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[摘 要]为满足钢管穿孔机连续生产的需要，对￠50二辊穿孔机的轧辊装置进行了技术改进。具体介绍了二辊穿孔的轧制过程与控制要求、轧辊的组成、轧辊的改进、轧辊轴承的型号改变、轧辊轴及辅助装备的改进及装配等。改进后的轧辊装置可提高轴承使用寿命，大大减少了轴承更换次数，提高穿孔设备生产作业率，降低了企业生产成本，降低消耗，该技术改进方案已在润丰公司穿孔车间得到成功应用，效果良好。
[关键词]钢管二辊穿孔机 轧辊装置 双列圆锥滚子轴承
中图分类号：F323.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-140-01
0引言
无锡润丰特种钢管有限公司因市场需要生产高精密无缝钢管，如厚壁合金管、地质钻管等，现穿孔车间￠50二辊穿孔机在长时间持续生产过程中，发现钢管毛管外表面呈现波浪形，且穿孔机轧辊装置磨损严重，轴承轴向承载力承受过大容易松动、损坏需经常更换，严重影响生产，增加机械设备维修工作量，并对设备维护和保养带来不便。因此，需要对原二辊穿孔机轧辊装置型式进行改进。
通过对现在￠50二辊穿孔机轧辊、轧辊轴承、轧辊轴及装配型式等的改进，不但解决了轧辊轴向载荷过大容易窜动引起径向跳动的问题，还克服了生产过程中穿孔毛管的偏心、外表波浪形等质量缺陷，而且也满足了生产工艺连续性和可靠性的要求。
1￠50二辊穿孔的轧制过程与控制要求
￠50二辊穿孔机主要由四个部分组成：主传动（主电机、减速箱、三联箱、万向联轴节等）、穿孔机工作主机（机座、上盖、轧辊装置、上下导板座及调整机构、轧辊倾角固定装置、轧辊侧压进出调整机构等）、穿孔机前台（受料槽、气动推料器和压下装置等）、穿孔机后台（定心机架、托管升降机构、翻钢机构、顶杆小车、锁闸架等）。工作机座是二辊穿孔中使加热管坯产生塑性变形并承受全部轧制力的主要部分，其轧制过程为：加热管坯在两个相对轧制线倾斜前进角α=8°放置的主动轧辊、两个调整固定好的上下导板和一个位于中间的随动顶头（但轴向定位）组成的一个“环封闭椭圆孔型”内进行的轧制。
加热管坯穿孔是热轧无缝钢管生产工艺中最重要的一道变形工序，二辊穿孔是目前小径钢管生产中最为广泛的一种穿孔应用方法，一般的二辊穿孔轧辊左右放置，导板上下放置，这种叫卧式穿孔。但不管是何种形式的穿孔，其主要目的都是为了保证管坯咬入和穿孔过程的实现。因此，整个穿孔轧制的过程对钢管毛管的壁厚、内外表面质量的控制等等都起着决定性的作用。
2轧辊装置的改进
轧辊装置是￠50二辊穿孔机工作主机的核心部件，它主要由轧辊箱、轧辊、轧辊轴、轧辊轴承座、轧辊轴承盖板、轧辊联轴器、轴承等部件组成。
2.1轧辊的改进
轧辊辊身通常由入口锥、轧制带、出口锥组成，目前￠50二辊穿孔小型机组最常用的轧辊辊身是L1=L2=145mm，L3=10mm，β1=β2=3°，R1=R2=20mm。
二辊穿孔本身是一个连续的轧制过程，加热管坯咬入后，通过8°前进角由轧辊旋转带动其螺旋运动，依此穿过穿孔准备区，在轧辊1/2中心线处一边旋转一边前进，穿过穿孔区、平整区和归圆区的各个部分。经实践证明，轧辊轧身由原来300mm整改加长至320mm，使毛管在穿孔生产变形归圆区与轧辊辊面接触面加长，离开辊身后的钢管毛管由原来的椭圆度改变的更加圆整，提高钢管毛管精度，为下道工序提供了更可靠的料原。
2.2轧辊轴承的改进
￠50二辊穿孔机原轧辊装配中采用单列圆锥滚子轴承（面对面装配），轧辊联轴器是与穿孔机前台部分的万向联轴节联接，单列圆锥滚子轴承同时承载着联轴节运动过程中的径向载荷和轧辊辗轧过程中的轴向载荷（以径向载荷为主）。由于单列圆锥滚子轴承只能传递单向轴向载荷，因此，为传递相反方向的轴向载荷需安装一个与之对称的圆锥滚子轴承。单列圆锥滚子轴承有一个外圈，其内圈和一组锥形滚子由筐形保持架包罗成一个内圈组件，外圈可以与内圈组件分离，安装时可调整轴承的游隙，外圈滚道的圆锥角在10-19°之前，能够同时承受径向（为主）与轴向载荷的联合作用。由于轧辊在持续辗轧的生产过程中，轧辊经常出现径向跳动的现象，主要原因是轴向冲击力产生使辗轧出来的钢管毛管呈现波浪形，严重影响钢管毛管外表面质量问题。
故选用同轴径的双列圆锥滚子轴承（背对背装配），根据机械设计手册查出得知，原单列圆锥滚子轴承30226的基本额定载荷Cr=365KN，Cor=520KN，现选用的双列圆锥滚子轴承352126的基本额定载荷Cr=540KN，Cor=1000KN，由此可以看出，现双列圆锥滚子轴承基本额定轴向载荷与径向载荷远远大于單列圆锥滚子轴承，尤其是基本径向载荷。同时，双列圆锥滚子轴承外圈（或内圈）是一个整体，两个内圈（或外圈）小端面相近，中间有隔圈，游隙是靠中间的隔圈的厚薄来调整的，也可用隔圈的厚薄来调整双列圆锥滚子轴承预过盈。单列圆锥滚子轴承游隙需在用户安装时调整，而且游隙不易被检测，这样既给机修工作人员带来不便，又容易在游隙调整精度上出错，通常双列圆锥滚子轴承游隙已在产品出厂时根据客户需要给定，用微调方式，其检测方法和调整方法准确、方便，消除了产生轴线不同心或轴线与外壳支承面不垂直的不良影响，减少了轴向窜动引起的径向跳动，保证了钢管毛管的质量问题。
3轧辊轴及辅助装备的改进及装配
从现改进后的整个轧辊装配中除了上述轧辊与轴承有所改进，其余轧辊轴、轧辊轴承座及轧辊轴承座盖板等也相应的改进，如轧辊轴承座上都各自加上了无骨架油封，目的是为了防止钢管生产工艺过程中盐水浸入减少对轴承的腐蚀，提高轴承的使用寿命；轧辊轴上加了部分环和销，及其轧辊轴承盖板的安装，都是为了对双列圆锥滚子轴承外圈和内圈轴向更好的固定，消除其轴向窜动，减少径向跳动问题，轧辊轴上还安装了定位螺栓和锁片，是为了部分环的轴向更好的固定。当然，在整个轧辊配件的装配过程中，严格保证其机械产品的装配质量，必须要按照规格的各种机械产品装配技术去操作，确保各部分连接的准备性和可靠性。
4结语
￠50二辊穿孔机轧辊装置经过本次改进，在钢管生产运行过程中，钢管毛管的质量得到进一步的改善，大大提高了生产效率，减少机械零部件的损耗，取得了一定的经济效益。
参考文献：
[1] 刘涛.最新无缝钢管生产新工艺新技术与质量控制检验实用手册.北方工业出版社，2006：110--112
[2] 成大先.机械设计手册.化学工业出版社第2卷，2002：379-381
[关键词]钢管二辊穿孔机 轧辊装置 双列圆锥滚子轴承
中图分类号：F323.3 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2013）08-140-01
0引言
无锡润丰特种钢管有限公司因市场需要生产高精密无缝钢管，如厚壁合金管、地质钻管等，现穿孔车间￠50二辊穿孔机在长时间持续生产过程中，发现钢管毛管外表面呈现波浪形，且穿孔机轧辊装置磨损严重，轴承轴向承载力承受过大容易松动、损坏需经常更换，严重影响生产，增加机械设备维修工作量，并对设备维护和保养带来不便。因此，需要对原二辊穿孔机轧辊装置型式进行改进。
通过对现在￠50二辊穿孔机轧辊、轧辊轴承、轧辊轴及装配型式等的改进，不但解决了轧辊轴向载荷过大容易窜动引起径向跳动的问题，还克服了生产过程中穿孔毛管的偏心、外表波浪形等质量缺陷，而且也满足了生产工艺连续性和可靠性的要求。
1￠50二辊穿孔的轧制过程与控制要求
￠50二辊穿孔机主要由四个部分组成：主传动（主电机、减速箱、三联箱、万向联轴节等）、穿孔机工作主机（机座、上盖、轧辊装置、上下导板座及调整机构、轧辊倾角固定装置、轧辊侧压进出调整机构等）、穿孔机前台（受料槽、气动推料器和压下装置等）、穿孔机后台（定心机架、托管升降机构、翻钢机构、顶杆小车、锁闸架等）。工作机座是二辊穿孔中使加热管坯产生塑性变形并承受全部轧制力的主要部分，其轧制过程为：加热管坯在两个相对轧制线倾斜前进角α=8°放置的主动轧辊、两个调整固定好的上下导板和一个位于中间的随动顶头（但轴向定位）组成的一个“环封闭椭圆孔型”内进行的轧制。
加热管坯穿孔是热轧无缝钢管生产工艺中最重要的一道变形工序，二辊穿孔是目前小径钢管生产中最为广泛的一种穿孔应用方法，一般的二辊穿孔轧辊左右放置，导板上下放置，这种叫卧式穿孔。但不管是何种形式的穿孔，其主要目的都是为了保证管坯咬入和穿孔过程的实现。因此，整个穿孔轧制的过程对钢管毛管的壁厚、内外表面质量的控制等等都起着决定性的作用。
2轧辊装置的改进
轧辊装置是￠50二辊穿孔机工作主机的核心部件，它主要由轧辊箱、轧辊、轧辊轴、轧辊轴承座、轧辊轴承盖板、轧辊联轴器、轴承等部件组成。
2.1轧辊的改进
轧辊辊身通常由入口锥、轧制带、出口锥组成，目前￠50二辊穿孔小型机组最常用的轧辊辊身是L1=L2=145mm，L3=10mm，β1=β2=3°，R1=R2=20mm。
二辊穿孔本身是一个连续的轧制过程，加热管坯咬入后，通过8°前进角由轧辊旋转带动其螺旋运动，依此穿过穿孔准备区，在轧辊1/2中心线处一边旋转一边前进，穿过穿孔区、平整区和归圆区的各个部分。经实践证明，轧辊轧身由原来300mm整改加长至320mm，使毛管在穿孔生产变形归圆区与轧辊辊面接触面加长，离开辊身后的钢管毛管由原来的椭圆度改变的更加圆整，提高钢管毛管精度，为下道工序提供了更可靠的料原。
2.2轧辊轴承的改进
￠50二辊穿孔机原轧辊装配中采用单列圆锥滚子轴承（面对面装配），轧辊联轴器是与穿孔机前台部分的万向联轴节联接，单列圆锥滚子轴承同时承载着联轴节运动过程中的径向载荷和轧辊辗轧过程中的轴向载荷（以径向载荷为主）。由于单列圆锥滚子轴承只能传递单向轴向载荷，因此，为传递相反方向的轴向载荷需安装一个与之对称的圆锥滚子轴承。单列圆锥滚子轴承有一个外圈，其内圈和一组锥形滚子由筐形保持架包罗成一个内圈组件，外圈可以与内圈组件分离，安装时可调整轴承的游隙，外圈滚道的圆锥角在10-19°之前，能够同时承受径向（为主）与轴向载荷的联合作用。由于轧辊在持续辗轧的生产过程中，轧辊经常出现径向跳动的现象，主要原因是轴向冲击力产生使辗轧出来的钢管毛管呈现波浪形，严重影响钢管毛管外表面质量问题。
故选用同轴径的双列圆锥滚子轴承（背对背装配），根据机械设计手册查出得知，原单列圆锥滚子轴承30226的基本额定载荷Cr=365KN，Cor=520KN，现选用的双列圆锥滚子轴承352126的基本额定载荷Cr=540KN，Cor=1000KN，由此可以看出，现双列圆锥滚子轴承基本额定轴向载荷与径向载荷远远大于單列圆锥滚子轴承，尤其是基本径向载荷。同时，双列圆锥滚子轴承外圈（或内圈）是一个整体，两个内圈（或外圈）小端面相近，中间有隔圈，游隙是靠中间的隔圈的厚薄来调整的，也可用隔圈的厚薄来调整双列圆锥滚子轴承预过盈。单列圆锥滚子轴承游隙需在用户安装时调整，而且游隙不易被检测，这样既给机修工作人员带来不便，又容易在游隙调整精度上出错，通常双列圆锥滚子轴承游隙已在产品出厂时根据客户需要给定，用微调方式，其检测方法和调整方法准确、方便，消除了产生轴线不同心或轴线与外壳支承面不垂直的不良影响，减少了轴向窜动引起的径向跳动，保证了钢管毛管的质量问题。
3轧辊轴及辅助装备的改进及装配
从现改进后的整个轧辊装配中除了上述轧辊与轴承有所改进，其余轧辊轴、轧辊轴承座及轧辊轴承座盖板等也相应的改进，如轧辊轴承座上都各自加上了无骨架油封，目的是为了防止钢管生产工艺过程中盐水浸入减少对轴承的腐蚀，提高轴承的使用寿命；轧辊轴上加了部分环和销，及其轧辊轴承盖板的安装，都是为了对双列圆锥滚子轴承外圈和内圈轴向更好的固定，消除其轴向窜动，减少径向跳动问题，轧辊轴上还安装了定位螺栓和锁片，是为了部分环的轴向更好的固定。当然，在整个轧辊配件的装配过程中，严格保证其机械产品的装配质量，必须要按照规格的各种机械产品装配技术去操作，确保各部分连接的准备性和可靠性。
4结语
￠50二辊穿孔机轧辊装置经过本次改进，在钢管生产运行过程中，钢管毛管的质量得到进一步的改善，大大提高了生产效率，减少机械零部件的损耗，取得了一定的经济效益。
参考文献：
[1] 刘涛.最新无缝钢管生产新工艺新技术与质量控制检验实用手册.北方工业出版社，2006：110--112
[2] 成大先.机械设计手册.化学工业出版社第2卷，2002：379-381