Φ325 mm鋼管排鋸機(jī)的新技術(shù)

解吉輝，孫麗麗，劉錄鋒，姚 赟，楊曉東

(中國重型機(jī)械研究院有限公司，陜西 西安 710032)

0 前言

近年來，我國鋼管工業(yè)飛速發(fā)展，鋼管產(chǎn)量逐年遞增，而生產(chǎn)鋼管的部分冶金設(shè)備依靠進(jìn)口，國內(nèi)處于空白狀態(tài)，例如國內(nèi)各知名鋼廠都引進(jìn)了國外鋼管排鋸機(jī)組。為了實(shí)現(xiàn)該設(shè)備的國產(chǎn)化，中國重型機(jī)械研究院有限公司(原西安重型機(jī)械研究所)研制了能將成排鋼管同時(shí)鋸切的鋼管排鋸機(jī)機(jī)組設(shè)備。

1 鋼管規(guī)格及品種

外徑/mm Φ114.3～Φ325

壁厚/mm 6～40

鋸切前長度/m 9.9～24

鋸切后長度/m 5.5～15

定尺精度/mm 0～5

主要品種有石油套管管體、石油套管接箍料、管線管、液壓支架管、高壓鍋爐管、低中壓鍋爐管、高壓氣瓶管管體、流體輸送管、結(jié)構(gòu)管等。

2 機(jī)組設(shè)備組成及工藝過程描述

Φ325 mm鋼管排鋸機(jī)組主要由機(jī)械、液壓、氣動、電氣控制等四部分組成，機(jī)組設(shè)備組成及工藝布置如圖1所示。

主要工藝流程:輸送輥道旋轉(zhuǎn)，將成排鋼管靠近鋸切主機(jī)，同時(shí)對中裝置的一對立輥沿鋼管徑向往復(fù)運(yùn)動，將鋼管推向鋸切中心線→切頭擋板翻下對成排鋼管頭部定位→各夾緊裝置的垂直夾緊、水平夾緊裝置先后動作將鋼管夾緊→鋸切主軸箱進(jìn)給伺服電機(jī)旋轉(zhuǎn)，通過滾珠絲杠帶動鋸切主軸箱和旋轉(zhuǎn)的鋸片快速向下運(yùn)行到某一位置后，再以鋸切進(jìn)給速度向下運(yùn)行開始鋸切→鋸切到位→切頭擋板抬起→活動夾緊裝置夾住料頭沿鋼管軸向向前移動距離S1停下→鋸片沿鋼管軸向向前移動小于S1的距離S2后停下，此時(shí)鋸片兩側(cè)均已完全和鋼管被切削表面脫離→鋸片向上抬起→各夾緊裝置松開→輥道低速旋轉(zhuǎn)至料頭脫離夾緊裝置臺面到達(dá)料頭料尾翻板后停止→料頭料尾翻板將料頭翻入料筐→定尺擋板翻下并運(yùn)行至定尺處停止→輸送輥道旋轉(zhuǎn)將鋼管輸送至定尺處停止→設(shè)備重復(fù)上述夾緊、鋸切過程→鋸切完成→活動夾緊裝置夾住被鋸下的鋼管沿鋼管軸向向前移動距離S1停下→設(shè)備重復(fù)上述鋸片移動、鋸片抬起、夾緊松開、輥道輸送等過程，直至將鋼管鋸剩料尾→輸送輥道旋轉(zhuǎn)將料尾推至料頭料尾翻板上，料頭料尾翻板將料尾翻入料筐，從而完成全部鋸頭、鋸尾、鋸定尺的工作。

圖1 機(jī)組設(shè)備組成及工藝布置圖Fig.1 Composition and layout drawing of gang saw equipment

3 創(chuàng)新技術(shù)

3.1 可移動氣膜減震裝置

怎樣減少鋸片在鋸切過程中的震動一直是鋸機(jī)設(shè)計(jì)的難點(diǎn)之一，傳統(tǒng)的鋸片減震裝置都是在鋸片側(cè)面一定距離處安裝固定不動的減震片，鋸片在鋸切過程中撞到減震片上后彈回，減震效果不明顯，并且減震片不能移動，而鋸片在鋸切結(jié)束后抬起前需要向前移動，離開鋼管被鋸切端面，這樣固定的減震片只能在鋸片單側(cè)安裝;另一側(cè)不安裝減震片以便鋸片前移，更加影響了減震效果。新排鋸機(jī)采用了一種氣膜減震裝置，將氣源通到鋸片兩側(cè)，形成均勻的氣膜，可以有效減少鋸片的震動，從而提高了鋸片的使用壽命，改善了鋼管被切削表面的質(zhì)量，并降低了鋸切時(shí)產(chǎn)生的噪音。另外，本裝置可在鋸切完成后自動離開鋸片，為鋸片移動騰出空間，并在下一次鋸切前鋸片回到切削位置后自動復(fù)位，滿足了鋼管排鋸機(jī)每次鋸切后鋸片需要向前移動，離開鋼管被切削表面后抬起、下次鋸切前回到切削位置后落下的工藝要求?？梢苿託饽p震裝置(圖2)具有結(jié)構(gòu)簡單緊湊、減震效果好及可實(shí)現(xiàn)自動化控制等優(yōu)點(diǎn)。

3.2 擋板鎖緊盤

圖2 可移動氣膜減震裝置結(jié)構(gòu)圖Fig.2 Structural diagram of movable gas-film damping device

排鋸機(jī)的定尺擋板和切頭擋板裝置的擋板是通過伺服電機(jī)帶動齒輪在齒條上行走來實(shí)現(xiàn)移動的，擋板和齒輪連接在一起隨齒輪一起移動但不旋轉(zhuǎn)，當(dāng)擋板移動到定位位置時(shí)齒輪停止旋轉(zhuǎn)，此時(shí)就需要一個(gè)鎖緊機(jī)構(gòu)把齒輪鎖緊在這個(gè)位置，否則若擋板被鋼管撞擊后齒輪在齒條上的位置發(fā)生改變，就會造成鋼管定位不準(zhǔn)確，從而造成鋼管定尺精度降低。新排鋸機(jī)采用了一種端面齒鎖緊盤來實(shí)現(xiàn)齒輪的鎖緊，在齒輪端面加工端面齒，在擋板上固定一個(gè)小油缸，油缸的活塞桿上連接帶有端面齒的鎖緊盤，此端面齒和齒輪上的端面齒嚙合時(shí)齒輪就不能旋轉(zhuǎn)，從而實(shí)現(xiàn)了鎖緊;端面齒脫開時(shí)齒輪又可以自由旋轉(zhuǎn)，鎖緊和松開可以通過油缸實(shí)現(xiàn)自動控制。本裝置具有結(jié)構(gòu)緊湊、鎖緊可靠、便于實(shí)現(xiàn)自動化等優(yōu)點(diǎn)。國外有些鎖緊盤是應(yīng)用摩擦片來實(shí)現(xiàn)鎖緊的，即在上述兩端面齒之間的位置安裝摩擦片，通過摩擦片之間的摩擦力來實(shí)現(xiàn)鎖緊，隨著鎖緊次數(shù)的增加，摩擦力因摩擦片的磨損而減小，鎖緊不可靠，更換摩擦片才能達(dá)到鎖緊可靠的目的，給生產(chǎn)帶來不必要的麻煩，增大了設(shè)備的維護(hù)成本。

圖3 擋板鎖緊盤結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Structural diagram of locking mechanism for dam-board

3.3 對中裝置在工藝上的應(yīng)用

來料時(shí)，鋼管在輸送輥道上無法徑向定位，經(jīng)常出現(xiàn)鋼管不在鋸片中心線位置的現(xiàn)象，為設(shè)備夾緊鋼管帶來了很大困難，為此排鋸機(jī)在鋸切主機(jī)前后各布置一套對中裝置，如圖4所示，將鋼管推到鋸片中心線的位置，避免了水平夾緊在垂直夾緊的作用下將鋼管推到鋸片中心線位置時(shí)發(fā)生鋼管偏斜的現(xiàn)象。這種工藝布置方法不僅有效的減輕了水平夾緊裝置的負(fù)擔(dān)，還大大提高了產(chǎn)品質(zhì)量。

圖4 對中裝置機(jī)構(gòu)圖Fig.4 Structure of centring device

4 結(jié)語

Φ325鋼管排鋸機(jī)組由中國重型機(jī)械研究院有限公司自主研發(fā)、設(shè)計(jì)、成套，具有完全的自主知識產(chǎn)權(quán)，技術(shù)指標(biāo)已達(dá)到國際領(lǐng)先水平。機(jī)組自2009年5月投產(chǎn)以來已平穩(wěn)運(yùn)行兩年多，使用情況良好，運(yùn)行平穩(wěn)，各項(xiàng)性能指標(biāo)均達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并取得了良好的經(jīng)濟(jì)效益和社會效益，結(jié)束了我國鋼管排鋸機(jī)組長期依賴進(jìn)口的局面，填補(bǔ)了國內(nèi)空白，具有良好的推廣前景。

［1］ 鄒家祥．軋鋼機(jī)械［M］．北京:冶金工業(yè)出版社，2000．

［2］ 王旭．1800鋸切機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算［J］．機(jī)械工程師，2007(2)．