培训资料新型Assel轧管机
新型 Assel 轧管机
1937年，美国⼯程师W.J.Assel在俄亥俄洲Wooster市Wayne Co.钢管⼚对伍斯特尔轧机（Wooster Mill）重新进⾏了改造设计，他将这种改造设计后的斜轧管机以其名字命名为阿塞尔轧管机（ASSEL Mill）。由于这种斜轧管机采⽤了三个轧辊，因此⼀般称之三辊轧管机，⽽欧美各国则习惯于称它为阿塞尔轧管机（ASSEL Mill）。 seek benefits阿塞尔轧管机（ASSEL Mill）的三个轧辊在机架中呈120度⾓布置，与长芯棒构成⼀个相对封闭的环状孔型。轧辊轴线相对于轧制中⼼线垂直⽅向和⽔平⽅向均倾斜于⼀定⾓度，分别叫喂⼊⾓和辗轧⾓。轧辊形状呈锥形，中间段有⼀个凸起叫做辊肩，轧制时与长芯棒完成集中变形，实现较⼤的压下量，延伸系数可达2左右。 第⼀部分主要⼯艺设备
阿塞尔（ASSEL）轧管机主要包括四部分，即：
⼀、前台⼊⼝端：
它包括⽑管移送系统，由⼀个杠杆式移送臂将⽑管送⼊插芯棒位置；
芯棒移送系统，芯棒通过法兰盘与⼩车联接，带有预旋转装置的芯棒⼩车在底座导轨上⽔平往返移动，芯棒⼩车的往返⽔平移动由双链轮传动系统驱动；为保证轧制时芯棒移动速度处于控制状态，由安装在导轨底座上的两个液压缸来限制芯棒⼩车在轧制过程中的前进速度，芯棒的冷却由配制在⼩车上的⽔管接头从⼩车尾部插⼊芯棒进⾏内⽔冷；在芯棒⼩车导轨中间的芯棒托辊托住芯棒，确保芯棒平稳插⼊⽑管，在芯棒⼩车前进和后退过程中四个芯棒托辊依次抬起或依次落下，避免与⼩车相撞。
可调式三辊定⼼装置，分布在芯棒移送系统和轧机之间，它的作⽤⼀是抱⽑管，⼆是抱芯棒，三是打开接受⽑管；
芯棒润滑系统，在芯棒⼩车⽌推器与最末可调式三辊定⼼装置之
间，在芯棒插⼊⽑管的过程中对芯棒⼯作带进⾏轧制前的润滑；
升降输送辊、轧机前调整辊和夹送辊，确保⽑管准确送⼊轧辊；
挡管器，它是确保芯棒插⼊⽑管的⼀个装置。
⼆、主机
机架，由牌坊底座和旋转顶盖组成。
爱读者
轧辊总成
轧辊调整系统
更换轧辊是，机架上盖通过两个液压缸打开，落在⼀个撑接⽀架上，以便三个轧辊通过吊车和换辊装置进⾏更换。牌坊底座和旋转顶
盖在轧制期间由四个液压夹紧缸锁紧。三个⼯作辊安装在轧机机架上，呈120°布置，按这种⽅式顶部⼀个轧辊，底部两个轧辊。
三个⼯作轧辊装配包括带轴的轧辊，耐磨轴承和两个轴承箱，装配后形成⼀个更换件，该更换件装⼊轧辊座内。
轧辊调整装置保证按照轧制要求调整孔喉和辗轧⾓，由两个电动压下丝杠完成的，它们可单独操作，
也可以同时操作，当两个压下丝杠进⾏反向运动时，可调整轧辊的辗轧⾓，确定辗轧⾓后，两个丝杠同时压下或抬起可调整轧辊的孔喉尺⼨。在两个压下丝杠之间，机架内有⼀个液压缸与轧辊座连接，它的作⽤是保持辊箱的稳定，避免压下丝杠端部与转⿎之间产⽣间隙。
轧辊座安装在转⿎内，当调整前进⾓时，转⿎就由⼀个主轴传动系统旋转到适当⾓度。每个转⿎都有⼀个独⽴的传动系统，前进⾓从0°～12°范围内⽆级可调，每个转⿎都有两个液压夹紧缸锁紧。
在出料侧的压下螺丝、轧辊调整装置和轧辊轴承座之间，安装了⼀个液压快开装置，它的作⽤时在轧制快结束时投⼊⼯作。它⽤⼀个连接环限制⾏程并满⾜运⾏要求，当活塞向内运动时，轧辊提起，以实现对⽑管尾部的物压下轧制，以此防⽌⽑管尾端形成三⾓形喇叭⼝。
整个牌坊机架放置在紧固于基础上的两个底板上。
三、后台出⼝端；
为防⽌荒管表⾯划伤和薄壁管发⽣表⾯扭曲现象，在轧机出⼝处
装有⼀个辊式导向装置，它同两条与轧制⽅向平⾏排列的长驱动辊相连，长驱动辊以均匀的转速导卫钢管前进，当轧制结束时，上导辊抬起，两个下导辊之间的输送辊抬起，夹送辊压下，通过输送辊驱动将荒管送往后⾯的输送辊道。长驱动辊底座根据荒管直径的不同可整体上下调整中⼼线。四、传动系统；
每个轧辊均有独⽴的传动系统，由万向接轴，减速机和电机组成，轧机采⽤后台传动⽅式。
第⼆部分主要调整参数
基本概念（均以上辊为例）
喂⼊⾓：轧辊轴线和轧制线分别在⽔平⾯上进⾏投影，它们的投影线之间的夹⾓称为喂⼊⾓（feed angle、前进⾓、送进⾓、）
辗轧⾓：轧辊轴线和轧制线分别在垂直平⾯上进⾏投影，它们的投影线之间的夹⾓称为辗轧⾓（spread angle）
⼀、轧辊喉径和辗轧⾓的调整
Assel轧机的三个⼯作辊在轧机机架⾥成120°布置，轧辊安装在轧辊座上，轧辊座安装在转⿎⾥。每个转⿎都由两个压下丝杠调整，⼀个在⼊⼝侧，⼀个在出⼝侧，两个压下丝杠可分别单独调整，以得到适合的“轧辊喉径”和“辗轧⾓”。
1、辗轧⾓设定
以轧辊座的底⾯作为测量表⾯，当这表⾯与轧制中⼼线平⾏时，辗轧⾓为零。在机架牌坊的出、⼊⼝设有测量点，三个转⿎共有6个测量点，测出的数据存⼊计算机。
当轧辊座上两块⽌推板到轧制中⼼距离相等时，辗轧⾓为5°
2、辗轧⾓和轧辊喉径的调整
辗轧⾓的调整：
辗轧⾓（β）调整时，轧机出⼝和⼊⼝侧的压下丝杠做反向调整，以出⼝打开，⼊⼝压下为正调整（辗轧⾓增加）。
出⼝丝杠⾏程=标准⾏程+轧辊半径*（1-cos（β-5））+350*tan（β-5）
⼊⼝丝杠⾏程=标准⾏程—轧辊半径*（1-cos（β-5））+350*tan（β-5）
轧辊喉径的调整：
在Assel孔型中安装测量棒（φ159），同时在轧机出⼝和⼊⼝分别安装测量架。将轧辊座上出⼝和⼊⼝的测量栓与测量架上的测量栓分别对正。此时的辗轧⾓为5°，测量棒与测量架拆除后，压下丝杠做同向同步调整就相应的改变轧辊喉径。
调整后喉径=原喉径+2*丝杠调整距离
轧辊中⼼与轧制中⼼的距离=（轧辊直径+轧辊喉径）/2
紧那罗当轧辊直径改变时，需重新在计算机中输⼊轧辊直径
通常情况下，辗轧⾓和轧辊喉径的设定和调整通过计算机控制完成。
⼆、喂⼊⾓的设定和调整
Assel轧机的轧辊安装在三个转⿎⾥，通过对转⿎的旋转调节，可以得到某⼀喂⼊⾓
轧辊的0°喂⼊⾓，对应于轧辊的拆装位置，轧机的喂⼊⾓0~12°可调。
图中给出的是上辊喂⼊⾓的调节⽅式，在Assel轧机上，上辊（1#辊）和左辊（3#辊）的喂⼊⾓调节⾏程是⼀致的，⽽右辊（2#辊）由于调节装置安装⽅向与前两个辊相反，因此它的调节⾏程与另两个辊不同。
第三部分Assel轧管机的⼯作程序
⼀、前台
穿孔后的⽑管通过横移车移送⾄Assel轧机前台，然后由⽑管移送臂将⽑管送⼊轧机⼊⼝侧辊道上，移送臂回到原位。辊道输送⽑管⾄挡板前，定⼼辊抱住⽑管，停在等待芯棒插⼊的位置上。
芯棒在辊⼦的⽀撑下，由原始位置通过芯棒⼩车的驱动⾼速插⼊⽑管中（1.5m/s）。芯棒的⼯作段在穿过⽯墨润滑箱时被喷上⽯墨润滑剂。芯棒的⽀撑辊随着芯棒⼩车的前进逐个落下。
芯棒到达插⼊位置后，挡板升起，夹送辊落下，输送辊道启动，⽑管和芯棒
同步前进。芯棒在到达⼯作位置之前，由芯棒⼩车上的带有超越离合器的辅助驱动装置进⾏预旋转，带动⽑管旋转进⼊AsseL 轧机的⼯作辊中。在芯棒到达⼯作位置之前，芯棒⼩车与限动梁联锁。限动
梁开始控制芯棒的前进速度（0.07~0.2m/s），使芯棒的前进速度低于钢管的前进速度。随着⽑管被Assel轧辊咬⼊，⼊⼝侧输送辊道全部集体落下⾄低位。随着轧制过程中钢管不断地旋转前进，钢管尾部每离开⼀架三辊定⼼，该架三辊定⼼从原来的抱⽑管位，变为抱芯棒位。
在轧制结束后，前台输送辊升起⾄托芯棒位，三辊定⼼集体打开⾄低位，芯棒⼩车⾼速退回原始位置（4m/s），限动梁在液压缸的带动下退回原位。在芯棒⼩车回退过程中，芯棒托辊逐架抬起，托住芯棒。芯棒的⼯作段通过⽯墨润滑箱时被喷上⽯墨润滑剂。
⼆、主机
轧辊在开始咬⼊前处于低速旋转，当⽑管随芯棒进⼊轧辊后开始⼀次咬⼊，在此时⽑管只在直径上受到压缩，随着钢管前进，在轧辊的台肩开始⽑管内表⾯接触芯棒表⾯进⾏减壁，实现⼆次咬⼊。正常咬⼊后轧辊转速提⾼到设定的轧制速度，进⾏⾼速轧制。在轧制结束后轧辊转速降回低速。通常咬⼊速度是轧制速度的70%
在⽣产薄壁管时，为防⽌荒管前端产⽣喇叭形扩⼝，在⽑管被轧辊咬⼊前，上轧辊的辊缝预先设定在⽐正常轧制辊缝稍⼤的位置，当⽑管头部通过轧辊的台肩后，上轧辊快速恢复到正常轧制位置，我们把轧辊的这个动作叫做“快关”。
同样是在轧制薄壁管时，为了防⽌钢管尾部形成三⾓形⽽造成的轧卡，在钢管尾端通过轧辊台肩之前，上轧辊的辊缝被打开到⼀个较⼤的位置，对钢管尾部不减壁，从⽽避免了尾三⾓的形成。
通常情况下，当Assel轧后荒管径壁⽐（D/S）＞12时，采⽤快开动作，当径壁⽐＞16时，使⽤快关动作。
三、后台
在开始轧制时，由于芯棒端部⾸先伸出轧机进⼊后台，离轧机最近的双导辊
⾸先托住芯棒端部，随着荒管从轧机中轧出，双导辊变换⾄托荒管位。
在轧制开始时，后台的长导辊处于⾼速转动状态，它的旋转⽅向与轧辊旋转⽅向⼀致，长导辊辊⾯线速度与荒管的表⾯线速度保持⼀致。当荒管进⼊双导辊时，导辊的辊⾯与荒管的表⾯⼏乎不产⽣滑动摩擦，⼀⽅⾯避免了对荒管表⾯的划伤，另⼀⽅⾯由于长导辊⼏乎对荒管的旋转不产⽣阻⼒，也避免了荒管的扭转。
荒管进⼊长导辊后，⾸先是两个连在⼀起的上导辊从打开位压下⾄抱荒管位，随着荒管的不断前进，后台的上导辊逐架由打开位压下⾄抱荒管位。
当荒管尾部离开轧机，轧制结束时，长导辊⽴即从⾼速转动降低到⼀个很低的转速，在长导辊最前端的两个连在⼀起的上导辊此时有⼀个抱紧荒管的动作，确保在抽芯棒时，荒管不会被芯棒带回轧机。
芯棒从荒管中抽出后，后台全部上导辊打开，长导辊中间的输送辊升起，后台的夹送辊压下，共同将荒管输送出长导辊，在长导辊后的三个固定输送辊继续将荒管输送⾄定径前升降辊道。
第三部分Assel轧机的变形过程
Assel轧机的变形区是由三个相同的轧辊和芯棒组成的，三个轧辊同向旋转。轧机中⼼线和轧制线⼀致，从轧制线到三个轧辊的距离相等，⼀般在⽣产壁厚较⼤的钢管时采⽤回退式轧制⽅式，主要是厚壁管的脱棒间隙较⼩，不便于抽棒。通常情况下均采⽤限动轧制⽅式进⾏轧制。
Assel轧管变形区横截⾯
Assel轧机的变形过程与⼆辊斜轧延伸机相类似，轧辊辊型也由咬⼊区（⼊⼝椎）、脊部（台肩）、均整区和出⼝区组成。
均整区
出⼝区
⽑管被轧辊⼀次咬⼊后，进⼊⼊⼝锥，⼊⼝锥⾓⼀般约为2.5~3°，由于⽑管内径⼤于芯棒直径，⾸先进⾏减径，当直径上的压下量等于⽑管内径与芯棒的间隙值（插棒间隙）时，⽑管内表⾯开始接触芯棒表⾯，此时⼀次咬如阶段结束。由于辊⾯台肩急剧压下，⽽钢管内壁受到芯棒的限制因此开始减壁，进⼊⼆次咬⼊阶段。⼀次咬⼊主要是减径区，该区的主要作⽤是建⽴⾜够的曳如⼊⼒，以克服来⾃轧辊脊部（台肩）的轴向阻⼒，实现⼆次咬⼊。有时为了实现⼆次咬⼊，在⼊⼝锥提前减壁。⼀般在⼊⼝锥的壁厚压下量等于（0.18~0.25）Hs，Hs为台肩⾼度。
⽑管到达台肩时，壁厚有较⼤的压下量，钢管的延伸变形主要集中在台肩完成。因为钢管的内径保持不便（减壁变形时钢管内径就等于芯棒直径），这时的壁厚压下量就等于直径压下量的⼀半。
⽑管通过台肩后进⼊均整区，均整区的辊⾯在辗轧⾓为5°的情况下是与轧制制线平⾏的，因此该区的变形量很⼩，该区的作⽤是辗轧壁厚，进⾏定壁。最后钢管经出⼝锥归圆轧出。
Assel 轧管机在轧制过程中，钢管横截⾯的变化是从圆到圆三⾓形，最后再归圆的过程。
由于变形区不是完全封闭的，有较⼤的辊缝存在。在轧制进⾏到钢管的尾端时，⾦属容易被挤⼊辊缝⽽形成尾三⾓，尾三⾓会卡在轧辊缝隙中造成后卡。通常采⽤在轧辊出⼝设置快开装置，提前放⼤轧辊与芯棒的距离，对钢管尾部不减壁的⽅法解决尾三⾓后卡的问题。采⽤快开⽅式在⼀定程度上解决了Assel 轧制薄壁管时的后卡，但是如果轧机快开的控制不准确，往往造成钢管尾端增厚段过长，最终造成钢耗过⼤。
第四部分 Assel 轧管机的液压快开装置⼀、设置快开装置的⽬的
在Assel 轧管机上辊转⿎的出⼝侧装有⼀个液压快开装置，它可以在轧制薄壁钢管的头部和尾部时进⾏动作，避免Assel 轧机在轧制薄壁钢管时的头部喇叭⼝缺陷和尾部三⾓形缺陷。控制头部喇叭⼝的⽬的是为了给⽣产线上的下⼀道⼯序提供更稳定优质的原料；控制尾部三⾓的⽬的是防⽌轧机本⾝发⽣轧卡。
⼆、快开装置的动作过程以及控制⽅法
快开液压缸的基本位置是满冲程，即液压缸伸出最⼤⾏程。该装置的动作分为“快关”和“快开”两种⽅式。
在该液压缸内装有位置检测元件，可以对液压缸的动作⾏程进⾏设定。
直通春晚第三场1、“快关”
当采⽤“快关”⽅式进⾏动作时，在轧机开始轧制前，液压缸回收⼀定的⾏
⼊⼝
出⼝
变形区内
程，由于该液压缸的上部顶住了轧机上辊出⼝侧的压下丝杠，下部顶住上轧辊座的出⼝侧，它回收了⼀定的⾏程，⽽轧辊座的⼊⼝仍保持在原压下位置，上轧辊座在上辊平衡液压缸的拉动下，带着上轧辊，以轧辊座⼊⼝的固定点为旋转中⼼，向上旋转⼀定的⾓度。
由于轧辊向上抬起，造成辊⾯与芯棒之间的距离加⼤，当⽑管头部在此处通过时，可以减少轧辊对⽑管壁厚的压下，由于壁厚压下量的减⼩从⽽减⼩了钢管的横变形，因此可以减轻甚⾄消除Assel 轧管
薄壁管⽣产时的喇叭⼝现象。在⽑管头部通过轧辊台肩后，为了保证钢管管体的壁厚精度，上轧辊需要迅速恢复正常轧制位置，快开液压缸应⽴即恢复满⾏程的⼯作位置。但是由于此时的轧辊压下正处于钢管轧制过程中，属于带钢压下，需要的压⼒很⼤，同时压下动作要求在极短的时间内完成（约0.3秒）。为此在原有的快开液压缸外设置了⼀增压缸来保证“快关”动作的及时和准确。 2、“快关”动作的局限性
由于“快关”动作需要在⽑管咬⼊前打开轧辊距离，但是为了保证⽑管顺利进⾏⼀次咬⼊，轧辊距离不能打开过⼤（如果快关动作打开的轧辊距离过⼤，会造成轧机⼊⼝的辊距增⼤，将难以实现⽑管的⼀次咬如）。因此“快关”动作对⽑管头部减⽐壁量的
影响是有限的，最终对薄壁管喇叭⼝缺陷的改善能⼒也受到限制。
为了弥补“快关”动作消除薄壁管头部喇叭⼝能⼒上的不⾜，Meer
公司推
快关旋转中⼼
荐使⽤阶梯芯棒配合“快关”动作共同完成对“喇叭⼝”的消除。
3、“快开”
“快开”动作应⽤于薄壁管轧制的最终阶段。在快开动作前，液压缸⼀直处于满⾏程的基本位置。在⽑管尾部进⼊轧辊台肩进⾏减壁变形之前的⼀个很短的时间内，快开液压缸卸压，依靠钢管对上轧辊的反作⽤⼒，以及上辊平衡缸的拉⼒，将上辊打开⼀定的距离，从⽽不对⽑管的尾部减壁，减少钢管尾部的横变形，避免尾三⾓的产⽣。由于是在轧制过程的最终阶段进⾏“快开”动作，不需要考虑钢管的⼀次咬⼊问题，因此可以采⽤尽量⼤的快开⾏程打开辊距，所以快开动作对尾三⾓的解决效果应该是能够令⼈满意的。
4、“快关”、“快开”动作的控制⽅式
在Assel主机的⼀侧，装有两个热⾦属检测器，分别为HMD1和HMD2，其中的HMD1负责在开始轧制时检测⽑管头部的位置，控制“快关”动作的实现，HMD2负责在结束前检测⽑管尾部的位置，控制“快开”动作的实现。由于在钢管轧制过程中，轧机的冷却⽔会产⽣较⼤的雾⽓，因此HMD1和HMD2均具有抗雾⽓⼲扰能⼒，从⽽保证检测信号的准确性。
第五部分轧制⼯具
Assel轧管机的主要轧制⼯具包括轧辊和芯棒。
1、轧辊
共有三个轧辊，在机架上间隔120°⾓布置。轧辊轴线与轧制线在不同平⾯上的投影分别形成辗轧⾓和喂⼊⾓。轧辊总体呈锥形，⼊⼝辊径⼩，出⼝辊径⼤。
在轧辊的中部有⼀个突起，叫做轧辊台肩（hump）。台肩的作⽤是对钢管进⾏集中减壁。
轧机上安装的三个轧辊应成套配置，确保每⼀套三个轧辊的辊型和辊径⼀致，要求轧辊装配精确，避免轧辊轴向窜动，确保三个轧辊的台肩在变形区内保持在同⼀垂直平⾯内。要求三个轧辊的化学成分和表⾯硬度应均匀⼀致，避免在轧辊使⽤过程中由于三个轧辊磨损程度不⼀致⽽带来的产品缺陷。
飞行交响乐2、轧辊的更换
传统的Assel轧管机，在更换轧辊过程中需要反复打开机架上盖（三次），然后将三个轧辊分别由天车吊⾛和吊⼊。新型Assel 轧管机采⽤了三辊集中更换的新技术。只需要在换辊前将轧辊调整到规定的换辊位置，打开机架上盖后，三个轧辊同时由天车吊⾛，三个新辊同时吊⼊。在⼀次换辊过程中只需要打开⼀次机架上盖可以节省换辊时间，提⾼轧机⼯作效率。
称呼后缀
集中换辊吊运装置
3. 芯棒
在轧制过程中，芯棒与轧辊共同完成对钢管的减壁和均壁⼯作，因此要求芯棒具有很好的⾼温耐磨性能，具有精确的直径、良好的平直度和同⼼度，以及光
滑的表⾯。
第六部分Assel轧机⼯艺参数
阿塞尔轧管机的主要作⽤是把穿孔⽑管的壁厚进⾏碾轧减薄延伸，因此在轧管过程中涉及到的主要⼯艺参数有变形参数、速度参数和温度参数。
变形参数：⽑管尺⼨、荒管尺⼨、延伸系数、辗轧⾓、孔喉直径和芯棒直径、插棒间隙、脱棒间隙等。
速度参数：喂⼊⾓、轧辊转数、芯棒限动速度等。
温度参数：轧制温度等
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