鋼管工藝課程設(shè)計(jì)

1、.目錄一. 前言二. 鋼管設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)三. 140機(jī)組生產(chǎn)工藝概述（一） 主要設(shè)備（二） 工藝流程四. 軋制表的制定（一） 軋管機(jī)（二） 穿孔機(jī)（三） 均整機(jī)（四） 定徑機(jī)（五） 軋制表繪制五. 穿孔機(jī)設(shè)計(jì)，力能參數(shù)及強(qiáng)度校核前言 鋼管被廣泛用于工業(yè)及民用等領(lǐng)域，是與其特性分不開(kāi)的。鋼管的特性有兩個(gè)方面：具有封閉的中空幾何形狀，可以作為液、氣體及固體的輸送管道；在同等重量下，鋼管相對(duì)于其他鋼材具有更大的截面模數(shù)，也就是說(shuō)它具有更大的抗彎、抗扭能力，屬于經(jīng)濟(jì)斷面鋼材、高效鋼材。 鋼管的種類(lèi)繁多，性能也各不相同。按其生產(chǎn)的方式可分為熱軋無(wú)縫管、焊接鋼管（有縫管）、冷加工管三大類(lèi)。按鋼管的用途可分為流

2、體管、結(jié)構(gòu)管、石油用管、鍋爐管，汽車(chē)半軸管、液壓支柱管、化肥管，軍工管等。 鞍鋼股份公司無(wú)縫鋼管廠，是新中國(guó)第一座無(wú)縫鋼管廠。于1953年12月26日正式竣工投產(chǎn)，是聞名全國(guó)的鞍鋼“三大工程”之一，被譽(yù)為新中國(guó)無(wú)縫鋼管的“搖籃”，是國(guó)內(nèi)重點(diǎn)無(wú)縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)之一。 鞍鋼無(wú)縫鋼管廠主要產(chǎn)品包括：石油油管、外加厚石油油管、GP石油油管、AG80隔熱石油油管、石油套管、GP石油套管、石油接箍管、石油鉆桿管、管線管；結(jié)構(gòu)管、流體管、高中低壓鍋爐管、高壓化肥管、石油裂化管、地質(zhì)鉆探管、軍工用管、航天航空用管、汽車(chē)半軸管、液壓支柱管、高壓氣瓶管、機(jī)械加工管等。 鞍鋼股份公司無(wú)縫鋼管廠，高度重視產(chǎn)品質(zhì)量。19

3、97年，通過(guò)ISO9002質(zhì)量管理體系認(rèn)證；1998年，通過(guò)美國(guó)石油協(xié)會(huì)API認(rèn)證；2001年，通過(guò)ISO14001環(huán)境體系認(rèn)證；2002年，通過(guò)GB/T28001職業(yè)健康安全管理體系認(rèn)證。已經(jīng)形成一整套完善的職業(yè)健康、環(huán)境保護(hù)、安全管理、產(chǎn)品質(zhì)量保證體系。1999-2004年，獲得中國(guó)冶金產(chǎn)品實(shí)物金杯獎(jiǎng)。2002-2005年，連續(xù)4年獲遼寧省用戶滿意企業(yè)。生產(chǎn)的高端石油管系列產(chǎn)品大量打入國(guó)內(nèi)重點(diǎn)油田和北美、歐洲、澳洲、東南亞等國(guó)際市場(chǎng)。 鞍鋼無(wú)縫鋼管廠目前擁有159MPM限動(dòng)芯棒五機(jī)架連軋機(jī)組、具有年產(chǎn)量為20萬(wàn)噸，219改進(jìn)型自動(dòng)軋管機(jī)、具有年產(chǎn)能力為25萬(wàn)噸，100圓盤(pán)延伸機(jī)組、具有年產(chǎn)

4、力能為10萬(wàn)噸，同時(shí)擁有石油管加工生產(chǎn)線和冷拔生產(chǎn)線，是國(guó)內(nèi)重點(diǎn)無(wú)縫鋼管生產(chǎn)企業(yè)之一。 鞍鋼無(wú)縫鋼管廠本著“高起點(diǎn)、低投入、快產(chǎn)出、高效益”的技改方針，于2002年投資2.98億元引進(jìn)當(dāng)今世界最先進(jìn)的德國(guó)西馬克米爾公司159MPM限動(dòng)芯棒五機(jī)架連軋管機(jī)、意大利安莎爾多電控設(shè)備及奧地利MFL公司排管鋸，對(duì)AG機(jī)組實(shí)施大規(guī)模技術(shù)改造。工程于2002年7月25日正式開(kāi)工，2003年8月達(dá)產(chǎn)。改造后的159MPM機(jī)組創(chuàng)造了國(guó)內(nèi)同類(lèi)型引進(jìn)機(jī)組“工程投資最少、建設(shè)周期最短、達(dá)產(chǎn)速度最快”的記錄！二.鋼管設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)成品尺寸：123×8×12000mm坯料尺寸：130材質(zhì)：10號(hào)鋼指導(dǎo)教師

5、：李激光三. 140機(jī)組生產(chǎn)工藝概述 3.1主要設(shè)備 3.1.1.1000噸剪斷機(jī)一臺(tái)（或1600噸剪斷機(jī)） 3.1.2.定心機(jī)兩臺(tái) 3.1.3.炮彈風(fēng)動(dòng)熱定心機(jī)一臺(tái) 3.1.4.中徑17m的環(huán)形加熱爐一座 3.1.5. 850×500曼氏穿孔機(jī)一臺(tái) 3.1.6. 730×1680自動(dòng)軋管機(jī)一臺(tái) 3.1.7. 850×600桶式均整機(jī)一臺(tái) 3.1.8. 5600×11800步進(jìn)梁式再加熱爐一座 3.1.9. 430×255五架定徑機(jī) 3.1.10. 430×255二十架減徑機(jī) 3.1.11. 11000×16800 1號(hào)冷卻

6、臺(tái)一個(gè)；31500 16800 2號(hào)冷卻臺(tái)一個(gè) 3.1.12. 168mm七輥矯直機(jī)二臺(tái) 3.1.13. 115切管機(jī)八臺(tái) 3.1.14. 6UTH42.7-168mm切管機(jī)二臺(tái)3.2工藝流程 熱軋無(wú)縫鋼管以產(chǎn)品規(guī)格及生產(chǎn)方式不同，其工藝過(guò)程也不相同，以下為140自動(dòng)軋管機(jī)組為例來(lái)說(shuō)明其工藝流程：圖3一1 軋制鋼管的工藝流程3.2.1.原料 鞍鋼無(wú)縫鋼管廠的原料主要是連鑄連軋圓管坯。連鑄連軋圓管坯具有成本低、能耗少、組織性能穩(wěn)定等特點(diǎn)，是管坯發(fā)展的主流。也是鋼管實(shí)現(xiàn)連鑄連軋的首要條件。鋼管生產(chǎn)對(duì)坯料的要求非常嚴(yán)格，加工之前一定要對(duì)坯料進(jìn)行檢查和清理，這樣才能提高產(chǎn)品的質(zhì)量。管坯最常見(jiàn)的缺陷就是

7、氧化層，生產(chǎn)中常用火焰槍清理或者用砂輪清理。 本次設(shè)計(jì)采用的原料材質(zhì)：10# 尺寸：13010號(hào)鋼管化學(xué)成分及機(jī)械性質(zhì)：化學(xué)成分（重量百分比）Chemicai composition（WT%）牌號(hào)碳（C）硫（S）錳（Mn）磷（P）硫（S）鎘（Cr）鎳（Ni）銅（Cu）10#0.17-0.240.17-0.370.35-0.650.0350.0350.250.250.25機(jī)械性質(zhì)Mechanicai properities抗拉強(qiáng)度b(MPa)屈服強(qiáng)度s (MPa)伸長(zhǎng)率5 ()斷面收縮率 ()硬度試樣尺寸410(42)245(25)255未熱處理,156HB試樣尺寸25表3一1 10#鋼的化學(xué)成

8、分和機(jī)械性質(zhì)3.2.2.剪斷:目的：是將坯料剪切成要求的長(zhǎng)度。 設(shè)備：1000噸剪斷機(jī) 設(shè)備性能：a.公稱能力1000噸 b.上剪刃行程140mm c.剪切次數(shù)8次/分 d.電機(jī)功率：95千瓦 n=750轉(zhuǎn)/分 e.主減速機(jī)軸：人字齒輪軸 M=10 Z=25 0 H D=250mm 剪刃材質(zhì)：6GrW2S圖3一2 剪切機(jī)剪刃示意圖要求：剪斷時(shí)不允許坯料出現(xiàn)端部裂紋，切斜度前端不允許超過(guò)8mm,后端不允許 超過(guò)10mm,壓扁度不得超過(guò)管坯公稱直徑8%，也就是123管坯壓扁后不小于114mm3.2.3.加熱:目的是為了提高塑性、韌性，降低變形抗力，減小機(jī)械電器負(fù)荷，節(jié)省能源消耗。將坯料加熱到一定的

9、溫度范圍對(duì)于保證其穿孔性能是至關(guān)重要的。管坯加熱時(shí)應(yīng)保證加熱溫度在規(guī)定的范圍內(nèi)，特別是對(duì)加熱范圍較窄的合金鋼和高合金鋼，同時(shí)沿管坯縱向和橫向加熱要均勻，否則穿孔時(shí)容易造成鋼管壁厚不均，穿破或引起軋卡。 設(shè)備：中徑17m的環(huán)形加熱爐 設(shè)備性能：（1）中徑 D中=17000mm （2）外徑 D外=22386mm （3）內(nèi)徑 D內(nèi)=11614 mm （4）爐膛寬 4400 mm （5）爐膛平均高度 1250 mm （6）爐墻厚度493 mm （7）爐子最大生產(chǎn)能力45噸/小時(shí) （8）爐子平均生產(chǎn)能力40.34噸/小時(shí) （9）坯料出爐溫度115013000C （10）裝爐溫度±250C （1

10、1）平均燃燒消耗量4000立方米/時(shí) （12）空氣壓力>250mm （13）各段熱能分配 均熱段25%，第一段30%，第二段45%。 當(dāng)Lo>1800mm時(shí)，采用單排布料，Lo<1800mm時(shí)，采用雙排布料 單位加熱速度：碳鋼：55.5分/cm 一般合金鋼：68分/cm 不銹鋼、高合金鋼710分/cm3.3.4.熱定心 定心指在管坯前端斷面的中心部位形成有一定尺寸的漏斗形狀的孔穴，便于穿孔時(shí)頂頭對(duì)準(zhǔn)坯料斷面中心，減少穿孔后毛管的壁厚不均；減少的扭過(guò)頭的阻力，便于二次咬入。熱定心機(jī)一般安裝在加熱爐與穿孔機(jī)之間，利用壓縮空氣或液壓方式帶動(dòng)沖頭沖孔，七結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，效率高應(yīng)用比較廣泛。

11、 熱定心設(shè)備：炮彈式風(fēng)動(dòng)熱定心機(jī) 設(shè)備性能：（1）沖擊速度68m/s （2）定心深度：1525mm （3）定心直徑：4050mm （4）打眼力：2400公斤 （5）炮彈重量G=4kg （6）主缸筒活塞直徑d=100mm l=3000mm （7）主缸風(fēng)壓46大氣壓3.3.5.穿孔:目的：是將實(shí)心的管坯穿成要求規(guī)格的空心毛管。斜軋穿孔機(jī)時(shí)目前應(yīng)用最廣泛的穿孔設(shè)備，包括曼氏穿孔機(jī)、狄舍爾穿孔機(jī)、菌式穿孔機(jī)以及三輥穿孔機(jī)。本次設(shè)計(jì)采用的是曼氏穿孔機(jī)。曼氏穿孔機(jī)的特點(diǎn)是對(duì)心性好，毛管壁厚較為均勻，延伸系數(shù)m=1.254.5。 設(shè)備性能：主電機(jī)：N=200KW, n=200400轉(zhuǎn)/分，U=750V, I

12、額=2850A主減速機(jī)傳動(dòng)比：i=2.58 操作：（1）嚴(yán)格按軋制表及可換部件配置表調(diào)整安裝工具。 （2）管坯不得長(zhǎng)時(shí)間在輥道上及料槽上停留，放冷的管坯嚴(yán)禁軋制。 （3）用推料機(jī)要平穩(wěn)咬入。 （4）機(jī)械調(diào)整正確。 （5）頂桿接頭保持完好，磨損了要及時(shí)更換并應(yīng)準(zhǔn)確地將頂桿調(diào)整在機(jī)械中心線上，工作中定心，輥不得打開(kāi)過(guò)早防止鼓頂桿。圖3一3 穿孔機(jī)原理圖圖3一4 軋輥尺寸及幾何形狀3.3.6.軋管:目的：是消除螺旋形壁厚不均，并實(shí)現(xiàn)穿孔后的鋼管壁厚減薄起延伸作用獲得外徑，平均壁厚符合要求的鋼管。設(shè)備性能：壓下裝置： (1)上壓下螺絲，從原位算起向上最大行程210mm，向下最大行程60mm. (2)螺

13、絲升降速度： 1.9mm/s (3)減速機(jī)傳動(dòng)比： i=154 (4)電機(jī)功率： N=11KW 轉(zhuǎn)速： n=715轉(zhuǎn)/分 回送輥裝置：(1)電機(jī)功率：N=55KW(2)減速機(jī)傳動(dòng)比： i=3 (3)輥直徑540600mm 輥身長(zhǎng) 1680mm 主電機(jī)：功率P=880KW 轉(zhuǎn)速n=400500轉(zhuǎn)/分 額定電流I=1270A 允許最大電流Imax=2700A跳閘電流I=2000A 主減速機(jī)：主動(dòng)軸最大力矩M=664噸·米 飛輪力矩GD2=20噸·米2 傳動(dòng)比i=5.67 模數(shù)Mn=16 主動(dòng)輪齒數(shù)Z1=30被動(dòng)輪齒數(shù)Z2=70 齒輪寬度B=880mm 高速軸及飛輪重G=10.6

14、5噸 人字齒輪機(jī)座：表3一2 人字齒輪座機(jī)座操作：(1)按調(diào)整規(guī)程及軋制表進(jìn)行調(diào)整及選擇軋制工具 (2)管應(yīng)被順利平穩(wěn)咬入前端嘴圓，后端平齊 (3)軋出的管子尺寸與軋制表要相等 (4)電機(jī)負(fù)荷未超出規(guī)定范圍 (5)用雙槽單軋跟蹤軋制的方法軋制，第二道軋制前需要將管子翻轉(zhuǎn)90 03.3.7. 均整 目的:是輾平管壁的局部耳子、直道，使軋管后的荒管擴(kuò)徑、變圓比并精整內(nèi)外表面。 主要設(shè)備及技術(shù)要求： 主電機(jī)：表3一3 主電機(jī)參數(shù)主減速機(jī)：表3一4 主減速機(jī)參數(shù)3.3.8.定（減）徑機(jī) 鋼管定徑、減徑（或張力減徑）過(guò)程是空心體不帶芯棒的連軋。定徑的任務(wù)是在較小的總減徑率和小的單機(jī)架減徑率條件下，將鋼管

15、軋成具有要求尺寸精度和真圓度的成品管，減徑除了起定徑作用外，還有較大的減徑率。實(shí)現(xiàn)大管料生產(chǎn)小口徑鋼管的目的，主要用二輥定、減徑機(jī)。 目的：是清除均整后的鋼管的外徑不圓，滿足技術(shù)條件的規(guī)定。 主要設(shè)備技術(shù)性能：表3一5 主要設(shè)備技術(shù)性能要求：1 按軋制規(guī)程進(jìn)行軋輥安裝，各架孔型中心線必須調(diào)整一致，且與軋制線一致。 2 機(jī)器調(diào)整必須按軋制表準(zhǔn)確進(jìn)行，不準(zhǔn)兩輥傾斜及錯(cuò)位。3 電機(jī)不超負(fù)荷。 圖3一5 定徑機(jī)的示意圖1 主電機(jī) 2 復(fù)合減速機(jī) 3 連續(xù)軸4 定徑機(jī)圖3一6 定徑機(jī)的孔型圖3.3.9.冷卻 目的：是將定徑后的熱軋管均勻冷卻在1001600C以下，便于矯直。 設(shè)備能力及技術(shù)性能： (1)

16、1#、2#冷卻臺(tái)電動(dòng)機(jī)功率 N=4.5KW 轉(zhuǎn)速 n=4501800轉(zhuǎn)/分 (2)1#、2#冷卻臺(tái)鏈輪直徑D=650mm 鏈條間距a=1200mm 軋道間距b=600mm (3) 減速機(jī)傳動(dòng)比 i=18.24 (4)鏈條移動(dòng)速度 v=0.00850.033m/s (5)二次冷卻溫度 T=501000C (6)冷卻臺(tái)尺寸： 寬度=16800mm 長(zhǎng)度：1#=11000mm 2#=31500mm (7)冷卻時(shí)間：1# 5.521.5分鐘 2# 1621分鐘 (8)斜度：12%1.3.10.矯直:目的：是用來(lái)矯直冷卻后的鋼管并能清除部分鋼管橢圓度，采用“彎曲壓扁”方式矯直鋼管。嚴(yán)禁用矯直機(jī)減小鋼管外

17、徑。 主要設(shè)備技術(shù)性能： (1)矯直機(jī)型號(hào)：168mm矯直機(jī)(2)矯直速度：1380m/分 (3)最大矯直力：226噸 (4)矯直精度1mm/m (5)主電機(jī)：N=90KW V額=440V I額=221A n=01500轉(zhuǎn)/分 (6)減速比 i=1/9.851 (7)主動(dòng)輥尺寸：380×560mm 被動(dòng)輥尺寸：320×480mm (8)軋輥角度可調(diào)范圍：27°35° (9)主動(dòng)輥間距=900mm 主動(dòng)輥與被動(dòng)輥間距=820mm3.3.11.吹風(fēng) 目的：是用高壓氣將鋼管內(nèi)灰塵吹盡，以便切管。 3.3.12.切頭 （一）6uTH切管機(jī) 作用：切斷無(wú)縫管端頭，

18、并對(duì)端頭倒棱. 可加工管坯范圍：鋼質(zhì) 10#45#及屈服點(diǎn)不超過(guò)95kg/2mm的合金鋼。 規(guī)格：D0=57168mm s=3.540mm l前=16mm l均后=5.515mm 重量maxQ1500kg(二)2115型切管機(jī) 用途及產(chǎn)品范圍：本品與附屬升降臺(tái)配合，專(zhuān)門(mén)用于切除鋼管的兩端或中間切斷，并能把鋼管截成定尺或倍尺長(zhǎng)度。 切管規(guī)格范圍：D外=38195mm s20mm l=414mm 設(shè)備技術(shù)性能：主軸軸套內(nèi)孔直徑：180mm 主軸中心線離地高度：1100mm 刀架最大行程：75mm 進(jìn)退刀速度：rmax=3.6m/分 vmax=3.8m/分 vi=15150mm/分主傳動(dòng)電機(jī)：P=1

19、0KW n=960轉(zhuǎn)/分 刀臺(tái)傾角度為10°重量：6400 kg3.3.13.檢查與包裝 它包括橫斷面尺寸精度的檢測(cè)，表面質(zhì)量檢查和無(wú)損探傷。取樣進(jìn)行物理機(jī)械性能實(shí)驗(yàn)、水壓實(shí)驗(yàn)、長(zhǎng)度測(cè)量、打印、表面涂油、打捆、包裝和稱重。經(jīng)檢查不合格的鋼管，視其缺陷的嚴(yán)重程度或報(bào)廢或改尺，或重新返回精整。這是保證質(zhì)量的重要措施之一。四.軋制表的制定成品規(guī)格123×8管坯130毛管外徑D136.5橢圓度系數(shù)1.12壁厚S10頂頭位置C91.7內(nèi)徑d116.5頂桿位置y95導(dǎo)板間距I131頂頭直徑110軋輥間距B117送進(jìn)角100絕對(duì)壓下量H13入口錐角30頂前壓下率2.6%出口錐角3.50穿

20、孔機(jī)延伸系數(shù)3.2表31穿孔機(jī)能力參數(shù)軋管機(jī)外徑mm壁厚mm內(nèi)徑mm一道次mm二道次mm頂桿直徑mm總延伸系數(shù)軋機(jī)系數(shù)軋槽高Hmm13071161151161054.761.50130表32軋管機(jī)參數(shù)均整機(jī)外徑Dmm壁厚Smm內(nèi)徑dmm頂頭直徑mm頂桿直徑mm軋輥間距B mm導(dǎo)板間距I mm橢圓系數(shù)延伸系數(shù)13571211181101321381.050.97表33均整機(jī)參數(shù)定徑機(jī)（5架）熱狀態(tài)尺寸Dmm機(jī)架數(shù)軋槽高amm軋槽寬bmm各孔型平均直徑mm壓縮率橢圓度系數(shù)偏心距emm工作直徑Dmm工作輥轉(zhuǎn)速n轉(zhuǎn)/分半徑Rmm各機(jī)架斷面面積F mm各機(jī)架延伸系數(shù)124.231131.9134.513

21、3.21.35%1.021.31336.120.3467.312322127.1132.2129.62.7%1.042.60339.751.366.211961.033123.6128.5126.12.7%1.042.50341.351.164.311611.044123.2125.7124.41.35%1.021.26340.650.262.911441.015123.2123.2124.4010340.619.461.611441表34定徑機(jī)參數(shù)名稱參數(shù)輥徑D1000mm輥身長(zhǎng)度L700mm輥身直徑d500mm輥徑長(zhǎng)I450mm入口錐角30出口錐角3.50表35穿孔機(jī)軋輥主要參數(shù)名稱參數(shù)頂

22、頭直徑D100mm鼻部直徑d27.3mm過(guò)度圓弧半徑r13.65mm鼻部長(zhǎng)度I27.3mm穿孔錐長(zhǎng)度I150mm輾軋長(zhǎng)度50mm反錐長(zhǎng)度I10mm總長(zhǎng)度I237.3材質(zhì)25CrNi4VA表36穿孔機(jī)頂頭參數(shù)本次設(shè)計(jì)采用中間開(kāi)花法制定軋制表： 已知條件：成品尺寸：123×8×12000mm 坯料尺寸：130 材質(zhì)：10號(hào)鋼4.1軋管機(jī) 軋管機(jī)的壁厚：S軋=S成-（0.5-1.0）=8-（0.5-1.0）=8-1=7mm 外徑： D軋=H軋槽高=130mm 內(nèi)徑：d軋=D軋-2S軋=130-2×7=116mm 軋管頂頭直徑： S軋2= d軋=116mm S軋1= S軋

23、2-（13）=116-1=115mm 頂桿直徑：D桿=d軋-(815)=116-11=105mm總延伸系數(shù)：總=4.76（k為燒損系數(shù)，碳鋼k=0.970.98）扎= =1.50工具設(shè)計(jì)： 軋輥參數(shù)： 工作輥轉(zhuǎn)速：n=70132轉(zhuǎn)/分 工作輥：D=720mm D1=510mm D2=330mm 回送輥：D=560mm d1=400mm d2=260mm L=1680mm l1=750mm l2=450mm4.2穿孔機(jī)毛坯外徑：D穿=（1.031.08）×D軋=1.05×130=136.5mm 毛坯壁厚：S穿=S軋+（35）=7+3=10mm毛坯內(nèi)徑：d穿=D穿-2S穿=13

24、6.5 -2×10=116.5mm 頂頭直徑：穿 =d穿-K穿=116.5-6.5=110mm（其中k穿為穿孔機(jī)內(nèi)擴(kuò)徑量，一般，鞍鋼：415mm機(jī)組：1015 小型機(jī)組：47mm） 絕對(duì)下量：H=(10%15%)×D坯=10%×130=13mm 軋輥間距：Bck= D坯-H=130-13=117mm 導(dǎo)板間距：Lck=H+（02）=130+1=131mm 橢圓度系數(shù)：= = =1.12頂桿位置：yc= = =95mm備注：L2:軋輥出口錐長(zhǎng)L3:反錐長(zhǎng) 固定式 515mm 更換式 3050mm2：出口錐角3.5°頂頭位置：C=l0+l1+l2- =26+

25、110+62- =91.7mm其中：L0：頂頭鼻部長(zhǎng) L1：穿孔錐長(zhǎng) L2：平整錐長(zhǎng) d0：頂頭鼻部直徑 d0=(0.150.25) ×D坯=0.2×130=26mm L0= (0.81.0) ×d0=1×26=26 mm L1=（1.02.5）×D1=1.5×110=165 mm D1=穿=110 mm L2=（1.51.75）×Z=（1.51.75）××D坯×tan×Y=62mm ´p´ a式中：送進(jìn)角10°°滑動(dòng)系數(shù) SX=(0.40.9)

26、 SY=(0.50.7)頂桿長(zhǎng)：l頂=l0+l1+l2+l3=26+110+62+10=208mm 頂頭壓下率： = = =2.6%延伸系數(shù)：總= = =3.2工具設(shè)計(jì)：軋輥具體參數(shù)： 送進(jìn)角：10°a=° 1=3°° 2=3.5°° 850×500f´ 材質(zhì)55# 鍛鋼 頂頭參數(shù)： 頂頭長(zhǎng)取L=208mm 鼻部長(zhǎng)l0=26mm 鼻部直徑d0=26mm L1=110mm L2=62mm L3=10mm r1=4mm r2=5mm 4.3均整機(jī) 外徑:D均= D軋+（310）=130+5=135mm 壁厚：S均= S

27、軋=7mm 內(nèi)徑： d均= D均-2 S均=135-2×7=121mm 頂頭直徑：均頭 =2 軋+（14）=116+2=118mm 頂桿直徑： 均桿= 均頭 -（215）=118-8=110mm 軋輥間距：Bck=均頭+2 S均=118+2×7=132mm 導(dǎo)板間距：Lck=2D均-B=2×135-132=138mm 橢圓度系數(shù)：= = =1.05延伸系數(shù)：均= = = 0.97工具設(shè)計(jì)： 軋輥材質(zhì)是鉬合金冷硬鑄鐵。傾角b=8°° 直徑D=780mm 長(zhǎng)度l=600mm 轉(zhuǎn)速n=109164轉(zhuǎn)/分 頂頭材質(zhì)是合金鑄鐵。 D=120mm B=24

28、5mm C=85mm e1=25mm e2=110mm a=25mm d=65mm R=5mm 4.4定徑機(jī) 熱狀態(tài)尺寸：D定=D成×（1.011.015）=123×1.01=124.23mm 壓縮率：定= = 8.00%=1-=1-=2.7% =1.35%D2=D3=2.7%D5=0各孔型平均直徑：=（1-Di）=D均（1-D1）=135×（1-1.35%）=133.2mm=（1-2.7%）=129.6mm=（1-2.7%）=126.1mm=（1-1.35%）=124.4mm=124.4mm橢圓度系數(shù)：=1.02=1.04=1扎槽高：ai=a1=131.9mma

29、2=127.1mma3=123.6mma4=123.2mma5=123.2mm扎槽寬：bi=iaib1=1.02×131.9=134.5mmb2=1.04×127.1=132.2mmb3=1.04×123.6=128.5mmb4=1.02×123.2=125.7mmb5=1×123.2=123.2mm半徑：Ri=R1=67.3mmR2=66.2mmR3=64.3mmR4=62.9mmR5= =61.6mm 偏心距：e= e1=1.31 e2=2.60 e3=2.50 e4=1.26 e5=0 工作輥直徑：Dgi=D+g-0.75ai 輥縫g=1

30、.55mm 輥環(huán)直徑D=430mm本次設(shè)計(jì)五機(jī)架的輥縫分別為5，5，4，3，3 Dg1=430+5-0.75×131.9=336.1mmDg2=430+5-0.75×127.1=339.7mmDg3=430+4-0.75×123.6=341.3mmDg4=430+3-0.75×123.2=340.6mmDg5=430+3-0.75×123.2=340.6mm各機(jī)架斷面：Fi=×（Si Si=10mmF1=（133.2-10）×10=1232mm2F2=（129.6-10）×10=1196mm2F3=（126.1-1

31、0）×10=1161mm2F4=（124.4-10）×10=1144mm2 F5=1144mm2各架時(shí)第一架的延伸系數(shù)：i=2=1.03 3=1.03 4=1.01 5=1工作輥轉(zhuǎn)速：ni=in1 n=6001500轉(zhuǎn)/分 i=14.9 取n=750轉(zhuǎn)/分n1=50.34轉(zhuǎn)/分n2=1.03××50.34=51.3轉(zhuǎn)/分 n3=1.03××50.34=51.1轉(zhuǎn)/分n4=1.01××50.34=50.2轉(zhuǎn)/分 n5=1××50.34=49.7轉(zhuǎn)/分工具設(shè)計(jì)： 軋輥材質(zhì)是低鉻無(wú)限冷硬球墨鑄鐵。 轉(zhuǎn)

32、速：n=40100轉(zhuǎn)/分 輥身直徑d=350450mm l=255mm 架數(shù)=5 孔型： 13架為橢圓孔型 45架為圓孔型 具體尺寸見(jiàn)軋制表五 力能參數(shù)及強(qiáng)度校核5.1計(jì)算機(jī)剪切及加熱能力剪切：坯料定尺:Lp= =1396.95mm式中：l0 成品長(zhǎng)取6000mm l切頭尾長(zhǎng)度：合金鋼切250mm左右 碳素鋼切450mm左右 K 燒損系數(shù)：（0.970.995） 碳鋼=0.97 合金鋼=0.995 加熱能力： 加熱時(shí)間：=Kjr×D坯=130×30/3600=1.08小時(shí)Kjr與鋼種有關(guān)的系數(shù)：碳鋼：3033 s/mm 一般合金鋼：3648 s/mm 這里取Kjr =30

33、s/mm裝爐量：A=n×330根q布料角=1.5020° a裝爐角=300° 采用雙排布料即n=2X=305 去掉30根隔料管 X=275每根重：Gp=F×Lp×=×（×1396.95×7.85×10-6=145.48kg式中：密度=7.85×10-6每小時(shí)產(chǎn)量：G=Gp×X=145.48×305=44.37噸/小時(shí) 3.2.穿孔機(jī)能力參數(shù)計(jì)算 工具設(shè)計(jì)和軋機(jī)調(diào)整是影響工藝過(guò)程的決定性因素之一。對(duì)各種穿孔機(jī)和軋管機(jī)的工具設(shè)計(jì)和調(diào)整要求是：1. 咬入條件良好，穿孔過(guò)程進(jìn)行順利2

34、. 毛管或鋼管筆直，內(nèi)外表面質(zhì)量好，幾何尺寸符合要求3. 單位能耗小，軋機(jī)符合負(fù)荷在允許的條件下4. 工具壽命高，磨損均勻5. 機(jī)組生產(chǎn)率高工具設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容是確定工具形狀和主要尺寸，并選擇工具材質(zhì)及技術(shù)要求（1） 輥徑D輥徑：軋輥滾軸直徑D首先從咬入條件和提高穿孔率的要求為出發(fā)點(diǎn)來(lái)選擇，然后在復(fù)核其強(qiáng)度。根據(jù)對(duì)現(xiàn)有穿孔機(jī)分析：D=Dp其中Dp穿孔機(jī)管坯的最大直徑本設(shè)計(jì)中采用140自動(dòng)式軋管機(jī)組，Dpmax=160mm=67.5 D=Dp=（67.5）×160=（9601200）mm D取1000mm（2） 輥身長(zhǎng)度L：以滿足工藝對(duì)管坯直徑壓下量和，毛管外徑量的要求為依據(jù)來(lái)確定L=L

35、1+L2+L3L1=+R1 L2=+R2式中：Dpmax該穿孔機(jī)的管坯直徑壓下量最大Dpmax=Dpmax-Bck=160-117=43mm （Dk+Dp）max該穿孔機(jī)的出口處毛管外擴(kuò)量最大（Dk+Dp）max=（Dm-Bck）max=136.5-117=19.5mmR1，R2端面圓角半徑，取1525mm，由于0時(shí)的變化區(qū)長(zhǎng)將比=0時(shí)的短些，因此不考慮R1，R2對(duì)于140自動(dòng)式軋管機(jī)組，入口錐角1=303.50，出口錐角2=303.50本設(shè)計(jì)中?。?=30，2=3.50Dpmax=43mm，（Dk+Dp）max=19.5mmL1=+R1=+20=430.2mmL2=+R2=+20=179.4

36、mmL3：輾扎帶，一般L3=020mm，或L3=（0.010.04）L穿；當(dāng)12很小時(shí)，L3取0，即兩錐用大圓弧過(guò)度。本設(shè)計(jì)L1取500mm，L2取200mm，L3=0，1=30，2=3.50L=L1+L2+L3=500+200+0=700mm輥徑直徑d=（0.50.55）D=（500550）mm取d=500mm輥徑長(zhǎng)l=（0.81.0）d=（400500）mm取450mm5.3穿孔機(jī)頂頭設(shè)計(jì)頂頭直徑：穿=dmk穿=110（415）=10695 取100mm鼻部直徑：d0=（0.150.25）D坯=（0.150.25）×136.5=27.3mm過(guò)度圓弧：r0=13.65mm鼻部長(zhǎng)度：

37、l0=（0.81.0）d0=1×27.3=27.3mm穿孔錐長(zhǎng)度：l1=12.5l1=1.5穿=1.5×100=150mm輾扎長(zhǎng)度：Zch=×Dmtan×=×136.5×tan100×0.8=30.2l2=（1.51.75）Zch=45.352.9 取50mm反錐長(zhǎng)度：l3隨頂頭類(lèi)型而定一般515mm 取10mm 總長(zhǎng)度：l=l0+l1+l2+l3=27.3+150+50+10=237.3mm材質(zhì)：由于頂頭在工作時(shí)需承受很大的壓力和高的熱負(fù)荷，因此需采用有良好的高溫強(qiáng)度，導(dǎo)熱性并耐高冷的材料制造，本設(shè)計(jì)采用25CrNi4VA

38、 5.4穿孔機(jī)能力參數(shù)計(jì)算輥身長(zhǎng)L=700mm 軋輥間距B=117mm 導(dǎo)板間距l(xiāng)=131mm軋輥直徑：D=1000mm 滑動(dòng)系數(shù)=0.8 摩擦系數(shù)fz=0.005頂頭工作錐角：r1=12.250 r2=3.50° 輥頸直徑: d頸=500mm 輥頸長(zhǎng)：l=450mm變形區(qū)長(zhǎng)：l變=+=+=124.03+159.41=283.44mml1=124.03mm l2=159.41mm l變=283.44mm單位壓下量：rx=Dmtan（tan1+tanr1） =××136.5×tan100×0.8×（tan30+tan12.250）=5.82mm接觸寬度： b=25.76mm接觸面積：F1=0.67bl1=0.67×25.76×124.03=2140.66mm2 F2=1.2bl2=1.2×25.76×159.41=4927.68mm2 入口錐的平均單位壓力：=（1.8-）（1-2.72）（1.15s） =（1.8-）1-2.7×（）2 ×1.15×2.05=3.51出口錐的平均單位壓力： =0