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1、4..第16卷第期湘潭大学自然科学学报Vol16No41994年12月NaturalSeieneeJournalofXiangtanUniversityDee.1994车L槽管机头的设计令文美纯,,【摘要】为了满足节能技术的需要本文根据滚压加工原理设计了一种滚轧机头该机头能在普通车床上轧制出螺纹榴管和横纹槽管.主恤词滚压加工..螺纹槽管横纹槽管分类号TH1220引言列管,、,,式换热器广泛应用在动力石油化工等企业中对其进行技术改造利用提高其.,,,传热效率来达到节约能源已提到重要的位置在列管式换热器中采用增大换热表面提高单位体积的传热面积,是一种强化传热的有效
2、途径.前人在广泛研,究的基础上证实l//{将光滑管加工成螺曰_、纹槽管或横纹槽管_“-,「(图1)不仅强化卜川I/U二么司了管内外的对流传,热过程而且其机a)螺纹槽管b)横纹槽管,械强度抗热应力图l螺纹槽管和横纹槽管与抗污垢性能都比.因此,,、石油、光滑管好近年来螺纹槽管和横纹槽管已应用于动力化工以及低品位余热,.,回收等换热设备上,目前如何为中有明显的节能效果但是小型化工设备生产厂找到一,种既方便又经济的轧制螺纹槽管或横纹槽管的加工方法已成为推广使用这类管型换热器的关键问题.为解决这一伺题,作者根据滚压加工原理设计了一种简便的轧槽管机头,,,将机头安装在车床
3、的横刀架上与车床上加工螺纹的传动机构配合可滚压加工出无缝钢管等换热器用单头螺纹槽管或横纹槽管.1加工工艺的探讨,,,滚压加工是在车床或类似的机床上利用带滚轮的滚压工具以一定的压力在工件,,、表面作相对滚压使金属表面产生塑性变形在工件上加工出圆柱形锥形凹槽以及其它.,形状的外表面,根据实验分析滚轧刀对管材进行滚压时管材上受力点的金属将产生流.:,,作者单位湘潭大学机械电气土程系湘潭411105:收稿日期1994一07一06106湘潭大学自然科学学报1994年.(图2)3~,动当滚压工具设计成两侧面具有5o的锥度刀,头尽可能取大些的圆角半径时受力点金属能达到最佳流
4、,,动状态且在滚压过程中管材表面的纤维不但未被切断而.,且其性能得到了强化所以加工后管材表面质量好表面粗)l「1卜、二洲户~.、,、、「一一、`吸糙度降低精度得到提高其疲劳强度耐磨性使用寿命也~得到改善.丁一,寸厂作者拟采用滚压加工方法在不损伤原管材性能的条,,图2管材受力点金属纤维流动示意图件下改变管材表面形状加工出强化传热的螺纹槽管或横1;2;3滚轧刀管材金属纤维层纹槽管.2结构和主要零件设计制造利用滚压加工原理设计的轧槽管,,,机头(图3)由底座1滚柱支撑架2l,,滚轧刀3滚轧刀偏转调节装置4溉习轧刀进刀装置5组成.f底座下部根据C6140车床小刀,架结
5、构尺寸设计制作能与车床横刀,架配套使用时仅需与横刀架用螺栓a)原理图联接.滚柱支撑架2上安装两个活动,滚柱整个滚柱支撑架与底座由轴联75院,接并用普通圆柱压缩弹簧支撑在底座上.其中心高与小刀架中心高相同.琳心参八使两个滚柱与滚轧刀组成3点支撑,四,篷夹住待加工管材加工时滚柱支撑架!l.,能自动对中起到跟刀架的作用滚轧刀3mm,最大直径为50滚轧刀头部的球.需形直径按所选槽型进行加工其,轴用单列圆锥滚子轴承支撑以承受,:!轴向力.滚轧刀偏转调节装置4,利用川门人{!}.日吊叫引躺-一共-蜗轮蜗杆结构紧凑和可靠自锁的特日,,点通过调整蜗杆使滚轧刀3能与待加工管子轴
6、线呈。~45。的偏转调节.,,当调节好偏转角度后拧紧固定螺栓.滚轧刀进刀装置b)结构示意图可使之完全固定5,图3轧槽管机头采用左旋丝杆与螺母丝杆上带有刻.2滚住;3滚轧,底座支撑架刀,度盘和双柄手柄转动手柄即可知调4滚轧刀偏转调节装置;5滚轧刀进刀装置节的进刀量.滚轧刀材料选用,:.ro12CMV制造工艺是车削成形一铣键槽一热处理一磨外圆及球形直径要求热处理后第4期文美纯轧槽管机头的设计107硬度为HRC55~60·,、、,对滚压加工中选择适当的滚压用量一滚压力进刀量滚压次数及滚压速度轧槽管,.的生产率表面粗糙度及管材的使用性能有很大影响不二’。(根据滚压加工
7、滚压力尸的计算式、尸一毛会{,幻N){丢一Uv性口。I:;Z;式中d滚轧刀球形头部直径(mm)E被滚压管子的弹性模量(N/mm)—..—.PN/mm,)P、(11)d,,最大接触压力(8一2(氏为管材的屈服极限).,,—,1x20,,,a,如我们加工的209无缝钢管的轧槽管其E一2(N/mm)一250(N/mm)滚.二,:.轧刀球形头部直径dm=5mm代入上式计算出滚压力P二405(N)又由c614。推荐的,.,5OON0Nm,滚压力不超过1扭矩30并参照LZIJ型螺纹轧机3j[设计参数该轧槽管机头设计滚压力为1300N,扭矩为300N.M..:,:轧槽管转
8、速的计算公式为~(L/HS)义(dr/
