武莹;吴泽波;朱殿瑞;杨刚
【摘 要】介绍了Φ273 mm三辊连轧管机轧制机架的制造和检验情况,重点对轧制机架的不合格原因进行了查及分析,并确定主要原因为摆动架(轧制机架的三大主要组成部分之一)的加工缺陷.从加工方法和加工工艺两方面对摆动架进行了改进,使轧制机架的合格率由原来的50％提高到92.3％. 【期刊名称】《钢管》
【年(卷),期】2014(043)006
【总页数】3页(P61-63)
【关键词】三辊连轧管机;轧制机架;精度检验;摆动架;加工方法;加工工艺
【作 者】武莹;吴泽波;朱殿瑞;杨刚
【作者单位】太原重型机械集团有限公司,山西太原030024;太原重型机械集团有限公司,山西太原030024;太原重型机械集团有限公司,山西太原030024;太原重型机械集团有限公司,山西太原030024
【正文语种】中 文
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【中图分类】TG333.13
三辊连轧管机的轧管过程主要通过机架的3个轧辊来实现，生产不同直径的钢管需要配备相应规格的轧制机架［1-2］，其制造精度决定着钢管产品的质量；因此，有必要用制造实例来研究轧制机架在制造中存在的问题。本文以太原重型机械集团有限公司（简称太重）自主研发并生产的Φ273 mm限动芯棒三辊连轧管机轧制机架为例进行研究。
太重研制的Φ273 mm限动芯棒三辊连轧管机轧制机架如图1所示。轧制机架由主机架、摆动架和轧辊装置等三大部件组成，轧辊装置安装在摆动架上，摆动架通过销轴安装在主机架上，3个轧辊在机架内呈120°布置［3］，孔型调整时摆动架以销轴为支点摆动，机架内的3个轧辊在压下机构和平衡装置的控制下构成一个孔型。1台连轧管机要求配有6套轧制机架，且6套轧制机架中心线与轧制中心线一致［4-5］。
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太重先期制造了4架轧制机架，发运到装配现场，在机架标定装置上对其精度进行检查［6］。机架标定装置如图2所示。检查要求为：3个轧辊围绕芯轴抱紧，轧辊与芯轴之间的间隙≤0.2 mm时，即判定三辊中心与机架标定装置中心重合，为合格件；反之则为不合格件。检查结果显示2架机架合格，合格率为50%，不合格的机架返厂处理。
2.1 轧制机架缺陷查
轧制机架的三大部件（主机架、摆动架、轧辊装置）直接影响着轧制机架三辊的中心精度；因此从这三大部件查缺陷原因。
对现场合格机架编号为1号和2号，不合格机架编为3号和4号，然后将合格机架与不合格机架的三大部件进行互换，再在机架标定装置上进行检验。检验结果：①轧辊装置互换没有改变检查结果，因此排除轧辊装置对机架质量的影响；②由于摆动架的原因，导致3架轧制机架不合格，不合格频率为75%；③由于主机架的原因，导致1架轧制机架不合格，不合格频率为25%。由此可以看出，影响轧制机架质量的主要问题是摆动架不合格。
答记者问2.2 摆动架加工缺陷分析
依据经验和实际情况，利用排除法，得出导致摆动架存在缺陷的原因主要有以下3点：①摆动架变形大，零件单薄，精加工留余量大，存在加工应力，易发生变形；②加工时装夹不合理，由于摆动架竖立加工，因而2-Φ112H6孔处于悬空状态，稳定性差，需增加辅助支撑，这便产生了过定位，导致工件变形，摆动架加工时的装夹状态如图3所示；③基准选择不合理，以底面为定位基准，虽然有许多优点，可以一次装夹，同时加工2-Φ112H6孔、铣定位面、镗2-Φ70H7孔，容易保证摆动架各孔、面的形位精度，但是由于2-Φ112H6孔处于悬空状态，系统稳定性差。
3.1 加工方法改进
（1）为减少变形，对不重要的加工面采用半精加工，按图纸尺寸要求加工；对重要的面和孔，单边留余量1 mm，并增加振动时效以消除应力。
（2）改变装夹方法，零件侧立放置，按下侧工艺基准面定位，压紧点选择工艺块上方，降低零件高度，稳定性好，不会发生过定位现象。
（3）重新选择基准面，在摆动架侧面两处点焊Φ50 mm×30 mm的工艺块（图4），并将工艺块基准面铣平，要求平面度不大于0.03 mm。
3.2 加工工艺改进安兵基
（1）以侧面工艺基准面定位，选择刚性好的支撑位置压紧，防止压紧变形。
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（2）精铣平面，精镗各孔，一次装夹保证孔Φ112H6、Φ70H6的精度和尺寸1 100 mm±0.02 mm、477.5 mm±0.05 mm的精度。
（3）在上平面铣工艺基准面，使平面度不大于0.03 mm。
（4）零件翻转时以上基准面定位，以精加工后的Φ112H6孔为中心正，正误差不大于0.03 mm。精镗Φ112H6孔至图纸要求。
改进后的摆动架加工装夹状态如图5所示。通过质量攻关，使摆动架加工质量得到了明显提高。轧制机架装配后，13架机架运到用户现场，在机架标定装置上进行检查，仅有1架机架不合格，合格率为92.3%。
（1）可采用互换部件的方法对连轧管机轧制机
Φ273 mm限动芯棒三辊连轧管机生产效率高，钢管表面优良、尺寸精度高，是目前世界先
进的钢管生产设备之一。以前国内钢管生产企业为了生产多种规格的钢管，全部从国外进口轧制机架，进口机架价格高，交货期长。
太重对该连轧管机轧制机架的制造，成功实现了用国产产品代替进口产品［7-9］。按照一种规格的钢管生产需要2组轧制机架，6架轧制机架为一组进行计算，生产4种规格的钢管就需要48架轧制机架［10-12］。国产轧制机架价格（按人民币计价）为60万元/架，而进口轧制机架价格为120万元/架，仅此项成本就可为钢管生产企业减少投资2 880万元。架进行问题查，轧制机架的摆动架和主机架的加工过程容易产生加工缺陷。
（2）轧制机架的摆动架变形大、零件单薄，容易由于加工过程中的装夹以及加工基准面的选择不合理，造成摆动架出现加工缺陷。
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