3.1 矫直机的调整
(1)压力矫直机的调整
压力矫直机的主要调整参数有中间压模的压下量和两个支承模的间距。根据钢管规格和弯曲程度来调整两个支承模的间距。间距越大,需要的矫直力越小,但钢管端头“鹅头弯”的长度会增加。矫直时,要遵循“矫枉过正”的原则,考虑钢管的弹性恢复程度来设定压下量。
(2)辊式矫直机的调整
辊式矫直机的调整参数包括:喂入角、上下辊间距和矫直辊孔型中心与矫直中心线的偏差等。
在调整矫直辊喂入角时,要保证矫直辊与钢管的接触区长度不小于辊身长度的3/4。若喂入角太大,会导致矫直辊与钢管的接触面积减小,影响矫直精度;若喂入角太小,矫直辊的边缘有可能压伤钢管表面。喂入角一般取24°~35°。
相邻矫直辊的孔型中心高度差(矫直中心线与孔型中心的偏差),决定了钢管矫直时的弯曲变形程度和矫直力的大小。适当增加其高度差,加大矫直力,有利于提高钢管的矫直效果。
孔型中心偏离矫直中心线的差值与被矫直钢管的材质和直径以及矫直辊支座间距有关。理论偏移量δ可用以下公式计算:
式中σs——钢管的屈服强度,MPa;
K——矫直辊支座间距,mm;
E——钢管的弹性模量,MPa;
D——钢管直径,mm。
上矫直辊和下矫直辊组成矫直孔型,孔型直径(在两辊轴线相交处的孔型高度)决定了钢管的压扁程度。钢管的压扁量为钢管直径D的1%~3%。为实现顺利咬入,第一对矫直辊压下量较小,取1%D左右;中间矫直辊最大,取(2%~3%)D;最后一对矫直辊取(1%~2%)D。
3.2 钢管矫直缺陷及其预防(www.xing528.com)
钢管矫直的主要缺陷有:矫不直和矫不圆、表面压伤、残余应力太大或矫裂等。
(1)压力矫直机产生的矫直缺陷及其预防
压力矫直机的压模和支承模的圆弧半径太大或太小,容易对薄壁钢管造成压扁。如果压模和支承模两端的喇叭口形状不合理,会将钢管表面压伤。压下量太大或太小,钢管都矫不直。此外,压力太大时,会增加钢管的残余应力,可能导致钢管表面产生矫直裂纹。
通过目测钢管的弯曲情况,采用反复多次小压下的矫直方法,有利于提高矫直质量。在矫直机能力允许和不造成钢管压扁的前提下,适当减小两个支座的间距,可以减小钢管端头“鹅头弯”的长度。
(2)辊式矫直机产生的矫直缺陷及其预防
辊式矫直机同压力矫直机一样,当压扁量太小或孔型中心偏离矫直中心线的距离太小时,钢管受到的压扁应力和弯曲应力不足以达到使钢管发生压扁和弯曲塑性变形的程度,钢管会矫不直。但压扁应力和弯曲应力太大时,又会导致钢管的残余应力增大,严重时钢管会产生矫直裂纹。
在矫直大直径钢管时,应特别注意喂入角的调整,以保证矫直辊和钢管之间的接触面积。既要防止因角度太小,而致辊缘压伤钢管表面产生螺旋状压痕,又要避免因角度太大,而降低矫直质量,甚至将钢管矫成多边形。
为提高钢管矫直质量,应严格按要求调整矫直辊辊距、相邻矫直辊的孔型中心高度差和喂入角的大小。若钢管的原始弯曲度太大,最好采取多次反复矫直。为了减小矫直后钢管的残余应力,可采取保持钢管400~500℃的带温矫直。
当矫直机进、出口导筒的内表面不光滑或内径太小时,可能会擦伤钢管的外表面。导筒中心线严重偏离矫直中心线,也会造成钢管外表面擦伤、矫凹或不能正常咬入。一般情况下,导筒的内径应比钢管的外径大30~50mm,导筒中心线应与矫直中心线一致。
矫直辊的表面严重磨损导致辊面曲线出现很大偏差时,会影响钢管矫直精度。应及时更换磨损严重的矫直辊。
在钢管头部还没进入孔型时,适当增加上、下配对的两个矫直辊辊距,当钢管头部进入孔型之后,再将矫直辊辊距调整到设计值的“快开”矫直法,可避免钢管头部撞击矫直辊辊面,防止钢管头部矫凹。
据有关资料介绍,采用一凸一凹的两个矫直辊组成矫直孔型,矫直后的钢管直度可达到1/4 000,其对钢管管端也有很好的矫直效果。不过,这种矫直机目前只用于实心棒材的矫直。
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