张力减径机孔型设计系统

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1、张力减径机孔型设计系统张力减径机孔型设计系统张力减径机孔型设计系统张力减径机孔型设计系统张力减径机孔型设计系统张力减径机孔型设计系统第23卷第3期2002年9月太原重型机械学院学报JOURNALOFTAIYUANHEAVYMACHINERYINSTITUrEVo1.23№3Sep.2002文章编号:1000—159X(2002)03—0245—06张力减径机孔型设计系统孙斌煜,张芳萍,薛忠明,李国祯,杜晓钟(太原重型机械学院,太原030024)摘要:主要研究开发了钢管张力减径机减I过程的传统孔型,圆孔型,椭圆孔型的设计系统

2、,研究了有关孔型设计过程的优化问题,成功地为钢管生产厂家提供一套张力减径机孔型自勃设计系统,有效地提高了工作效率和设计的可靠性.关键词::钢管;张力减径机;孔型设计中图分类号:TG331文献标识码:A+一+一+一+一+一+一+一+一+一+一+一+一+一+一+张力减径过程是钢管空心不带芯棒的减径和减壁连续轧制成形生产过程,是钢管生产中继连轧管机组(带芯棒连轧)后的高效生产中最关键的轧管机组之一.通常,张力减径机要求有较大的减径量和减壁量,以实现用大管径荒管生产小口径钢管和多规格,多品种的目的,因而工作机架数日之多,堪称轧钢设

3、备之最,一般多达9～28架.而要在张力减径机上实现钢管的多规格生产,一个很重要的问题,就是必须按产品大纲的要求事先制订出一份科学的,合理的张力减径机生产汁划编制表,轧制工艺编制表(包括变形鼍分配,张力分配,速度规范等)及孔型设计系列表,全面确定每一个规格的最佳生产方案,从而才有可能组织张减生产.目前,我国无缝钢管生产厂家对于张力减径机孔型仍然停留在人工设计阶段,效率低下,可靠性差.尤其在市场经济中,不同用户对钢管的品种和规格要求不同,一个规格的钢管就需要一套孔型系统,现的设汁方法已经无法满足市场频繁变换规格,频繁增加规格的

4、要求.急需有一套关于张力减径机孔型设计系统的出现,以满足现代生产快节奏的需要.现代张力减径机的机架结构一般采用三辊形式(图1),它具有明显的优点.轧辊受力小,每机架图1三辊张力减径机Fig.1Thetensionreducingmillwiththreerolls的变形量大;孔型各点速度差减小,管子的横向壁厚不均减小;机架结构简单,换辊装卸方便,强度易保证;轧制间距小,切头损失少;轧机结构简化,改善了钢管表面质量;钢管的曳人性能好,可在较短的咬人长度上建立起足够的张力.收稿日期:2001—12—29基金项目:国家”九五”重

5、点攻关项目(95—528—02—02—02);山西省自然科学基金项目(20001053)作者简介:孙斌煜(1954一).男.教授.主要研究方向为多机架金属连续成形理论及板带铸轧理论及技术研究.246太原重型机械学院学报2002年1减径率的分配各机架减径率的分配是有一定规则的,其分配的适当与否对钢管质量有很大影响.单机架减径量取得过大,将影响到管子轧制时的稳定性(振动,扭曲),孔型的充满性(过充满或欠充满),同时也容易产生内多边形;单机架减径率过小,则所需机架数增多,合适的减径量既可保证成品管的种类与质量,又可保证孔型的利用

6、率与轧机的效率.在某一孔型系列中,从第1架开始到最终第n架成品机架为止,各架的单机架减径率P并不是相等的,通常采取的做法是将整个机架划分为l_一个区来分配各架的减径率,如图2张减曲线所示.是:L架数图2张力减径翠分配曲线.2Thedistributioncurveoftensionreducingrate①区:称为咬人区或张力形成区.该区所含的机架数根据P值的大小而定,一般为3—5架,各架的减径率从第1架起逐渐增大到最大减径率P…,日的是使荒管易于咬入并逐步建立起张力,同时也有利于减少钢管端增厚及钢管的横向壁厚不均②区:称

7、为中间区或张力轧制区.该区所含的机架数比较多,随着轧制温度的降低及轧制速度的提高,为保证轧制功率平衡,各架的减径率逐步缓慢减少,钢管在该区中得到强化轧制,钢管的减径变形绝大部分在该区完成.③区:称为成品区或定径形成区.该区所含的机架数同样视P…值的大小而为3—5架,该区各架的减径率逐步由P…减小到0,目的是对钢管逐步定径,以保证成品钢管的尺寸公差及表面质量由此可知.张减机的总对数减径量由三部分组成:y∑y:+yfI+y,(1)其中y=——张力升起机架总对数减径率;y.——工作机架总对数减径率;y,——张力降落机架总对数减径

8、率.各工作机架的减径率按下式计算:y=y+—三当d>d(2)y一咯,(3)其中d=,//d×d假想平均直径d——第一个1二作机架钢管人口直径;——最后一个工作机架钢管出El直径;——系数,K=0.007.2机架数的确定张力升起机架数根据P…的大小而定,一般为3～5架,P…值大,则机架数就多,根据宝