第八章 厚壁鋼管的冷卻和精整

8.1 厚壁鋼管冷卻

厚壁鋼管經(jīng)定徑過后，將通過輥道運(yùn)送到預(yù)精整區(qū)，精整線的首道工序就是冷卻，冷卻在冷床上進(jìn)行。冷床的形式有鏈?zhǔn)嚼浯?、齒條式冷床、螺旋式冷床、步進(jìn)式冷床。我廠采用的是步進(jìn)式冷床，這種冷床的特點(diǎn)：

（1） 冷卻均勻；

（2） 厚壁鋼管表面的損傷少；

（3） 管子可在同一齒內(nèi)旋轉(zhuǎn)，以獲得最大的直線度。

步進(jìn)冷床的長(zhǎng)度為58米，寬度34米，床面傾斜向下，傾角為2．78°。冷床沿寬度方向分四部分，每一部分各有一套提升和平移裝置。冷床的末端設(shè)有水冷裝置，以冷卻厚壁管，冷卻后管子的溫度低于80℃。

8.1.1 冷床結(jié)構(gòu)組成：1 回轉(zhuǎn)臂移送機(jī)：

從定徑機(jī)出來的管子通過輥道運(yùn)送到冷床前端，再通過回轉(zhuǎn)臂移鋼機(jī)將管子送到冷床上冷卻。

2 床身

冷床床身包括一個(gè)焊接鋼結(jié)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)框架、一個(gè)焊接鋼結(jié)構(gòu)的固定框架、活動(dòng)梁的提升、移送裝置。運(yùn)動(dòng)框架、固定框架分別固定有齒條。步進(jìn)梁的提升和平移過程如圖8-1所示，

圖8-1 冷床結(jié)構(gòu)示意圖

當(dāng)升降驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過連桿和拉桿使步進(jìn)框架上、下運(yùn)動(dòng)，從而帶動(dòng)步進(jìn)梁運(yùn)動(dòng)。因?yàn)槠妮S帶動(dòng)的擺桿和活動(dòng)框架是滾動(dòng)接觸，這樣就可以保證活動(dòng)梁在提升驅(qū)動(dòng)過程中只有升降運(yùn)動(dòng)，而無平移運(yùn)動(dòng)。同樣當(dāng)橫移驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)偏心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過連桿使擺動(dòng)機(jī)構(gòu)使運(yùn)動(dòng)框架水平移動(dòng)。

厚壁鋼管在步進(jìn)梁的齒條和固定梁的齒條上通過對(duì)電氣設(shè)備的控制將有兩種動(dòng)作方式，如圖8-2。

圖8-2 厚壁鋼管提升移送圖

為了說明厚壁鋼管的運(yùn)動(dòng)情況，現(xiàn)將兩種情況分解如下：

厚壁鋼管分步前送時(shí)，如圖8-3。在一個(gè)周期內(nèi)管子前移距離為四個(gè)步驟位移之和，為130+150+70+0＝350mm，等于一個(gè)齒形長(zhǎng)。

圖8-3 厚壁鋼管步進(jìn)動(dòng)作圖

厚壁鋼管在同一個(gè)齒形內(nèi)動(dòng)作，如圖8-4。在一個(gè)周期內(nèi)管子前移距離為四個(gè)步驟位移之和，等于130+（一150）十20+0=0。

從上面的圖上可以知道，不論采用哪一種工藝方法，管子在冷床上將不斷地旋轉(zhuǎn)。以獲得良好的矯直度。

圖8-4 厚壁鋼管原地動(dòng)作圖

3 臂式撥入機(jī)

厚壁鋼管經(jīng)過冷卻后，在冷床的末端斜蓖條上將通過兩臺(tái)臂式撥人機(jī)送到水冷槽的旋轉(zhuǎn)送料器上。臂式撥入機(jī)用液壓缸操作。

4 水冷槽

如圖8-5所示，當(dāng)厚壁鋼管在冷床上已經(jīng)冷卻到低于80℃時(shí)，就無需進(jìn)行水冷，這時(shí)厚壁鋼管經(jīng)旋轉(zhuǎn)送料器（如圖8-6）直接越過水冷槽。對(duì)于經(jīng)過冷床后未降到所需溫度的厚壁鋼管，將進(jìn)入水槽冷卻。這時(shí)只需使送料器反方向旋轉(zhuǎn)即可。

圖8-5 冷床后厚壁鋼管水冷和下落機(jī)構(gòu)

圖8-6 旋轉(zhuǎn)送料器

此送料器可以兩個(gè)方向旋轉(zhuǎn)。送料器撥叉的頭上安裝有輥?zhàn)?，輥?zhàn)雍退鄣捉佑|以減

少摩擦。

5 厚壁鋼管下落機(jī)構(gòu)

為了使管子經(jīng)水冷后下降到去預(yù)精整鋸切的管排收集臺(tái)架上，在水冷槽的后面安裝有一套厚壁鋼管下落機(jī)構(gòu)，該機(jī)構(gòu)為易降式液壓杠桿系統(tǒng)，其結(jié)構(gòu)如圖8-7所示：

圖8-7 厚壁鋼管下落機(jī)構(gòu)

厚壁鋼管離開水槽將自行濃動(dòng)到第一級(jí)下降機(jī)構(gòu)的固定梁上，然后被第一級(jí)下降機(jī)構(gòu)的活動(dòng)梁接收，第一級(jí)下降機(jī)構(gòu)在液壓缸操作下使連桿帶動(dòng)全部活動(dòng)梁運(yùn)動(dòng)，將厚壁鋼管送到第二級(jí)下降機(jī)構(gòu)的固定梁上，然后通過同樣的動(dòng)作方式將厚壁鋼管送至管排收集臺(tái)架上。厚壁鋼管被第一級(jí)下降機(jī)構(gòu)送到第二級(jí)下降機(jī)構(gòu)的固定梁的過程中，由于厚壁鋼管在長(zhǎng)度方向上下降的高度不同，因而使厚壁鋼管傾斜，使管中殘留的水排出。但通過第二級(jí)下降機(jī)構(gòu)送至收集臺(tái)架時(shí)，由結(jié)構(gòu)決定使厚壁鋼管下降高度在長(zhǎng)度方向恢復(fù)了平衡。這樣厚壁鋼管就可以很穩(wěn)定地進(jìn)入精整鋸切區(qū)域。

8.1.2 冷床的技術(shù)性能：

冷床型式：步進(jìn)梁式

長(zhǎng)度：58米

寬度：34米

齒數(shù)：164個(gè)

齒距：350毫米

步進(jìn)梁間距：分三段。第一段（長(zhǎng)5米）：500mm；

第二段（長(zhǎng)21米）：1000mm；

第三段（長(zhǎng)32米）：2000mm。

起始2米齒條梁：用鑄鐵板

步進(jìn)梁傳動(dòng)：電氣——機(jī)械傳動(dòng)

管子出料：用易降式杠桿系統(tǒng)

步進(jìn)周期：約15sec

提升電機(jī)：4臺(tái)100KW1100rpm直流

平移電機(jī)：4臺(tái)22KW 1600rpm直流

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