劉 科

(中國石化集團(tuán)石油工程機(jī)械有限公司沙市鋼管廠，湖北 荊州434001)

中頻壓輥裝置的改進(jìn)設(shè)計(jì)及應(yīng)用

劉 科

(中國石化集團(tuán)石油工程機(jī)械有限公司沙市鋼管廠，湖北 荊州434001)

在HFW焊管制造過程中，為了避免中頻加熱時(shí)磁力作用導(dǎo)致的鋼管管體抖動(dòng)，減少啟動(dòng)生產(chǎn)線到中頻穩(wěn)定輸出之間的調(diào)整時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，對(duì)現(xiàn)有壓輥裝置進(jìn)行了改進(jìn)，設(shè)計(jì)了一種框式壓輥裝置。該裝置可安裝在兩中頻機(jī)架之間，并可以根據(jù)鋼管不同規(guī)格進(jìn)行上下調(diào)節(jié)。實(shí)際使用結(jié)果表明，該中頻壓輥裝置適合Φ219～Φ610mm所有規(guī)格HFW焊管的生產(chǎn)，可有效對(duì)中頻區(qū)域的鋼管進(jìn)行限位，既提高了效率，又保證了焊縫質(zhì)量。

焊管；HFW焊管；中頻壓輥；鋼管抖動(dòng)

在HFW焊管制造過程中，中頻加熱時(shí)磁力作用會(huì)對(duì)鋼管產(chǎn)生吸力，如無壓下輥裝置的限制，該吸力將會(huì)導(dǎo)致焊縫到感應(yīng)線圈距離的變化，進(jìn)而影響熱處理穩(wěn)定的時(shí)間，增加了材耗。同時(shí)在調(diào)型進(jìn)板時(shí)，尤其是小直徑鋼管管體，如果在中頻區(qū)域長距離不受約束，管頭容易發(fā)生方向偏轉(zhuǎn)進(jìn)而造成對(duì)設(shè)備的損傷。另外，中頻機(jī)架間的間距很小，可利用場地也十分有限，因此設(shè)計(jì)一種小巧可靠的壓輥裝置是很有必要的。本研究設(shè)計(jì)了一種可靠且小巧的壓輥裝置，并在實(shí)際生產(chǎn)中使用，效果良好。

1 原壓輥裝置存在問題及改進(jìn)方案

沙市鋼管廠高頻焊管分廠主機(jī)生產(chǎn)線中頻設(shè)備采用Q+T工藝模式，共6臺(tái)機(jī)架，布局為前三后三，中間隔著一個(gè)水淬裝置，整個(gè)中頻區(qū)域長達(dá)36m。設(shè)備自帶的壓輥裝置如圖1所示，由于設(shè)計(jì)缺陷，側(cè)輥軸總是被頂偏，尤其在小直徑鋼管生產(chǎn)時(shí)，當(dāng)鋼管跳出側(cè)輥時(shí)，由于鋼管自身質(zhì)量輕、上翹幅度大導(dǎo)致抖動(dòng)現(xiàn)象十分明顯，使得啟動(dòng)生產(chǎn)線到中頻穩(wěn)定輸出之間的調(diào)整時(shí)間過長，從而增大了材耗。

圖1 原壓輥裝置

原壓輥兩支撐軸是獨(dú)立分開的，只有底部一個(gè)支點(diǎn)，上升越高剛性越差，且桿中間連接的絕緣環(huán)也降低了其剛性，同時(shí)原側(cè)輥設(shè)計(jì)成倒梯形狀接觸，當(dāng)有力作用在輥面時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)側(cè)向傾力，鋼管反彈力越大側(cè)向傾力也就越大，易導(dǎo)致軸的側(cè)彎使鋼管跳出輥的約束。

針對(duì)以上問題，設(shè)計(jì)制作了一種框式壓輥裝置，使其既滿足小場地安裝的要求，又可以根據(jù)不同鋼管直徑進(jìn)行高度調(diào)整，以滿足Φ219～Φ610mm所有規(guī)格鋼管的生產(chǎn)。

2 新壓輥裝置的設(shè)計(jì)

新壓輥裝置結(jié)構(gòu)如圖2所示，該裝置由上下支撐板、導(dǎo)桿、調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)、壓輥及水冷系統(tǒng)等5部分組成。由圖2可以看出，新壓輥裝置以導(dǎo)桿和蝸桿升降機(jī)的絲桿為支架，通過與上、下支撐板的相連構(gòu)成整體框架；下支撐板通過焊接與原底座相連，導(dǎo)桿和絲桿通過螺栓與下支撐板相連，上支撐板通過與升降機(jī)殼體的連接實(shí)現(xiàn)位置的固定，通過導(dǎo)桿的作用保證其位置的穩(wěn)定，上輥通過軸承座固定在上支撐板上，兩蝸桿升降機(jī)通過聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)同步。

圖2 新壓輥裝置結(jié)構(gòu)示意圖

為了減少摩擦力和防止導(dǎo)桿在升降中產(chǎn)生的損傷，其對(duì)應(yīng)上支撐板的孔鑲嵌有銅套，銅套為耐磨的青銅材質(zhì)，其中銅套內(nèi)孔與導(dǎo)桿為間隙配合，與上支撐板孔為緊密配合。由于中頻加熱導(dǎo)致上壓輥在工作時(shí)一直處于高溫環(huán)境中，為了降低壓輥溫度使其不至于變形損傷，壓輥軸特采用空心結(jié)構(gòu)，通過冷卻液不停地循環(huán)及時(shí)帶走熱量。同時(shí)為了避免上壓輥與加熱的焊縫直接接觸而造成焊縫形狀的改變，輥面特設(shè)計(jì)成倒V形，保證從上面壓住管體時(shí)焊縫的外觀不受影響。

新壓輥裝置的安裝位置如圖3所示。該裝置以原底輥裝置為依托，在其基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)改造安裝而成。該裝置通過手搖柄來調(diào)節(jié)上輥位置以滿足不同直徑鋼管需求，調(diào)節(jié)時(shí)使壓輥剛好接觸管體即可，框式結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，能可靠地將鋼管位置固定。

圖3 新壓輥裝置安裝位置

3 實(shí)際應(yīng)用效果

通過手柄對(duì)新壓輥高低進(jìn)行調(diào)節(jié)，不但滿足Φ219～Φ610mm所有規(guī)格鋼管的生產(chǎn)，而且方便快捷。

在調(diào)型進(jìn)板時(shí)，該裝置可對(duì)中頻區(qū)域管體進(jìn)行有效控制，基本消除了鋼管的翹頭偏轉(zhuǎn)，降低了翹頭對(duì)設(shè)備損傷的幾率，同時(shí)提高了進(jìn)板效率。

同時(shí)，生產(chǎn)中保證了中頻區(qū)域鋼管管體運(yùn)行的平穩(wěn)，便于熱處理時(shí)溫度的穩(wěn)定，經(jīng)過安裝使用，基本消除了在加熱時(shí)鋼管的抖動(dòng)現(xiàn)象，提高了加熱效率，降低了材耗，保證了熱處理質(zhì)量。

4 結(jié)束語

通過新壓輥對(duì)中頻區(qū)域管體有效的固定，能精確控制和保持焊縫與感應(yīng)線圈的距離，大幅縮短了生產(chǎn)線啟動(dòng)時(shí)工人調(diào)節(jié)的時(shí)間，提高了效率，同時(shí)也能保證生產(chǎn)過程中的平穩(wěn)及生產(chǎn)質(zhì)量。實(shí)際使用結(jié)果表明，新壓輥裝置是中頻崗位一種可靠的輔助裝置。

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Improvement Design and Application of Intermediate Frequency Press Roller Device

LIU Ke
(Shashi Steel Pipe Works,SINOPEC Oil Engineering Machinery Co.,Ltd.,Jingzhou 434001,Hubei,China)

In HFW pipe production process,in order to avoid steel pipe shaking because of the magnetic force,reduce the adjustment time from startup production line to intermediate frequency stable output，and improve production efficiency，it improved the existing press roller device,and designed a kind of frame structure device.This device can be installed between two intermediate frequency frames,and can be adjusted up and down according to different steel pipe specification.The application results indicated that this device is suitable forΦ219～Φ610mm all specifications HFW pipe production,which can effectively limit the pipe whichin the area of the intermediate frequency equipment,it can not only improve the production efficiency,but also ensure the weld quality.

welded pipe； HFW pipe； intermediate frequency press roller； steel pipe shaking

TG333.93

B

10.19291/j.cnki.1001-3938.2016.12.010

劉 科(1984—)，男，畢業(yè)于武漢工程大學(xué)，工程師，主要從事高頻焊管成型工藝及設(shè)備的研究工作。

2016-07-22

謝淑霞