【正文】 要用于高合金鋼和難穿孔的金屬。實(shí)際生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)用轉(zhuǎn)爐鋼生產(chǎn)的管坯主要是外表面質(zhì)量存在問(wèn)題 。轉(zhuǎn)爐鋼的穿孔性能是良好的，穿孔溫度一般在 1175℃～ 1275℃范圍內(nèi)，為了避免形成孔腔，相對(duì)壓縮量不超過(guò) 10～ 11%。外折疊缺陷濃度一般不超過(guò) 。 用連鑄坯生產(chǎn)無(wú)縫鋼管，近年來(lái)發(fā)展很快，采用連鑄坯不但軋坯成本低，而且質(zhì)量好。 管子內(nèi)外表面折疊缺陷的生成和定型及澆注也有著密切的聯(lián)系。另外有資料指出，采用連鑄法可以減少有害的氧化物、非金屬夾雜物并減少化學(xué)成分的偏析。生產(chǎn)中發(fā)現(xiàn)用連鑄坯軋成的管坯也主要是外表面質(zhì)量問(wèn)題，管坯表面上的缺陷主要是發(fā)裂、裂紋、非金屬夾雜物和夾砂。經(jīng)分析 有缺陷的地方多是非金屬夾雜物聚集造成的，主要有氧化物和硫化物夾雜。 用連鑄坯軋成的鋼管，管子強(qiáng)度和塑性性能都可以達(dá)到要求，其他工藝試驗(yàn)如擴(kuò)口、壓扁、卷邊都能獲得滿(mǎn)意、習(xí)慣了的結(jié)果。 綜上所述可以得到，要提高連鑄坯的表面質(zhì)量應(yīng)從三個(gè)方面著手解決，即合適的錠形（形狀）、澆注因素、鋼管車(chē)間中管坯檢查和維修因素以及穿孔方式因素等。 內(nèi)部組織缺陷主要有縮孔和中心疏松、非金屬夾雜物聚集和起泡或皮下氣泡。 冶煉鑄錠因素帶來(lái)的缺陷通過(guò)軋制并不能完全消除，而且軋制過(guò)程中還會(huì)帶來(lái)新的缺陷，而要完全避免產(chǎn)生缺陷是不可能。 現(xiàn)代熱軋鋼管車(chē)間多采用無(wú)損探傷檢查（多用超聲自動(dòng)探傷儀）來(lái)代替人工檢查，不但顯著的提高了工作效率，改善了老動(dòng)條件而且提高了檢查質(zhì)量。近年來(lái)無(wú)心剝皮機(jī)床得到廣泛的發(fā)展。 在壞料準(zhǔn)備中除了檢查和修磨設(shè)備外，還有長(zhǎng)度分類(lèi)設(shè)備，以及制造某些鋼管所必需的一些特殊設(shè)備，如熱處理設(shè)備和化學(xué)處理設(shè)備。管坯表面質(zhì)量要求是：表面不得有嚴(yán)重的折疊、裂紋、疤、夾雜等缺陷；對(duì)要經(jīng)剝皮的管坯而言允許有深度不大于 2毫米的缺陷存在。由于鋼管壁厚變化范圍大，從而要求坯料長(zhǎng)度是各式各樣的。 要把長(zhǎng)的坯料都切成相當(dāng)于最大成品管長(zhǎng)的管坯長(zhǎng)度是不可能的，這樣會(huì)產(chǎn)生大量短頭，因此管坯長(zhǎng)度應(yīng)有一定范圍，即在 L maxz 和 L minz 之間波動(dòng)，最長(zhǎng)的管坯長(zhǎng)度不應(yīng)超過(guò)機(jī)組設(shè)備允許的范圍，穿制（斜軋）高合金鋼管坯時(shí)管坯長(zhǎng)度大小還決定于穿孔機(jī)頂頭的壽命。 管坯截方法有剪斷、折斷、鋸斷、火焰切割以及陽(yáng)極切割等。大于Φ 180mm 的坯料多用折斷，再大直徑的管坯（Φ 280mm 以上）多用乙炔火焰切割。 為了穿孔時(shí)使用頂頭鼻部對(duì)準(zhǔn)管坯軸線而在管坯的前段做一個(gè)不深的圓孔，稱(chēng)為定心。這在穿厚壁毛管時(shí)更為重要。 定心有兩種，即熱定心和冷定心?，F(xiàn)在在穿孔前工藝線上廣泛設(shè)置熱定心機(jī)。 冷定心是 專(zhuān)門(mén)在機(jī)床上鉆孔。冷定心時(shí)，如果鉆孔形狀不當(dāng)，很容易產(chǎn)生定心內(nèi)折缺陷，應(yīng)用特殊形狀的鉆頭，防止孔中出現(xiàn)突變的棱角。對(duì)于高合金鋼來(lái)說(shuō)改善二次咬入條件是主要的，故定心孔要深一些。小直徑的坯料也可以不進(jìn)行定心，特別是對(duì)于軋制薄壁管的情況。鋼管加熱常用步進(jìn)爐、快速加熱爐、環(huán)形爐（短料）以及感應(yīng)加熱爐。 荒管加熱和毛管在加熱常用快速加熱爐，步進(jìn)爐主要用于中間在加熱，最高溫度一般在 1000℃，鋼管生產(chǎn)中感應(yīng)加熱爐用來(lái)加熱實(shí)心的圓鋼管和減徑前鋼管在加熱。 加熱制度是指出爐溫度、加熱速度和對(duì)加熱質(zhì)量的要求。對(duì)過(guò)熱敏感性大、且在穿孔過(guò)程中有較高溫升（用鉬基頂頭溫升更大）的合金鋼（特別是高合金鋼），它們的出爐溫度不能簡(jiǎn)單的由相圖確定，而多由熱扭轉(zhuǎn)實(shí)驗(yàn)和小穿孔實(shí)驗(yàn)確定。 加熱溫度 基于不銹鋼的導(dǎo)熱性和塑性隨溫度變化的特點(diǎn)，不銹鋼管坯最好采用三段式加熱。慢速加熱的加熱時(shí)間要充分，預(yù)熱溫度達(dá)到 850℃以上； 3 段為加熱段。 4段為均熱段。 加熱操作 不銹鋼管坯對(duì)加熱的質(zhì)量較高，表面光潔，嚴(yán)防增碳和加熱不均勻等。加熱時(shí)要嚴(yán)防火焰直接噴射管坯。 三、管坯 穿孔 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 23 穿孔工序是生產(chǎn)不銹鋼管特別是在一般二輥穿孔機(jī)上生產(chǎn)時(shí)的關(guān)鍵工序，因?yàn)椴讳P鋼管很多缺陷是在穿孔過(guò)程中造成的。近年來(lái)三輥式斜孔穿孔機(jī)和帶導(dǎo)盤(pán)的二輥斜軋穿孔機(jī)受到廣泛重視，各發(fā)達(dá)國(guó)家都相繼制造了這種軋機(jī)。 近年來(lái)為了強(qiáng)化二輥斜軋穿孔機(jī)的能力和改善毛管質(zhì)量，研究了各項(xiàng)新技術(shù)，主要有大傾角穿孔，加后推力、端部出料、主動(dòng)旋轉(zhuǎn)頂頭、頂頭頂桿循環(huán)使用等。 三輥穿孔機(jī)的特點(diǎn)： 1）由于三個(gè)軋輥呈等邊三角形布置，因而在變形中管坯橫斷面上橢圓度??； 2）由于三個(gè)軋輥都要驅(qū)動(dòng)的，同時(shí)僅存在頂頭的軸向阻力，因而 運(yùn)動(dòng)學(xué)條件一般對(duì)二輥穿孔機(jī)有利，但頂頭軸向阻力較二輥大。同時(shí)對(duì)管坯的質(zhì)量要求有所降低，可用連鑄管坯。這是三輥穿孔最突出的優(yōu)點(diǎn)。缺點(diǎn)是穿制薄壁毛管較困難。因此，不銹鋼管的軋制都采取高溫快軋，并在有足夠塑形和較小變形抗力的溫度（大約 1050℃）下完成。軋畢打開(kāi)冷卻水快速冷卻軋輥，但應(yīng)防止正沖軋槽。均整時(shí)關(guān)小冷卻水，保證溫度。擴(kuò)徑量大容易卡鋼和不咬入。不銹鋼管定徑時(shí)要注意防止軋輥粘金屬，否則很容易在管子 表面上造成壓痕。在軋機(jī)上需軋制更薄的管子有困難。 七、無(wú)縫鋼管的均整 淬水（固溶處理） 定徑后的熱管直接入再加熱爐加熱到 1050℃，然后淬水。不銹鋼管需要固溶處理，這是不銹鋼管精整特點(diǎn)之一。由于不銹鋼強(qiáng)度高、硬化嚴(yán)重，矯直力很大，這是矯直時(shí)應(yīng)注 意的。由于不想干的強(qiáng)度大，切削時(shí)的能量消耗打，比切削同體積軟鋼要多耗 50%左右的能量。為了易于發(fā)現(xiàn)和檢查表面缺陷 ,鋼管經(jīng)過(guò)酸洗處理，酸洗后進(jìn)行光澤處理，使表面光澤提高鋼管的耐蝕性。修磨主要是為了去除表面微小缺陷，同時(shí)經(jīng)過(guò)拋光可以提高鋼管抗蝕性。因此，均整過(guò)程的變形是較小的。根據(jù)無(wú)縫鋼管的不同規(guī)格先由均整機(jī)止推機(jī)構(gòu)的頂桿調(diào)整機(jī)構(gòu)調(diào)整支撐架，從而調(diào)整頂桿小車(chē)在實(shí)際生產(chǎn)中的位置，即由電機(jī)經(jīng)減速器、小鏈輪帶動(dòng)大鏈輪轉(zhuǎn)動(dòng)，并通過(guò)大鏈輪上的螺紋嚙合帶動(dòng)螺桿前后移動(dòng)且調(diào)整到適當(dāng)?shù)奈恢?。?dāng)小 車(chē)進(jìn)入止推機(jī)構(gòu)后再由氣缸推動(dòng)杠桿將擋鐵放下，并由擋鐵將小車(chē)固定。頂桿小車(chē)在進(jìn)、出止推機(jī)構(gòu)的過(guò)程中，擋鐵必須旋轉(zhuǎn)一定角度，從而升起一定的高度，避免與頂桿小車(chē)發(fā)生碰撞，而影響均整機(jī)中止推機(jī)構(gòu)的正常工作。 第一種方案：使用液壓缸作為傳動(dòng)方式，其優(yōu)點(diǎn)有：體積小、重量輕、慣性小、 反應(yīng)快、使用壽命長(zhǎng)。在液壓缸的換向頻率中，實(shí)現(xiàn)往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)可達(dá)每分鐘 1000 次，液壓缸可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速在傳動(dòng)過(guò)程中進(jìn)行調(diào)速。液壓缸能實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù)。液壓元件的制造精度高故成本也高。液壓油的成本比較高。液壓傳動(dòng)出現(xiàn)故障時(shí)不易找出原因。氣缸所選用的工作介質(zhì)，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 26 即帶有一定壓力的空氣，比較容易滿(mǎn)足要求。選用一個(gè)但作用氣缸即可完成傳動(dòng)要求。因此選用第二種方案汽缸控制。 V桿 =240mm/min 由公式 P1000FV? 得： P大鏈輪 1000FV? KW4..28 6010002407106? ??? 即： P大鏈輪 = 二、 傳動(dòng)裝置的總效率 傳動(dòng)裝置的總效率 總? 23????????鏈齒軸承聯(lián)鏈齒軸承聯(lián)總；；；得：由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查????????? 得： 23 ?????總? 即： ?總? 三、 電動(dòng)機(jī)的功率 P ??? ?大鏈輪PP 即 : P ? KW 因此，應(yīng)選用用于驅(qū)動(dòng)各種型式的起重機(jī)和冶金設(shè)備中的輔助機(jī)械的專(zhuān)用電機(jī)，由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查得可選 YZR 系列三相異步電動(dòng)機(jī)： 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 28 型號(hào)： YZR250M— 6— S2；額定功率： P=42KW ；轉(zhuǎn)速η =796 r/min 由于 PP?額 ，滿(mǎn)足要求。 三、各種轉(zhuǎn)速分配 Ⅰ軸： n =796r/minⅠ Ⅱ軸： 1n = =332r/m inniⅠⅡ Ⅲ軸： n =n =180r /m inⅢ 小 鏈 輪 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 29 一、軸的受力分析 支撐擋鐵的軸主要受固定其上的擋鐵對(duì)軸產(chǎn)生的徑向剪切力。 擋鐵一般靠軸肩定位，另一端要與套筒有 1mm 的間隙，又根據(jù)軸的安裝配合可初步確定各軸徑和長(zhǎng)度。剪切強(qiáng)度按公示： τ =δ /A 式中：δ — 剪切應(yīng)力； A— 剪切面積 根據(jù)初步確定的軸徑 D=250mm 和擋鐵截面尺寸 L=420mm 剪切面積 A=π DL 6= 25 0 42 0 10??? 2= 得： 2A= τ =δ /A 5=251 10 /? 76MPa? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 30 得：τ =76MPa 因 為 1 105 MPa?τ τ ，所以軸的剪切強(qiáng)度滿(mǎn)足要求。 假設(shè)鏈速 V = ~3 m/s 由《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》查表選小鏈輪齒數(shù) 1 17Z? 鏈傳動(dòng)比： 12ni n? 18030? 6? 得： i = 6 大齒輪齒數(shù) 21Z iZ? 6 17?? 102? 得： 2 102Z ? 因?yàn)? 2 120Z ? ，所以符合要求。 六、確定中心距 因 1 12171 4 5 1 7 1 . 5 0 6102p ZLZZ? ? ? ? ? ? 查表得： 2 ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 32 則： 2 2 12(pa f P L Z Z??? ? ???） ? ?= 0. 23 7 50 .8 2 14 5 10 2 17? ? ? ? ????? = 得： a= 七、軸上力的計(jì)算 F= 231000 ?? 14280N? 得： 14280FN? ? ? ~ ? 14280?? 17136N? 得： 17136QFN? 八、根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況選擇 人工定期潤(rùn)滑方式，所以選擇的滾子鏈型號(hào)為： 32A1 145 GB/12431983 鏈輪齒數(shù) 1 17Z? ?？傻脷飧仔谐? S 為： .39180RS ?? 490 39180 ?? ? ? 取 S=307mm 所以可選取氣缸 10A2S D 200 B 307 其中，缸徑： D=200mm 行程 ： S=307mm UM=318mm 活塞桿直徑： d=40mm 一、軸套的分析 根據(jù)軸與軸孔的幾何尺寸可確定軸套內(nèi)外徑尺寸分別為： r=250mm 。因軸套與軸孔不準(zhǔn)有相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，所以軸套與軸孔要有一定餓過(guò)盈配合。 二、材料的選擇 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 34 軸套與軸的配合，軸在軸套中轉(zhuǎn)動(dòng)，且軸套受到軸的壓力，因此，軸套的材料要選擇耐磨，有一定抗壓強(qiáng)度的材料。 其力學(xué)性能為： 475b MPa? ? 200MPa? ? 三、強(qiáng)度校核 軸套只受到軸作用于其上的壓力 作用力，所以只對(duì)軸套的受壓強(qiáng)度即可。 鍵的選擇和校核 一、鍵的選擇 此鍵用于連接擋鐵與軸，使擋鐵與軸無(wú)相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)。 靜連接是根據(jù)校核公式 dlk/2p T?? 其中， T— 轉(zhuǎn)矩； d— 軸的直徑； l— 鍵的接觸長(zhǎng)度； k— 鍵與輪轂接觸高度 查表得： [ p? ]=200MPa 《機(jī)械手冊(cè)》 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)（畢業(yè)論文） 36 a5p16360/50tg102512d l k/2MPT????????? ][ pp ?? ? 所以此鍵負(fù)荷強(qiáng)度要求。 支撐架的 簡(jiǎn)圖 如圖 所示： 圖 支撐架的簡(jiǎn)圖 二、支撐架尺寸的確定 支撐架的各部位尺寸直接與頂桿止推小車(chē)的車(chē)體外形和安裝于其上零部件的吃醋有關(guān)。 根據(jù)擋鐵軸和擋鐵卡位頂桿小車(chē)的相對(duì)位置，支撐架上的軸孔軸線與支撐架銷(xiāo)軸 的軸心距離為 1650mm。 聯(lián)接調(diào)整機(jī)構(gòu)與支撐架的銷(xiāo)軸軸線位于與擋鐵軸 440 350mm。 三、 支撐架材料的選擇 支撐架主要用來(lái)承載的重量和安裝于其上各零部件的重量，還有擋鐵軸作用于支撐架上的推力。 查《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 性能參數(shù)如下： a500 a270bs MPMP???? 其中 s? — 屈服極限； s? — 強(qiáng)度極限 三、 支撐架的校核 支撐架與銷(xiāo)軸的接觸面積最小，有最大擠壓應(yīng)力 根據(jù)公式 ?? P/A 校核 受力面積 A? ? r 一、銷(xiāo)軸的設(shè)計(jì) 在支撐架中銷(xiāo)軸的作用 是連接