JCO直縫焊管機(jī)組成型機(jī)下橫梁變形試驗(yàn)研究

王 敏

(太原重工股份有限公司 技術(shù)中心，山西 太原 030024)

0 引言

成型機(jī)是JCO直縫焊管機(jī)組全線的關(guān)鍵設(shè)備，其主要功能就是把鋼板軋制成直縫鋼管。為了保證鋼管成型精度，成型機(jī)上橫梁安裝有測量變形反饋裝置,但下橫梁無法安裝測量反饋裝置，從而影響了鋼管長度方向的精度。

本次試驗(yàn)研究的目的就是對成型機(jī)在實(shí)際生產(chǎn)中下橫梁的彈性變形進(jìn)行現(xiàn)場測試與分析研究，找出成型機(jī)下橫梁的彈性變形值，并準(zhǔn)確調(diào)整下橫梁的彈性變形補(bǔ)償量，從而保證鋼管長度方向的精度。

1 成型機(jī)主機(jī)設(shè)備組成

成型機(jī)主機(jī)設(shè)備主要由預(yù)應(yīng)力機(jī)架、上橫梁裝置、下橫梁裝置等組成，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖1所示。

2 成型機(jī)下橫梁變形試驗(yàn)分析研究方法

由于在軋制過程中成型機(jī)下橫梁變形很小，一般位移傳感器很難達(dá)到其測試要求。本次試驗(yàn)采用激光位移傳感器，其精度為0.01 mm,如圖2所示。下橫梁變形測點(diǎn)選3點(diǎn)，分別為下橫梁中間和兩端，3個測點(diǎn)分別安裝一個激光位移傳感器。3個位移傳感器安裝位置如圖3所示。

3 試驗(yàn)軋制鋼板規(guī)格和成品管規(guī)格

試驗(yàn)時軋制鋼板規(guī)格和成品管規(guī)格見表1。

圖1 成型機(jī)主機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖

4 現(xiàn)場試驗(yàn)結(jié)果

4.1 鋼板規(guī)格12 000×2 469×16的試驗(yàn)結(jié)果(試驗(yàn)一)

軋制規(guī)格為12 000×2 469×16的鋼板時，從軋制開始到軋制結(jié)束共記錄19次下橫梁的位移變化，如圖4所示，選取中間10次軋制時下橫梁的最大位移值見表2。中間最大位移為0.312 2 mm，最小位移為0.294 5 mm，平均為0.304 7 mm。左端最大位移為0.276 2 mm，最小位移為0.239 7 mm，平均為0.250 4 mm。右端最大位移為0.238 2 mm，最小位移為0.226 6 mm，平均為0.233 6 mm。

圖2激光位移傳感器 圖3位移傳感器安裝位置

4.2 鋼板規(guī)格8 500×3 997×27的試驗(yàn)結(jié)果(試驗(yàn)二)

軋制規(guī)格為8 500×3 997×27的鋼板時，從軋制開始到軋制結(jié)束共記錄17次下橫梁位移變化，如圖5所示，選取中間10次軋制時下橫梁的最大位移值見表3。中間最大位移為1.130 3 mm，最小位移為1.094 0 mm，平均為1.113 4 mm。左端最大位移為0.920 9 mm，最小位移為0.816 7 mm，平均為0.897 5 mm。右端最大位移為0.767 5 mm，最小位移為0.693 1 mm，平均為0.718 7 mm。

表1 軋制鋼板規(guī)格和成品管規(guī)格

圖4 實(shí)驗(yàn)一下橫梁從軋制開始到結(jié)束的位移變化曲線

表2 實(shí)驗(yàn)一10次軋制時下橫梁的最大位移 mm

圖5 實(shí)驗(yàn)二下橫梁從軋制開始到結(jié)束的位移變化曲線

4.3 鋼板規(guī)格11 500×1 879×21的試驗(yàn)結(jié)果(實(shí)驗(yàn)三)

軋制規(guī)格為11 500×1 879×21的鋼板時，從軋制開始到軋制結(jié)束共記錄16次下橫梁位移變化，如圖6所示，選取中間10次軋制時下橫梁的最大位移值見表4。中間最大位移為1.057 8 mm，最小位移為0.771 0 mm，平均為0.958 8 mm。左端最大位移為0.704 6 mm，最小位移為0.664 0 mm，平均為0.681 5 mm。右端最大位移為0.728 2 mm，最小位移為0.606 4 mm，平均為0.675 6 mm。

5 下橫梁的變形規(guī)律及位移補(bǔ)償

總結(jié)下橫梁位移的變化規(guī)律如下：相同材料的情況下，板材越厚，下橫梁位移則越大；軋制同一塊板材時，下橫梁中間位移最大，兩端較小，而且一般是左端位移大于右端位移。鋼板規(guī)格12 000×2 469×16的試驗(yàn)結(jié)果是中間位移平均值為0.304 7 mm；左端位移平均值為0.250 4 mm；右端位移平均值為0.233 6 mm。鋼板規(guī)格8 500×3 997×27的試驗(yàn)結(jié)果是中間位移平均值為1.113 4 mm；左端位移平均值為0.897 5 mm；右端位移平均值為0.718 7 mm。鋼板規(guī)格11 500×1 879×21的試驗(yàn)結(jié)果是中間位移平均值為0.958 8 mm；左端位移平均值為0.681 5 mm；右端位移平均值為0.675 6 mm。根據(jù)這些下橫梁的平均變形值及其變化規(guī)律，即時調(diào)整下橫梁的位移補(bǔ)償值后，軋出的鋼管達(dá)到了用戶的精度要求，從而提高了鋼管成品的合格率。

表3 實(shí)驗(yàn)二10次軋制時下橫梁的最大位移 mm

圖6 實(shí)驗(yàn)三下橫梁從軋制開始到結(jié)束的位移變化曲線

表4 實(shí)驗(yàn)三10次軋制時下橫梁的最大位移 mm