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【摘 要】 分析了螺旋焊管成型测圆原理，提出通过数据计算来完成各种规格螺旋焊管成型测圆数据，改进了成型工艺，提高了螺旋焊管生产有效作业率，保证生产过程中产品的成型稳定性，以满足企业生产效率及市场对产品质量的要求。
【关键词】 螺旋焊管；数据测圆；成型方法
1、前言
近几年来国内螺旋焊管生产线的投入越来越普遍，而目前国内大部分生产厂在换型时亦使用样筒测圆来实现规格更换，也有一些生产时间较长的企业在每种规格使用样筒测圆后，在生产过程通过实际测量来记录所有数据，久而久之形成一个数据库，在之后的生产中根据所记录数据及经验实现简单的数据测圆过程。以上方法不管是从前期样筒成本投入、人工劳动强度、工作效率及调整精度来讲都存在很大的局限性，因此为了克服过去这些方法存在的种种不足，就必须从成型测圆原理着手，归纳一种简易可行的方法，来满足螺旋焊管生产技术不断发展的要求。
2、常见换型时因测圆对生产造成的困扰
1）螺旋焊管生产涉及管径较多，而一般标准样筒都是铸造而成，因此这种测圆过程需要购置每种规格样筒才能满足生产需求，从而每条线配置全套规格将会产生巨大费用，另外还要规划专门的定置区域来摆放和管理，占地面积较大。
2）成型机部位空间较狭窄，铸造样筒比较沉重，因此需要行车吊运配合才能将样筒放到成型机1#、3#辊之上，在这个过程存在两个弊端，首先在放和取样筒过程中存在较大安全隐患，空间狭小行车起吊死角较多；其次这种方法测圆耗时较长，在取样筒时还得将已经靠好的辊子全部退开才能将样筒拿出来。
3）在样筒频繁吊运过程中，难免造成样筒碰撞、摔落等导致样筒精度偏差的现象。尤其是管径1米以上样筒，自身重量较大，经常吊运会使自身椭圆度超差，继而无法保证产品质量。
3、成型机测圆原理研究
1）现在国内应用最普遍的成型机组为滚动摩擦全辊套成型机（如图一所示），这种机组在测圆时主要推算出图中所示A、B、C三个数据即可（注：1#、3#摆角及中间开口间距是螺旋焊管行业最为基本的数据计算，也是比较容易计算的，在此不做重复说明）。
图一
2）以上三个数据在厂家提供（厂家一般提供的是设计图纸，和安装后尺寸也有一定的误差，因此也需要实际测量来核对）或现场实际测绘出一幅如图一所示成型机图纸时，可以拉图块来实现测圆，但这种方法依然不够直接、简便。
3）在更换规格时，通过对外控辊各点移动轨迹的研究（如图二所示），在规格变化前后除了正上方辊子外，其余的都按一定角度移动，并形成一个直角三角形（如图△abc和△a′b′c′），移动量正好是平行轨道的一条直角边长。
图二
4）这种方法的计算需要一组原始基准数据来支撑，而螺旋焊管安装完首次调型时，需要一个标准样筒校准1#、3#高度来确保底高及出管中心，此时所得出的外控A、B、C三个数据即可作为原始基准数据。
4、数据推算过程
1）通过图一可知，数据A的移位主要控制正上方5#辊数据，B数据控制4号辊，C数据控制6号辊，而4#和6#辊在移动过程中形成的∠acb和，分别是4#和6#滑道水平夹角α、α′，而这两个角度是每个成型机设计时给定的固定夹角（亦可实际测量）。如图三所示，斜边ca和c′a′长度是相等的，都等于换型后管径与原始基准管径之差，是个相对值。
2）因此，假设原始基准管径为φ219，所得A值得x，B值为y，C值为z，先将其规格更换为φ457，故推算出φ457测圆数据如下：
A′=x+（D大-D小）=x+238
若管径由小变大，则x后为+，则反之；
B′=y-sinα*（457-219）=y-sinα*238
若管径由小变大，则y后为-，则反之；
C′=z+sinα′*（457-219）=z+sinα′*238
若管径由小变大，则z后为+，则反之。
图三
3）有了以上三组数据及各生产厂自行计算出的1#、3#摆角及中间加铁尺寸后，在更换任何规格时都无需考虑过多因素，直接可以完成真正意义上的数据测圆。
5、效果
改进后的测圆方式首先保证了产品质量，满足了大规格产品合同交付率；其次从生产效率上有了大步提升，同时在劳务和前期成本投入上有了明显的改观。
项目 改进前 改进后 备注
测圆时间（h） 3 0.5 按每条线10种规格计算，样筒平均预算价为10000元
测院参与人员 6 4
前期投入成本 100000元 10000元
產品椭圆度
影响交付量 合同交付量13% 合同交付量100% 以本公司生产φ2420×16.4钢管椭圆度测量为依据
6、金圆钢管公司在使用此方法进行测圆换型之前，一度使用样筒测圆，公司所生产的螺旋焊管产品规格覆盖φ219-φ3200，而使用样筒测圆对于大规格样筒来说，在反复调运中容易发生变形，在这种情况下所换的型不但钢管椭圆度不合格，而且生产过程极不稳定；其次规格更换频次较高，频繁的换型严重影响生产效率，使劳动强度极度增长，这为公司正常运营带来很大困扰。因此在研究出此方法后得到公司首肯，并在所属各作业区进行大力推广，运行效果非常可观。不但产品质量得以足够的保证，且所有生产线换型时间较以前均节约三小时多。相信在今后的不断改进和优化中得以更完美的实现。
参考文献：
[1]李霄.基于参数化的螺旋焊管成型模型建立及成型过程仿真，热加工工艺，编辑部邮箱，2010年09期.
[2]罗秀峰.哈尔滨工业大学，【网络出版年期】螺旋焊管成型参数的优化设计.2009年02期
【关键词】 螺旋焊管；数据测圆；成型方法
1、前言
近几年来国内螺旋焊管生产线的投入越来越普遍，而目前国内大部分生产厂在换型时亦使用样筒测圆来实现规格更换，也有一些生产时间较长的企业在每种规格使用样筒测圆后，在生产过程通过实际测量来记录所有数据，久而久之形成一个数据库，在之后的生产中根据所记录数据及经验实现简单的数据测圆过程。以上方法不管是从前期样筒成本投入、人工劳动强度、工作效率及调整精度来讲都存在很大的局限性，因此为了克服过去这些方法存在的种种不足，就必须从成型测圆原理着手，归纳一种简易可行的方法，来满足螺旋焊管生产技术不断发展的要求。
2、常见换型时因测圆对生产造成的困扰
1）螺旋焊管生产涉及管径较多，而一般标准样筒都是铸造而成，因此这种测圆过程需要购置每种规格样筒才能满足生产需求，从而每条线配置全套规格将会产生巨大费用，另外还要规划专门的定置区域来摆放和管理，占地面积较大。
2）成型机部位空间较狭窄，铸造样筒比较沉重，因此需要行车吊运配合才能将样筒放到成型机1#、3#辊之上，在这个过程存在两个弊端，首先在放和取样筒过程中存在较大安全隐患，空间狭小行车起吊死角较多；其次这种方法测圆耗时较长，在取样筒时还得将已经靠好的辊子全部退开才能将样筒拿出来。
3）在样筒频繁吊运过程中，难免造成样筒碰撞、摔落等导致样筒精度偏差的现象。尤其是管径1米以上样筒，自身重量较大，经常吊运会使自身椭圆度超差，继而无法保证产品质量。
3、成型机测圆原理研究
1）现在国内应用最普遍的成型机组为滚动摩擦全辊套成型机（如图一所示），这种机组在测圆时主要推算出图中所示A、B、C三个数据即可（注：1#、3#摆角及中间开口间距是螺旋焊管行业最为基本的数据计算，也是比较容易计算的，在此不做重复说明）。
图一
2）以上三个数据在厂家提供（厂家一般提供的是设计图纸，和安装后尺寸也有一定的误差，因此也需要实际测量来核对）或现场实际测绘出一幅如图一所示成型机图纸时，可以拉图块来实现测圆，但这种方法依然不够直接、简便。
3）在更换规格时，通过对外控辊各点移动轨迹的研究（如图二所示），在规格变化前后除了正上方辊子外，其余的都按一定角度移动，并形成一个直角三角形（如图△abc和△a′b′c′），移动量正好是平行轨道的一条直角边长。
图二
4）这种方法的计算需要一组原始基准数据来支撑，而螺旋焊管安装完首次调型时，需要一个标准样筒校准1#、3#高度来确保底高及出管中心，此时所得出的外控A、B、C三个数据即可作为原始基准数据。
4、数据推算过程
1）通过图一可知，数据A的移位主要控制正上方5#辊数据，B数据控制4号辊，C数据控制6号辊，而4#和6#辊在移动过程中形成的∠acb和，分别是4#和6#滑道水平夹角α、α′，而这两个角度是每个成型机设计时给定的固定夹角（亦可实际测量）。如图三所示，斜边ca和c′a′长度是相等的，都等于换型后管径与原始基准管径之差，是个相对值。
2）因此，假设原始基准管径为φ219，所得A值得x，B值为y，C值为z，先将其规格更换为φ457，故推算出φ457测圆数据如下：
A′=x+（D大-D小）=x+238
若管径由小变大，则x后为+，则反之；
B′=y-sinα*（457-219）=y-sinα*238
若管径由小变大，则y后为-，则反之；
C′=z+sinα′*（457-219）=z+sinα′*238
若管径由小变大，则z后为+，则反之。
图三
3）有了以上三组数据及各生产厂自行计算出的1#、3#摆角及中间加铁尺寸后，在更换任何规格时都无需考虑过多因素，直接可以完成真正意义上的数据测圆。
5、效果
改进后的测圆方式首先保证了产品质量，满足了大规格产品合同交付率；其次从生产效率上有了大步提升，同时在劳务和前期成本投入上有了明显的改观。
项目 改进前 改进后 备注
测圆时间（h） 3 0.5 按每条线10种规格计算，样筒平均预算价为10000元
测院参与人员 6 4
前期投入成本 100000元 10000元
產品椭圆度
影响交付量 合同交付量13% 合同交付量100% 以本公司生产φ2420×16.4钢管椭圆度测量为依据
6、金圆钢管公司在使用此方法进行测圆换型之前，一度使用样筒测圆，公司所生产的螺旋焊管产品规格覆盖φ219-φ3200，而使用样筒测圆对于大规格样筒来说，在反复调运中容易发生变形，在这种情况下所换的型不但钢管椭圆度不合格，而且生产过程极不稳定；其次规格更换频次较高，频繁的换型严重影响生产效率，使劳动强度极度增长，这为公司正常运营带来很大困扰。因此在研究出此方法后得到公司首肯，并在所属各作业区进行大力推广，运行效果非常可观。不但产品质量得以足够的保证，且所有生产线换型时间较以前均节约三小时多。相信在今后的不断改进和优化中得以更完美的实现。
参考文献：
[1]李霄.基于参数化的螺旋焊管成型模型建立及成型过程仿真，热加工工艺，编辑部邮箱，2010年09期.
[2]罗秀峰.哈尔滨工业大学，【网络出版年期】螺旋焊管成型参数的优化设计.2009年02期