畢秀鋒，陳亮

（中國(guó)石化集團(tuán)石油工程機(jī)械公司沙市鋼管廠，湖北荊州434001）

提高螺旋縫焊管機(jī)組成型輥使用壽命的措施

畢秀鋒，陳亮

（中國(guó)石化集團(tuán)石油工程機(jī)械公司沙市鋼管廠，湖北荊州434001）

分析了螺旋縫焊管成型過(guò)程中造成1～3號(hào)成型輥使用壽命最短的原因——與潤(rùn)滑不良關(guān)系極為密切。針對(duì)這一原因，提出增加一套帶控制回路的集中潤(rùn)滑系統(tǒng)對(duì)成型輥進(jìn)行定時(shí)、定量潤(rùn)滑，是提高其使用壽命的關(guān)鍵。此套集中潤(rùn)滑系統(tǒng)不需人工操作，全程自動(dòng)控制，能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)定時(shí)開啟、定量加油。采取該措施后，1～3號(hào)成型輥的使用壽命提高了1倍以上。

螺旋縫焊管；成型輥；使用壽命；集中潤(rùn)滑系統(tǒng)；自動(dòng)控制

在螺旋縫焊管埋弧焊生產(chǎn)中，帶鋼進(jìn)入成型器，依次與1～8號(hào)成型輥接觸，其中，1～3號(hào)成型輥起彎板成型作用，其余各輥用于保持焊管的直徑和圓度。1～3號(hào)成型輥所受力最大，使用壽命也最短，更換頻率最高；當(dāng)其損壞時(shí)，不僅無(wú)法保證成型質(zhì)量，而且還會(huì)擦傷焊管的內(nèi)外表面，必須及時(shí)更換，致使螺旋縫焊管的成型生產(chǎn)成本一直居高不下［1-3］。在中國(guó)石化集團(tuán)石油工程機(jī)械公司沙市鋼管廠（簡(jiǎn)稱沙市鋼管廠）螺旋縫焊管分廠，以生產(chǎn)中直徑、中壁厚的Φ813 mm×11.1 mm螺旋縫埋弧焊管為例，據(jù)統(tǒng)計(jì)，平均月生產(chǎn)鋼管8 000 t，損耗1～3號(hào)成型輥約20個(gè)，此項(xiàng)生產(chǎn)成本超過(guò)10 000元。本文將從分析1～3號(hào)成型輥易損壞原因著手，探討提高其使用壽命的措施。

1 1～3號(hào)成型輥易損壞原因分析

沙市鋼管廠螺旋縫焊管機(jī)組成型輥損壞情況如圖1所示，螺旋縫焊管成型原理如圖2所示，成型輥結(jié)構(gòu)如圖3所示。

從圖1可看出：軸承內(nèi)部灰塵顆粒很少，但是缺油“干磨”的情況很嚴(yán)重，亟待解決潤(rùn)滑問題。

由成型輥的結(jié)構(gòu)（圖3）與工作環(huán)境可以發(fā)現(xiàn)：成型輥使用壽命與潤(rùn)滑、密封、輥?zhàn)芰ψ冃蔚葞讉€(gè)因素有很大關(guān)系，其中，與潤(rùn)滑的關(guān)系最為密切。目前成型輥軸承在安裝前采用二硫化鉬鋰基脂潤(rùn)滑，但安裝后無(wú)潤(rùn)滑措施，軸承在高溫環(huán)境中易出現(xiàn)“干磨”現(xiàn)象而致使軸承損壞失效（圖1），所以在使用過(guò)程中必須要定期加油潤(rùn)滑［4-8］。

圖1 螺旋縫焊管機(jī)組成型輥損壞情況

圖2 螺旋縫焊管成型原理示意

2 提高成型輥使用壽命的措施

針對(duì)成型輥潤(rùn)滑不良的現(xiàn)象，確定給成型輥加裝帶控制回路的集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，該系統(tǒng)組成如圖4所示。其工作原理：電動(dòng)潤(rùn)滑泵連接干油過(guò)濾器，通過(guò)三通管和直角管與3個(gè)電磁換向閥相連；換向閥連接1～3號(hào)成型輥的潤(rùn)滑油路，油路上有主分配器與子分配器；主分配器帶有控制開關(guān)，經(jīng)過(guò)預(yù)定的潤(rùn)滑次數(shù)或潤(rùn)滑時(shí)間后，控制開關(guān)采集發(fā)射信號(hào)反饋給與潤(rùn)滑泵相連的電控箱；通過(guò)電控箱上的西門子PLC作為控制核心完成潤(rùn)滑泵定時(shí)自動(dòng)開啟，1～3號(hào)成型輥依次進(jìn)行潤(rùn)滑，全程自動(dòng)完成，不需人工操作［9］。

圖3 螺旋縫焊管機(jī)組成型輥結(jié)構(gòu)示意

2.1 機(jī)械方面

在1～3號(hào)成型輥輥梁上打孔安裝長(zhǎng)底板，將主分配器與4個(gè)子分配器通過(guò)銅管連接，全部安裝在長(zhǎng)底板上。子分配器與潤(rùn)滑點(diǎn)采取軟膠管連接（膠管采用抗高溫材料），膠管末端連接專用的定制接頭，與輥?zhàn)鶋喊迳系臐?rùn)滑油孔相連。此種連接方式可有效避免在平時(shí)生產(chǎn)中調(diào)型角度范圍（40°～70°）內(nèi)的相互碰撞。加油孔開在輥?zhàn)膲喊搴洼S上，通過(guò)壓板和軸，將潤(rùn)滑油脂帶入軸承，為防止連接面有油脂泄漏，在軸的加油孔上加O型密封圈。整條潤(rùn)滑油路能保證10～30 MPa供油壓力，因此可保證數(shù)量眾多、分布較廣、遠(yuǎn)距離的潤(rùn)滑點(diǎn)及時(shí)得到潤(rùn)滑［10］。螺旋縫焊管機(jī)組成型輥輥梁安裝潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)如圖5所示。

圖4 螺旋縫焊管機(jī)組成型輥集中潤(rùn)滑系統(tǒng)組成示意

圖5 螺旋縫焊管機(jī)組成型輥輥梁安裝潤(rùn)滑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意

此套潤(rùn)滑系統(tǒng)中，機(jī)械設(shè)計(jì)部分有以下特點(diǎn)：

（1）選用遞進(jìn)式分配器，型號(hào)KM-4-R（35S）、SSV-8/5，出油口按照一定的次序依次出油，必須在上一順序的出油口完成出油后，下一順序的出油口才能進(jìn)行出油動(dòng)作。這就可以保證阻力不同的管路中的每個(gè)潤(rùn)滑點(diǎn)都能及時(shí)得到有效潤(rùn)滑。

（2）靠近成型輥的部分采用軟膠管連接，既可以保證在狹小的空間里膠管足夠的彎度，同時(shí)有3層材料的膠管可耐高溫（將膠管放入200℃的烘箱中保溫半小時(shí)，膠管無(wú)明顯變化）、防砸擊。

（3）采用在輥?zhàn)鶋喊迳祥_孔的連接方式，可有效避免在平時(shí)生產(chǎn)中調(diào)型角度范圍內(nèi)（40°～70°）的相互碰撞。

2.2 電氣控制方面

GDK-01電氣控制箱用于自動(dòng)控制一套電動(dòng)干油潤(rùn)滑系統(tǒng)。電動(dòng)干油潤(rùn)滑系統(tǒng)設(shè)有3路供油點(diǎn)，并有手動(dòng)、電動(dòng)工作方式切換。在自動(dòng)工作方式下，設(shè)有一個(gè)供油間隔時(shí)間，用來(lái)預(yù)設(shè)定潤(rùn)滑周期間隔時(shí)間（KT0），其作用是周期性自動(dòng)啟動(dòng)潤(rùn)滑泵潤(rùn)滑，計(jì)時(shí)從開始每路依次供油。3路供油都工作完成后再次進(jìn)入間隔時(shí)間，如此循環(huán)工作。

供油監(jiān)控時(shí)間的主要作用是間接測(cè)出系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)發(fā)生的故障，例如潤(rùn)滑管路破裂、漏油、干油泵技術(shù)性能降低、管路中進(jìn)入空氣等，其設(shè)定時(shí)間稍大于正常情況下完成供油的時(shí)間。本系統(tǒng)有3路供油，每路上有一行程開關(guān)用于供油計(jì)數(shù)，電控箱設(shè)有3個(gè)計(jì)數(shù)器（PC1、PC2、PC3）和3個(gè)供油監(jiān)控時(shí)間繼電器（KT1、KT2、KT3），可設(shè)定每路供油數(shù)量和供油監(jiān)控時(shí)間。螺旋縫焊管機(jī)組成型輥集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的電氣控制回路如圖6所示。

圖6 螺旋縫焊管機(jī)組成型輥集中潤(rùn)滑系統(tǒng)的電氣控制回路

電氣控制原理：供油間隔時(shí)間繼電器得電，經(jīng)過(guò)設(shè)定的間隔時(shí)間后，潤(rùn)滑泵電機(jī)開始工作，Ⅰ路電磁閥打開，向線Ⅰ管道輸送潤(rùn)滑脂。當(dāng)此管道上的供油數(shù)量在設(shè)定的供油時(shí)間內(nèi)達(dá)到所設(shè)定的次數(shù)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉Ⅰ路電磁閥，同時(shí)打開Ⅱ路電磁閥，向線Ⅱ管道輸送潤(rùn)滑脂。當(dāng)線Ⅱ管道上的供油數(shù)量在設(shè)定的供油時(shí)間內(nèi)達(dá)到所設(shè)定的次數(shù)時(shí)，自動(dòng)關(guān)閉Ⅱ路電磁閥，同時(shí)打開Ⅲ路電磁閥，向線Ⅲ管道輸送潤(rùn)滑脂。當(dāng)線Ⅲ管道上的供油數(shù)量在設(shè)定的供油時(shí)間內(nèi)達(dá)到所設(shè)定的次數(shù)時(shí)，整個(gè)系統(tǒng)停止進(jìn)入循環(huán)間隔時(shí)間［11］。

電氣控制上硬件采用西門子PLC作為控制核心，穩(wěn)定可靠。

3 使用效果

本套帶控制回路的集中潤(rùn)滑系統(tǒng)安裝使用后，完全不需人工操作，可定時(shí)自動(dòng)開啟系統(tǒng)（沙市鋼管廠暫定為3天，即為除停車外的累計(jì)生產(chǎn)時(shí)間，由西門子PLC自動(dòng)計(jì)時(shí)），按照1～3號(hào)成型輥的次序依次進(jìn)行潤(rùn)滑。該潤(rùn)滑系統(tǒng)使成型輥的使用壽命得到了有效提高，平均每個(gè)成型輥的使用壽命提高了1倍以上。

4 結(jié)論

（1）螺旋縫焊管埋弧焊成型輥使用壽命與潤(rùn)滑關(guān)系極為密切。對(duì)成型輥定時(shí)、定量潤(rùn)滑，是提高其使用壽命的關(guān)鍵。

（2）本套帶控制回路的集中潤(rùn)滑系統(tǒng)，可周期性自動(dòng)開啟系統(tǒng)，按照1～3號(hào)成型輥的次序依次進(jìn)行潤(rùn)滑，對(duì)提高成型輥的使用壽命，效果明顯。

［1］鄧陟，王先進(jìn)，陳鶴崢，等.金屬薄板成型技術(shù)［M］.北京：兵器工業(yè)出版社，1993.

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［4］（蘇）克拉蓋爾基N B.摩擦、磨損與潤(rùn)滑手冊(cè)［M］.李聰，譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1983.

［5］石油工業(yè)部機(jī)械制造局.機(jī)械設(shè)備潤(rùn)滑手冊(cè)［M］.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1979.

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［11］哈爾濱工業(yè)大學(xué)電工學(xué)教研室.電工學(xué)［M］.北京：水利電力出版社，1977.

Measures for Enhancing Service Span of Forming Roller of SAWH Plant

BI Xiufeng，CHEN Liang
（Shashi Steel Pipe Plant，Sinopec Engineering Machinery Co.，Jingzhou 434001，China）

Analyzed here in the essay is what got the service spans of Forming Rollers 1～3 mostly shortened.It is revealed that poor lubrication condition is very closely related to the said problem.Addressing the issue，a measure is proposed and taken，i.e.，adding one centralized lubrication system with control loop to realize lubrication of the forming rollers at regular time and with fixed oil quantity，which is so critical for enhancing the service spans of the said rollers.Without any manual operation interference，the added centralized lubrication system is full-automatically controlled，having the functions of automatic opening at pre-set time and automatic feeding with pre-set oil quantity. Thanks to the newly-provided lubrication system，service spans of the foresaid three forming rollers have been doubled.

SAWH pipe；forming roller；service span；centralized lubrication system；automatic control

TG431；TG335.75

B

1001-2311（2014）06-0072-04

2013-09-06；修定日期：2014-07-17）

畢秀鋒（1981-），女，工程師，主要從事焊管生產(chǎn)機(jī)械設(shè)計(jì)工作。