华北金属（天津）有限公司

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升降辊的作用是穿孔前支持顶杆的前行到轧制等待位，穿孔结束后将顶杆上的毛管往后输送，同时也起支持顶杆和毛管的作用。一个穿孔过程中有三个位置即顶杆位、毛管位和下降位。升降辊道多有6～7个辊组成，间隔的布置在三辊定心装置之间。

为了提高短毛管从机架内脱出的速度，很多机组在出口个升降辊的上方安装一个夹送辊，增加了轴向力，加快了毛管脱出速度。

升降辊的驱动有电机集中传动的，也有电机单独传动的，而升降辊的上升和下降更多采用液压缸的动作并依靠调整丝杠的限制来达到不同位置的目的。的驱动方式是采用液压马达驱动并靠有位置传感器定位的液压缸进行升降位置调节。

顶杆小车的作用是将顶头送到穿孔机轧辊之间的适当位置，在穿孔时承受顶头传来的轴向力。

穿孔时顶杆和顶头与管坯一起转动。由于穿孔机轧辊直径一般要比管坯直径大3～5倍，故管坯的转速要比轧辊的转速高3～5倍（计算时要考虑滑移系数）。作用在顶杆小车上的力一般约为轧制力的30～40％，顶头和管坯接触的瞬间还产生冲击载荷。这些力全部作用在顶杆小车上。

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视频作者：华北金属（天津）有限公司

斜轧穿孔过程存在着两次咬入，次咬入是管坯和轧辊开始接触瞬间，由轧辊带动管坯运动而把管坯曳入变形区中，称为一次咬入。当金属进入变形区到和顶头相遇，克服顶头的轴向阻力继续进入变形区为二次咬入。

一般满足了一次咬入的条件并不见得就能满足二次咬入条件。在生产中我们常常看到，二次咬入时由于轴向阻力作用，前进运动停止而旋转继续着即打滑。

1)   一次咬入条件

一次咬入既要满足管坯旋转条件又要满足轴向前进条件。

管坯旋转条件下式确定：

      Mt≥Mp+Mq+Mi

式中Mt-使管坯旋转的总力矩;

Mp—由于压力产生的阻止坯料旋转力矩

   Mq—由于推料机推力而在管坯后端产生的摩擦力矩

Mi—管坯旋转的惯性矩

     如果忽略Mq、 Mi（值很小）则一般的表达式为：

              n(Mt + Mp)≥0   (n—轧辊数)                  (6)

前进咬入条件是指管坯轴向力平衡条件，也就是，曳入管坯的轴向力应大于或等于轴向阻力，其表达式为：

         n(Tx-Px)+P′ ≥0                             (7)

式中: Tx—每个轧辊作用在管坯上的轴向摩擦力

Px--每个轧辊作用在管坯上正压力轴向分量

P′—后推力 (一般为零)

2)   二次咬入条件

二次咬入中旋转条件比一次咬入增加了一项顶头／顶杆系统的惯性阻力矩,其值很小。因此二次咬入旋转条件,基本和一次咬入相同。二次咬入的关键是前进条件。

二次咬入时轴向力的平衡条件：

n(Tx-Px)-Q′≥0

式中：Q′—顶头鼻部的轴向阻力

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钢质

高压气瓶用钢采用无时效镇静钢,一般由碱性平炉、电炉、吹氧碱性转炉冶炼,有些钢种还需经电渣重熔或真空冶炼。主要钢种为锰钢、铬钼钢或其他合金钢,碳钢已很少采用。对化学成分的要求是:碳锰钢C≤0.40%,S≤0.030%,P≤0.035%,S+P≤0.060%;铬钼钢及其他合金钢C≤0.40%,S≤0.035%,P≤0.030%,S+ P≤0. 055%;其他主要成分也作了相应规定。特殊超高强度级轻型气瓶用合金钢的化学成分要求:S≤0.010%,P≤0.015%,S+P≤0.020%对钢的非金属夹杂物和低倍组织均有较严格的要求,非金属夹杂物为:(A+C)类≤3.0级,B类≤3.0级,之和≤5.5级;低倍组织中不允许有白点、残余缩孔、离层、夹渣等缺陷。

力学性能

气瓶是高压容器, 为保证安全使用, 除要求有相应高的抗拉强度、屈服强度外, 还要求有高的伸长率和冲击韧性。一般地区钢瓶的使用环境温度为- 20～ 60℃, 寒冷地区的使用环境温度为-40～60℃; 前者普遍采用经正火或正火+ 回火处理的碳锰钢钢瓶,后者一般采用经调质处理的铬钼钢或其他合金钢钢瓶。按GB5099-94 标准规定, 两类钢经热处理后需分别做-20℃, -50℃V 型低温冲击试验。其冲击韧性、屈强比、伸长率应达到相应的规定值。用作坯料的无缝钢管, 其试样经热处理后的检验结果亦应达到此规定值要求。

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