周期轧管机的特点及精轧孔型变化分析

1.1　周期轧管机的结构特点

周期轧管机属于单机架二辊纵轧管机，由机架、传动机构、喂料器和芯棒系统组成。轧辊安装在机架内的滑动轴承上。传动机构装有一个大飞轮，起到蓄能的作用。喂料器置于轧管机的入口滑台上，当轧辊转到空轧段时，喂料器准确地把一段长度为一个喂入量的毛管送进孔型中轧制。与其他纵轧管机不同，周期轧管机的轧辊旋转方向与毛管的送进方向相反。

1.2　周期轧管机的孔型特点

周期轧管机的孔型由若干个不同圆心、不同半径的圆弧组成，变截面的轧槽分成两个区段——空轧段（非工作段）和工作段（或称锤头区）。将轧辊周长按空轧、锻轧、精轧、脱管等功能进行合理分配，习惯上用轧辊圆心角的大小来反映各段所占的长度。在孔型侧壁处，用直线和槽底圆弧连接，且两线在连接处相切。孔型侧壁开口角从锻轧段到精轧段逐渐减小。周期轧管机孔型形状如图4-16所示。

图4-16　周期轧管机孔型形状示意图

（a）孔型横截面（b）孔型纵截面

1.3　周期轧管机的变形特点

周期轧管机是所有轧管机中减径量和减壁量最大的轧管机，延伸系数可达10～20。其轧制过程可分为毛管的送进和翻转、锻轧、精轧、脱离4个阶段，如图4-17所示，对应孔型的空轧段、锻轧段、精轧段和终轧段的终了位置分别为A、B、C、D各点（图4-16a）。

（1）送进和翻转(www.xing528.com)

当轧辊旋转到空轧段时，由于空轧段的孔型尺寸比毛管直径大，喂料器把穿有芯棒的一段毛管送进轧槽，在送进过程中将毛管翻转90°，如图4-17（a）所示。喂入量的大小视毛管和成品管的尺寸及轧制负荷而定。

（2）锻轧

长度为喂入量m的一段毛管在送进空轧段轧槽之后，轧辊随即旋转到锻轧段。锻轧段的孔型尺寸是由大逐渐变小的，随着孔型半径的不断减小，在轧辊锤头和芯棒的作用下，首先是毛管的外径受到压缩，直径减小，直到毛管内壁与芯棒之间的间隙消除；接着，毛管的外径和壁厚同时受到辗轧，即减径、减壁，得到符合要求的荒管基础壁厚。毛管的变形量主要在锻轧段完成，如图4-17（b）所示。锻轧段的长度占整个轧槽长度的1/6～1/4。

图4-17　周期轧管机轧制过程示意图

（3）精轧

精轧段的孔型直径是不变的，且孔型侧壁开口角比锻轧段要小一些。当轧辊转到精轧段时，荒管的壁厚在精轧段得到均壁辗轧，如图4-17（c）所示。为了提高荒管的壁厚精度和表面质量，精轧段的长度占整个轧槽长度的1/4～1/3。

（4）脱离

轧辊转到终轧段之后，由于孔型半径放大了1～2mm，荒管逐步脱离轧槽，并过渡到空轧段，如图4-17（d）所示。

上述四个阶段组成一个轧制周期。在轧制过程中，反向旋转的轧辊辗压着毛管向喂入相反的方向后退，将毛管和芯棒推向轧机入口，喂入孔型中的金属从轧机出口中轧出。当轧辊转动到空轧段，毛管脱离轧辊之后，喂料器再向空轧段轧槽送进一段毛管。一支毛管需要经过上述若干个轧制周期才能轧完。