中频压辊装置的改进设计及应用

刘 科

(中国石化集团石油工程机械有限公司沙市钢管厂，湖北 荆州434001)

中频压辊装置的改进设计及应用

刘 科

(中国石化集团石油工程机械有限公司沙市钢管厂，湖北 荆州434001)

在HFW焊管制造过程中，为了避免中频加热时磁力作用导致的钢管管体抖动，减少启动生产线到中频稳定输出之间的调整时间，提高生产效率，对现有压辊装置进行了改进，设计了一种框式压辊装置。该装置可安装在两中频机架之间，并可以根据钢管不同规格进行上下调节。实际使用结果表明，该中频压辊装置适合Φ219～Φ610mm所有规格HFW焊管的生产，可有效对中频区域的钢管进行限位，既提高了效率，又保证了焊缝质量。

焊管；HFW焊管；中频压辊；钢管抖动

在HFW焊管制造过程中，中频加热时磁力作用会对钢管产生吸力，如无压下辊装置的限制，该吸力将会导致焊缝到感应线圈距离的变化，进而影响热处理稳定的时间，增加了材耗。同时在调型进板时，尤其是小直径钢管管体，如果在中频区域长距离不受约束，管头容易发生方向偏转进而造成对设备的损伤。另外，中频机架间的间距很小，可利用场地也十分有限，因此设计一种小巧可靠的压辊装置是很有必要的。本研究设计了一种可靠且小巧的压辊装置，并在实际生产中使用，效果良好。

1 原压辊装置存在问题及改进方案

沙市钢管厂高频焊管分厂主机生产线中频设备采用Q+T工艺模式，共6台机架，布局为前三后三，中间隔着一个水淬装置，整个中频区域长达36m。设备自带的压辊装置如图1所示，由于设计缺陷，侧辊轴总是被顶偏，尤其在小直径钢管生产时，当钢管跳出侧辊时，由于钢管自身质量轻、上翘幅度大导致抖动现象十分明显，使得启动生产线到中频稳定输出之间的调整时间过长，从而增大了材耗。

图1 原压辊装置

原压辊两支撑轴是独立分开的，只有底部一个支点，上升越高刚性越差，且杆中间连接的绝缘环也降低了其刚性，同时原侧辊设计成倒梯形状接触，当有力作用在辊面时会产生一个侧向倾力，钢管反弹力越大侧向倾力也就越大，易导致轴的侧弯使钢管跳出辊的约束。

针对以上问题，设计制作了一种框式压辊装置，使其既满足小场地安装的要求，又可以根据不同钢管直径进行高度调整，以满足Φ219～Φ610mm所有规格钢管的生产。

2 新压辊装置的设计

新压辊装置结构如图2所示，该装置由上下支撑板、导杆、调节机构、压辊及水冷系统等5部分组成。由图2可以看出，新压辊装置以导杆和蜗杆升降机的丝杆为支架，通过与上、下支撑板的相连构成整体框架；下支撑板通过焊接与原底座相连，导杆和丝杆通过螺栓与下支撑板相连，上支撑板通过与升降机壳体的连接实现位置的固定，通过导杆的作用保证其位置的稳定，上辊通过轴承座固定在上支撑板上，两蜗杆升降机通过联轴器实现同步。

图2 新压辊装置结构示意图

为了减少摩擦力和防止导杆在升降中产生的损伤，其对应上支撑板的孔镶嵌有铜套，铜套为耐磨的青铜材质，其中铜套内孔与导杆为间隙配合，与上支撑板孔为紧密配合。由于中频加热导致上压辊在工作时一直处于高温环境中，为了降低压辊温度使其不至于变形损伤，压辊轴特采用空心结构，通过冷却液不停地循环及时带走热量。同时为了避免上压辊与加热的焊缝直接接触而造成焊缝形状的改变，辊面特设计成倒V形，保证从上面压住管体时焊缝的外观不受影响。

新压辊装置的安装位置如图3所示。该装置以原底辊装置为依托，在其基础上设计改造安装而成。该装置通过手摇柄来调节上辊位置以满足不同直径钢管需求，调节时使压辊刚好接触管体即可，框式结构稳定，能可靠地将钢管位置固定。

图3 新压辊装置安装位置

3 实际应用效果

通过手柄对新压辊高低进行调节，不但满足Φ219～Φ610mm所有规格钢管的生产，而且方便快捷。

在调型进板时，该装置可对中频区域管体进行有效控制，基本消除了钢管的翘头偏转，降低了翘头对设备损伤的几率，同时提高了进板效率。

同时，生产中保证了中频区域钢管管体运行的平稳，便于热处理时温度的稳定，经过安装使用，基本消除了在加热时钢管的抖动现象，提高了加热效率，降低了材耗，保证了热处理质量。

4 结束语

通过新压辊对中频区域管体有效的固定，能精确控制和保持焊缝与感应线圈的距离，大幅缩短了生产线启动时工人调节的时间，提高了效率，同时也能保证生产过程中的平稳及生产质量。实际使用结果表明，新压辊装置是中频岗位一种可靠的辅助装置。

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Improvement Design and Application of Intermediate Frequency Press Roller Device

LIU Ke
(Shashi Steel Pipe Works,SINOPEC Oil Engineering Machinery Co.,Ltd.,Jingzhou 434001,Hubei,China)

In HFW pipe production process,in order to avoid steel pipe shaking because of the magnetic force,reduce the adjustment time from startup production line to intermediate frequency stable output，and improve production efficiency，it improved the existing press roller device,and designed a kind of frame structure device.This device can be installed between two intermediate frequency frames,and can be adjusted up and down according to different steel pipe specification.The application results indicated that this device is suitable forΦ219～Φ610mm all specifications HFW pipe production,which can effectively limit the pipe whichin the area of the intermediate frequency equipment,it can not only improve the production efficiency,but also ensure the weld quality.

welded pipe； HFW pipe； intermediate frequency press roller； steel pipe shaking

TG333.93

B

10.19291/j.cnki.1001-3938.2016.12.010

刘 科(1984—)，男，毕业于武汉工程大学，工程师，主要从事高频焊管成型工艺及设备的研究工作。

2016-07-22

谢淑霞