)真正(zheng)意義上的(de)(de)(de)軋輥(gun)(gun)快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)技術才在(zai)我國得(de)(de)以(yi)應用。它(ta)的(de)(de)(de)基本原理是鋼管(guan)軋制(zhi)(zhi)到尾部時軋輥(gun)(gun)提前打開(kai)(kai),喉徑放大,將鋼管(guan)的(de)(de)(de)減徑量(liang)減小,在(zai)機(ji)構(gou)(gou)上它(ta)通過一(yi)個套在(zai)軋輥(gun)(gun)平衡缸(gang)中的(de)(de)(de)柱塞(sai)式(shi)油缸(gang)來實(shi)現(xian)快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)功能。見圖6-48。柱塞(sai)式(shi)油缸(gang)與強大壓力的(de)(de)(de)平衡缸(gang)配合使用,無疑會提高該快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)機(ji)構(gou)(gou)的(de)(de)(de)反(fan)應速(su)度(du)。經過多(duo)次(ci)現(xian)場測試(shi),這種快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)方式(shi)反(fan)應靈敏,快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)時間能夠(gou)保持在(zai)0.1s之內(nei),基本能滿足軋制(zhi)(zhi)薄壁管(guan)的(de)(de)(de)速(su)度(du)要求。快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)之后的(de)(de)(de)管(guan)尾經張力減徑、矯直(zhi)工序的(de)(de)(de)軋制(zhi)(zhi),切(qie)尾量(liang)較小,能夠(gou)控制(zhi)(zhi)在(zai)100mm之內(nei),有(you)效提高了金屬的(de)(de)(de)收(shou)得(de)(de)率。由(you)于其在(zai)軋輥(gun)(gun)的(de)(de)(de)入口出(chu)口分別設(she)置快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)油缸(gang)使得(de)(de)該快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)機(ji)構(gou)(gou)在(zai)工作過程中對碾(nian)軋角(jiao)沒有(you)影(ying)響,控制(zhi)(zhi)比(bi)較簡單(dan),但是由(you)于其所(suo)在(zai)的(de)(de)(de)軋機(ji)換輥(gun)(gun)以(yi)及軋輥(gun)(gun)送(song)進角(jiao)調整(zheng)比(bi)較麻煩,最(zui)終導(dao)致新型三輥(gun)(gun)軋管(guan)機(ji)的(de)(de)(de)出(chu)現(xian),即機(ji)架(jia)在(zai)線打開(kai)(kai)換輥(gun)(gun)式(shi)三輥(gun)(gun)軋管(guan)機(ji)。隨(sui)之而來的(de)(de)(de)是快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)結構(gou)(gou)形式(shi)的(de)(de)(de)變化。它(ta)的(de)(de)(de)快(kuai)(kuai)開(kai)(kai)機(ji)構(gou)(gou)如圖6-48所(suo)示。
4. 新型的軋輥快開裝置(zhi)
新型液壓差動式軋(ya)輥(gun)快(kuai)(kuai)開(kai)技術的(de)出現(xian),在一(yi)定程(cheng)度(du)上(shang)提高了快(kuai)(kuai)開(kai)動作(zuo)的(de)實(shi)施時間(jian),補償(chang)了因快(kuai)(kuai)開(kai)之(zhi)后碾軋(ya)角增(zeng)大(da)帶來的(de)缺陷。它的(de)基本機(ji)械結構是在3個柱塞缸上(shang)實(shi)施液壓差動技術,提高缸徑的(de)動作(zuo)速度(du)以達到減少快(kuai)(kuai)開(kai)時間(jian)。目前這種機(ji)構已經在某(mou)鋼管廠的(de)Assel軋(ya)管機(ji)上(shang)得到應用,效果非常良好(hao)。