精密轧管机的工具包括轧辊、导盘和芯棒。工具设计遵循的基本原则是:提高轧管机产量和产品质量,降低金属消耗和工具消耗,保证轧制负荷正常和轧制过程稳定。
4.1 轧辊
为保证轧辊具有足够高的强度、良好的孔型封闭性和均壁效果,兼顾到设备结构尺寸和降低轧制负荷,轧辊直径和轧辊长度依据所轧制的毛管直径而定。轧辊形状见图4-9。
(1)轧辊直径
轧辊直径D g:
D g=2.0D mmax+(300~400)
式中D mmax——在机组上轧制的最大毛管直径,mm。
(2)轧辊长度
轧辊长度和各段长度:
L g=L1+L2+L3+L4+(100~200)
L3=(2.0~4.0)S
L4=(1.5~3.0)S
式中L g——轧辊长度,mm;
L1——压扁减径段长度,mm;
L2——减径减壁段长度,mm;
L3——均壁段长度,mm;
L4——转圆段长度,mm;
S——螺距。
为简便计算,轧辊长度可按以下经验公式确定:
L g=(0.7~0.9)D g
L1+L2≤L3+L4
(3)轧辊辊面角
轧辊压扁减径段辊面角α1为β+(2°~5°),减径减壁段辊面角α2为β+(3°~8°),均壁段辊面角α3为β+(1.0°~1.5°),转圆段辊面角α4为β-(0.5°~3.0°)。
(4)轧辊材质
轧辊多采用经过锻、铸的中碳钢(45~55钢)或中碳低合金钢(45Mn~55Mn、45CrMo~55CrMo)制作,并需要进行热处理。
4.2 导盘设计
导盘是一个等宽度的圆盘,根据轧辊直径确定其直径的大小。导盘的宽度主要考虑压缩带处两个轧辊的最小距离和导盘边缘与轧辊的间隙。导盘圆弧形状要求对孔型实施有效封闭,并能保证毛管(荒管)的自由旋转。导盘形状如第三章图3-6所示。
(1)导盘直径D b:
D b=(1.8~2.5)D g
式中D g——轧辊直径,mm。(www.xing528.com)
(2)导盘宽度B:
B=(0.8~1.0)D m
式中D m——毛管直径,mm。
(3)导盘圆弧半径
导盘低边圆弧半径R2和高边圆弧半径R1:
R2=(0.65~0.85)D m
R1=(0.55~0.75)D m
(4)导盘边部圆角r
若导盘高边的圆角r太大,则金属容易进入辊缝,会引起削钢和轧制过程剧烈振动;若圆角r太小,导盘边缘太过尖锐,则容易崩裂缺边,啃伤荒管外表面。导盘高边圆角r取3~6mm;导盘低边圆角可以比高边圆角略大一些,取5~10mm。
(5)导盘边部倒角
导盘边部倒角的大小与孔型的封闭效果关系密切。为提高孔型的封闭性,导盘高边倒角一般取6°~10°,低边倒角取4°~6°。
(6)导盘材质
导盘材质可选用合金铸钢或合金半冷硬铸铁,亦可将导盘的工作轧槽和支持圆盘用两种材料做成复合型导盘,或用具有红硬性高、耐磨性好的材料堆焊轧槽工作面。
4.3 芯棒
(1)芯棒长度的计算
①固定芯棒操作时的芯棒长度L x:
L x=L m+L g+ΔL x
②浮动芯棒操作时的芯棒长度L x:
L x=L0+ΔL x
③限动芯棒操作时的芯棒长度L x与轧辊长度、轧制速度、限动速度、荒管长度等有关。可由下式计算:
L x=L x1+L g+ΔL x
L x1=(V x/V)L0
式中L m——毛管长度,mm;
L g——轧辊长度,mm;
ΔL x——芯棒裕量,mm;
V x/V——芯棒速度与轧制速度之比,计算时取最大值;
L0——荒管最大长度,mm。
(2)芯棒材质
精密轧管机的芯棒用42CrMo、H11等合金锻钢制作。
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