自动穿透检查穿孔机

编辑：穿孔机厂家，来源：抖音，浏览量：117，时间：2022-03-13 12:40

自动穿透检查穿孔机，，

很多人都知道无缝钢管都是圆钢穿孔来制造的，但是无缝钢管穿孔是怎么一个过程 没有来现场看过的人 很难了解，如果有条件，还是建议到现场看看。今天我就给大家介绍介绍无缝钢管的穿孔的原理：（文章有点长，读完大概要30分钟的时间，觉得没时间的，可以先收藏了，以后有时间再慢慢看。）

1.  穿孔的发展过程是什么?

今天在无缝钢管生产过程中,穿孔工艺被广泛应用而且是非常经济的。1886年德国的曼内斯曼兄弟申请了用斜辊穿孔机生产管状断面产品的专利。专利中描述了金属变形时内部力的作用和使用两个或多个呈锥形的轧辊进行穿孔，因此被称作曼内斯曼穿孔过程。

由R.C 斯蒂菲尔发明的导板使得穿孔后的毛管长度得到增加。后来S.狄舍尔发明了导盘，使穿孔效率得到更大提高。在1981年出现了双支撑的锥形辊穿孔机（单支撑的锥形辊穿孔机由R.C 斯蒂菲尔发明于1899年发明），它比以前的穿孔机在金属的变形上有明显的改进。      

德国和美国在20世纪上半叶将穿孔进行了很大改进， 后半叶德国、俄罗斯和日本又将穿孔机向前推进了一步，近一段时间中国也取得了很大成绩。

当今无缝钢管生产中穿孔工艺更加合理和穿孔过程实现了自动化。常见的穿孔机有锥形辊穿孔机和桶形辊穿孔机。

 

2.  穿孔工序在现代钢管生产中的作用?

在无缝钢管生产中,穿孔工序的作用是将实心的管坯穿成空心的毛管。整个 生产过程一般包括穿孔、轧管和定减径工序。穿孔作为金属变形的第一道工序，穿出的管子壁厚较厚、长度较短、内外表面质量较差，因此叫做毛管。如果在毛管上存在一些缺陷，经过后面的工序也很难消除或减轻。所以在现代钢管生产中穿孔工序的起着重要作用。

 

3.  管坯穿孔的方式有几种?

管坯的穿孔方式有压力穿孔，推轧穿孔和斜轧穿孔。

（1）压力穿孔

压力穿孔是在压力机上穿孔，这种穿孔方式所用的原料是方坯和多边形钢锭。工作原理是首先将加热好的方坯或钢锭装入圆形模中 （此圆形模带有很小的锥度），然后压力机驱动带有冲头的冲杆将管坯中心冲出一个圆孔。这种穿孔方式变形量很小，一般中心被冲挤开的金属正好填满方坯和圆形模的间隙,从而得到几乎无延伸的圆形毛管,延伸系数最大不超过1.1。

（2）推轧穿孔

推轧穿孔是在推轧穿孔机上穿孔,这种穿孔方式是压力穿孔的改进。把固定的圆锥形模改成带圆孔型的一对轧辊。这对轧辊由电机带动方向旋转（两个轧辊的旋转方向相反），旋转着的轧辊将管坯咬入轧辊的孔型，而固定在孔型中的冲头便将管坯中心冲出一个圆孔。为了便于实现轧制，在坯料的尾端加上一个后推力（液压缸），因此，叫做推轧穿孔。

这种穿孔方式使用方坯，穿出的毛管较短，变形量很小，延伸系数一般不大于1.1。推轧穿孔的优点如下：

1）坯料中心处于压应力状态，过程是冲孔和纵轧相结合，不会产生二辊斜轧的内折缺陷，毛管内表面质量好，对坯料质量要求较低；

2）冲头上的平均单位压力比压力穿孔小50％左右，因而工具消耗较小；

3）穿孔过程中主要是坯料的中心部分金属变形，使中心粗大而疏松的组织很好的加工而致密化，同时在压应力作用下，毛管内外表面不易产生裂纹。

4）生产率比压力穿孔高，可达每分钟两支；

以上两种穿孔多生产特殊钢种的无缝钢管，现存的机组很少，因变形量很小，毛管短且厚，因而在热轧无缝钢管机组中要设置斜轧延伸机，将毛管的外径和壁厚减小并使管子延长。另外容易产生较大的壁厚不均。

（3）斜轧穿孔

这种穿孔方式被广泛的应用于无缝钢管生产中，一般使用圆管坯，靠金属的塑性变形加工来形成内孔，因而没有金属的损耗。

4.  斜轧穿孔机的分类?

斜轧穿孔机按照轧辊的形状可分为锥形辊穿孔机、盘式穿孔机和桶形辊穿孔机。按照轧辊的数目分又可分为二辊斜轧穿孔机和三辊斜轧穿孔机。

斜轧穿孔机不管轧辊的形状如何不同，为了保证管坯曳入和穿孔过程的实现，都由以下三部分组成：穿孔锥（轧辊入口锥），辗轧锥（轧辊出口锥）和轧辊压缩带——由入口锥到出口锥之过渡部分。

 

5.  二辊式穿孔机和三辊式穿孔机的特点?

二辊式穿孔机主要有带导辊的穿孔机、带导板的穿孔机和带导盘的穿孔机，带导辊的穿孔机一般不常用，只用于穿孔软而粘的有色金属，如铜管、钛管等。带导板的穿孔机具有孔型封闭好、接触变形区长、穿出的毛管壁厚可以更薄的特点而仍然得到重视；带导盘的穿孔机越来越得到发展，它的特点是：

1）生产率高，这是由于主动导盘对轧件产生轴向拉力作用，导致毛管轴向速度增加。最快可以达到3～4支／分；

2）由于导盘的轴向力作用，使管坯咬入容易一些，减少了形成管端内折的可能性，也可以提高壁厚的精度；

3）导盘比导板有较高的耐磨性，从而减少了换工具的时间并提高了工具寿命；

   三辊式穿孔机的特点是：

        i.      由于三个辊呈等边三角形布置，因而在变形中管坯横断面的椭圆度小；

       ii.      由于三个辊都是驱动的，仅存在顶头上的轴向力，因而穿孔速度较快，但顶头上的轴向阻力比二辊式大；

     iii.      在轧制实心管坯时，由于管坯始终受到三个方向的压缩，加上椭圆度小，一般在管坯中心不会产生破裂，即形成孔腔，从而保证了毛管内表面质量。这种变形方式更适合穿孔高合金钢管。三个轧辊穿孔时坯料和顶头容易保正对中，因此毛管几何尺寸精度高，即毛管横断面壁厚偏差小。

       iv.      因穿孔薄壁毛管时容易形成尾三角，使毛管尾端卡在轧辊辊缝中，更适合穿孔中厚壁毛管。d/s比不超过8。

6.  导板和导盘的比较

导板和导盘是穿孔机常用的导位装置，导辊是一种老式的导位装置，现在几乎不用了。导板和导盘的区别为：

1)   导板对孔型的封闭好，可以根据变形区的长度设计导板的长度，而导盘在变形呈弧形分布，接触长度较短，轧辊和导盘的间隙逐渐增大，金属容易进入辊缝而产生链带；

2)   因导盘的主动旋转，可以提高穿孔效率，管坯也容易咬入。导板则次之

3)   使用导板的穿孔机的延伸系数（即可以生产的毛管最小壁厚）比使用导盘的穿孔机要大。

基于以上特点，带导板的穿孔机仍然是一种主流机组。

 

7.  穿孔机的孔型由什么组成?

穿孔机的孔型由轧辊、导盘（或导板）和顶头组成。见下图

 

注：Roll—轧辊；plug---顶头；diescher Disc—狄舍尔导盘

 

8.  锥形辊穿孔机和桶形辊穿孔机的比较?

这两种穿孔机是当今广泛使用的主要机组，锥形辊穿孔机的历史较短，具有更多优点。比较如下：

1）桶形辊穿孔机和锥形辊穿孔机的轧辊均可以上下和左右布置；

2）桶形辊穿孔机的轧辊由两个锥形组成，锥形辊穿孔机的轧辊由一个锥形组成；

3）桶形辊穿孔机的轧件速度变化为小－大－小，锥形辊穿孔机的轧件速度随轧辊直径的增加从小逐步增大；

4）毛管在孔型中的宽展，锥形辊穿孔机要小些，更有利金属轴向延伸变形,附加变形小,毛管内表面质量好，壁厚精度较桶形辊穿孔机高；

5）锥形辊穿孔机的延伸系数比桶形辊穿孔机大，更适合穿孔薄壁毛管，使得轧管机组的机架数目可以减少；d/s比不超过27，使用中不超过20为最佳。

 

二辊式斜轧穿孔机的设备组成

 

9.  斜轧穿孔机的设备由哪几部分组成?

穿孔机设备由主传动、前台、机架和后台四大部分组成。

主传动一般由主电机或主电极+变速箱组成。

前台设备一般包括受料槽、导管和推钢机组成。

机架中包括轧辊和导向设备（导盘或导板）。

后台设备主要包括定心辊、毛管回送辊道、顶杆小车、顶杆小车的止推座及将毛管从穿孔机组运送到轧辊机组的运输设备，常见的运输设备有传送链、回转臂和电动车。

 

10. 主传动的方式及特点?

穿孔机的主传动电机可以使用直流电机或交流电机。直流电机一般通过传动轴直接与轧辊连接，而交流电机则通过减速机和传动轴与轧辊连接。

一个机组可以使用一个电机，即一个电机连接减速机，减速机输出两个输出轴用来驱动轧辊。也可以每个轧辊使用一个电机单独驱动。

穿孔机使用的接轴有万向接轴和十字头接轴。十字头接轴具有良好的调节性能，无论在水平面和垂直平面内都可以产生相对的角位移。

11. 穿孔机传动轴与轧辊的连接方式?

主要连接方式有两种.一种是螺栓连接,这种方式普遍使用,不足之处是拆卸时间较长且在生产中容易松动.两一种方式是扁轴连接,拆卸十分容易,越来越多被采用.

 

12. 管坯定心机的组成结构?

定心方法有两种，即热定心和冷定心。热定心是用压缩空气或液压在热状态下冲孔。特点是生产效率高，设备简单，同时由于冲头形状与顶头鼻部形状相适应，能获得良好的定心孔形状。从近些年的发展来看，热定心工序有逐步被取消的趋势。

冷定心是在离线状态下在机床上钻孔，冷定心仅在高合金或重要用途钢管的生产中采用。

13. 推钢机的作用及形式?

为了将管坯推入轧辊之间，在穿孔机的前台安置推钢机。老式的推钢机采用气动，另外还有链式推钢机和液压推钢机。推钢机的前端装有可以转动的推钢头。现代的推钢机速度可以设定即靠近轧辊前高速推进以节省时间，靠近轧辊时降速以适应管坯的咬入状况。

14. 穿孔机机座（牌坊）有哪几部分组成?

穿孔机的机座大多由包括以下几部分:

1)   转鼓,又称作轧辊箱。作用是放置轧辊，轧辊在转鼓内滑动或与转鼓紧固在一起。

2)   轧辊倾角调整装置，常用的驱动设备是电机+蜗轮蜗杆+定位器（编码器），作用在转鼓上。一般放置的位置在牌坊的侧面。由于立式穿孔机的下转鼓在水平面以下，冷却水及氧化铁皮的长时间冲刷，工作环境恶劣，给电机的维护带来困难，用液压马达替代电极可以解决此问题。

3)   轧辊倾角调整的平衡装置

与轧辊倾角调整装置组合，消除穿孔过程中产生的间隙和冲击。根据转鼓的形状不同，安装的位置可以与倾角调整装置在一侧或另外一侧。常使用液压缸实现此功能。

4)   轧辊的平衡装置

作用是消除穿孔过程中对轧辊的瞬间冲击。

5)   导向装置

导向装置主要指导板和导盘的驱动和调整装置。

6)   机盖

机盖上一般安装轧辊间距的调整装置。

 

15. 机架盖的打开方式?

常见的机架盖打开方式有以下几种：

1)   整体拆卸的机架盖，多见于老式的小机组，如76机组和100的卧式穿孔机；

2)   机架盖侧翻式，利用液压缸将机架盖侧翻起来并放置在机架牌坊的一侧，不足的地方是增加了厂房的高度；

3)   侧移式，现代的穿孔机多采用此种方式，可以将机架盖移到一侧或者将机架盖一分为二分别移到两侧。

4)   无机盖式，压下装置装在牌坊的内侧，轧辊拆装很方便。

16. 常用的轧辊平衡装置有哪几种?

轧辊平衡机构的作用是使轧辊或转鼓紧紧压在压下丝杠的端部，以消除丝杠和轧辊之间的间隙，使轧辊或转鼓能随压下螺丝一起进退。轧辊的平衡装置主要通过液压缸完成（老式穿孔机采用弹簧），作用的位置视转鼓的样式而定，常用的有两种。若转鼓与轧辊固定在一起，则平衡缸的位置一般放在机架内，液压缸直接作用在转鼓上，此种方式常见于锥形辊穿孔机；另一种方式是液压缸放在机架盖上通过T形装置作用于轧辊，此种方式常见于桶形辊穿孔机。

 

17. 轧辊间距的调整方式有哪几种?

轧辊间距的调整方式一般都是通过涡轮、涡杆来实现的，卧式穿孔机的调整机构放机架的侧面，立式穿孔机放置在在机盖上。通过一个电机带动两套涡轮、涡杆分别作用在轧辊或者转鼓上，作用点在轧辊的入口侧和出口侧。也有一台电机单独驱动一套涡轮、涡杆单独的调整方式，二者比较，后一种调整方式生产时更加方便，可以依据轧辊的磨损情况或者根据对毛管直径的要求单独调整一个压下装置。

 

18. 导盘驱动的方式及特点?

导盘的驱动方式主要有液压驱动和电机驱动，因导盘本身的重量大加之穿孔时作用在导盘上的扭矩较大，所以驱动的装置的功率就得较大。采用液压驱动一般需要一个单独的液压站，投资大，维护困难；采用电机驱动方式一般用于中小机组。

 

19. 导盘调整方式有哪几种?

导盘调整主要指导盘的间距调整、高度调整和轴向调整。

导盘的间距调整，一般由电机、蜗轮蜗杆组成，驱动导盘装置的底座并配以消除间隙的平衡装置；

导盘的高度调整，因孔型封闭的要求，左右导盘的高度不同，调整的方式有垫片调整即直接在导盘下面加垫片和楔块调整调整即通过楔块并配以平衡装置。

导盘的轴向调整，这种方式不常用。因导盘在穿孔时的接触长度比导板短，为了减小毛管尾部的椭圆度，在穿孔机的设计阶段就将导盘的中心线向后移动一些距离。后移的距离使机组大小而定，一般在30毫米以内。

 

20. 导板更换装置的结构?

因导板体积小且容易磨损需要频繁更换的特点，要求调整装置满足：

1)        既要是导板固定可靠，又要更换方便；

2)        导板间距调整灵活

卧式穿孔机导板上下布置，立式穿孔机的导板左右布置，导板的锁紧固定由液压缸完成，一个更换装置上有两个固定锁紧机构，导板可以在线外更换，当一个导板需要更换时，只需将调整装置从机架内用液压缸拉出并旋转1800就可将新导板推入机架内。

 

21. 三辊定心的作用和结构?

由于顶杆很长且直径较小，因此顶杆的刚度较差。为了增加顶杆刚度和防止顶杆在穿孔过程中的抖动，在穿孔机的后台设置定心辊装置。老式穿孔机因毛管较短，定心辊的数目一般为3～4架，随着毛管长度的增加现代的穿孔机定心辊数目为6～7架。

每一台定心辊装置有三个互为1200布置定心辊组成，1个上定心辊和2个下定心辊。

在轧制过程中定心辊的另外作用是：

1)   当毛管未接近定心辊时，三个定心棍将顶杆抱住，并随顶杆而转动。作用是使顶杆轴线始终保持在轧制线上，不至于因弯曲而产生甩动；

2)   当毛管接近定心辊时，上下定心辊同时打开一定距离（小打开位置），使毛管进入三个定心辊之间，毛管就在三个定心辊中旋转前进，起导向的作用；

3)   当一只毛管完全穿透之后，上定心辊向上抬起一个较大的距离（大打开位置），布置在定心辊之间的升降辊同时将毛管托住。

定心辊的驱动最早是由气缸完成的，使用在小机组上。后来被液压缸代替。

定心辊小打开的间距需要根据毛管直径的变化而调整，调整距离指导向毛管时三个辊的距离，距离的大小为毛管直径加毛管跳动量，毛管的跳动量一般为8～12毫米左右，薄壁管可以取上限，厚壁管取下限。

小打开位置调整一般通过调整丝杠来限制液压缸的行程，最新型的液压缸缸体内带有位置检测装置，调整行程只需在调整终端上修改数值即可，具有简单、安全、快捷的优点。

第一架三辊定心辊的位置大多放置在机架以外，为了减小顶杆的悬臂长度及毛管头部的壁厚不均，最新的设计机组将第一架三辊定心辊伸入到机架内或者在机架内设立四辊或三辊式的定心装置。

 

22. 后台升降辊道的作用和结构形式?

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。升降辊道最多有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，很多机组在出口第一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。最新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。

 

23. 顶杆小车的作用和驱动方式?

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（精确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。

顶杆小车的前后移动的方式有液压缸驱动、有电机+滚筒+钢丝绳驱动、有电机+齿条驱动的。特点分别是：液压缸驱动的行程较短，一般在3米左右，适合于顶杆循环的机组；另外两种驱动方式适用于行程较长，一般行程在10～15米左右，非顶杆循环的机组。

 

24. 顶杆小车止推座的结构?

为了使顶头位置在穿孔过程中能够保持不变，顶杆小车要有固定装置，这个固定装置叫做止推座。止推座一般为框架结构，顶杆小车到位后框架上液压缸（或气缸）带动楔块将小车锁死，另外一个液压缸带动楔块消除间隙。

穿孔时，顶头对应轧辊的位置是否正确，直接影响毛管的质量，因此顶头的位置需要时常调整。顶头位置是由顶杆小车位置决定的。为此，在止推座上装有顶杆小车前后位置调整机构。结构一般由电机、蜗轮蜗杆组成并配以平衡液压缸消除间隙。

 

 

25.  顶杆的冷却形式有哪些?

顶杆的循环方式主要有两种。

1)   一种为顶杆不循环，此种方式顶杆一般为内水冷式，而顶头为外水冷式，每穿孔一次更换一个顶头或者直到一个顶头损坏才更换；

2)   另一种方式为顶杆循环使用，此种顶杆结构简单、维护方便，每组一般需要6～12支才能循环使用。

26. 顶头的使用方式有几种？

顶头的使用方式主要有以下几种：

1)   顶头与顶杆连接在一起一同进行循环的。顶头损坏后需要离线进行更换，一般情况下，一组顶杆6～7 支，冷却站在轧线之外，占地面积较大，设备较复杂。

2)   顶头在线循环。即使用一支顶杆，每穿孔一次，顶头更换一次，一般情况下使用三个顶头，顶头循环的次序是1，2，3，再1，2，3。这种方式只更换顶头，使用方便，生产节奏快。但要求顶头的定位精确，工具加工精度高，设备运转正常，否则的话，容易发生顶头与顶杆连接不牢，顶头脱落的情况。

3)   一个顶头／顶杆单独使用。当顶头损坏后，须在线更换顶头顶杆，降低了机组作业率。 

斜轧穿孔机的工具

 

27. 穿孔机有哪些工具?对他们有什么要求?

穿孔机工具主要包括：轧辊、顶头和导板（导盘）。这些工具是直接参与金属变形的。除此之外，还包括顶杆、毛管定位叉、导管、导槽等部件。

工具尺寸和形状要求合理，这样才能保证穿出高质量的毛管