论钢刷辊的研究

王玉玲，白春恒，袁 琳

（沈阳康特机电设备有限公司，辽宁 沈阳 110000）

0 引言

在钢管的连续定尺切削生产过程中，切削后的管口周围经常留有毛刺或铁屑，将影响管材的质量。如管材后续进行打包运输，管材相互接触时，残留的毛刺或铁屑将划伤周围的管壁，降低管材的表面质量；如管材后续进行热处理，残留的毛刺很难用冲水的方式去除，需增加人工去除，且人工去除毛刺效率低，无法实现连续化生产；管口的内外毛刺锋利，很容易对钢管的生产操作者和使用者造成伤害，这也是钢管的生产商和使用者非常关注的不安全因素。

随着钢管在摩托车、自行车、汽车、家具、化工、建筑等行业的广泛应用，钢管使用者对管材质量的要求也随之提高。采用钢刷辊自动去除切口的毛刺和铁屑，可以在很大程度上提高管口的质量。同时，钢刷辊去除管口毛刺和铁屑的方法成本较低，可以帮助钢管生产者降低生产成本。

钢刷辊的应用将提高管材的切口质量，同时推动管材定尺切削连续化生产的发展。

1 钢刷辊工作原理

自动去毛刺工艺通常采用两个钢刷辊，分别放置在钢管的两端，工作时均向两个钢刷辊的内侧转动。钢管从钢刷辊的一端向另一端行走，在行走力和钢刷辊旋转力的作用下，钢管自身产生旋转运动，因此实现钢管端部整个圆周的毛刺都被去除，如图1所示。

图1 钢刷辊工作原理Fig.1 Working principle of roller brushes

钢刷辊的工作原理是每分钟将数以百万计的钢丝尖输送到钢管切口处，即毛刺边缘。由于钢刷辊高速旋转，使得钢丝尖具有较大的冲击力，将毛刺或铁屑与钢管分离，并留下光滑的边缘。

2 钢刷辊结构

钢刷辊由钢刷辊基体（附着体）和钢丝两部分组成，如图2所示。钢刷辊基体为圆筒形，用于固定钢丝。

图2 钢刷辊结构Fig.2 Structure of roller brushes

钢丝用于去除管口的铁屑或毛刺。钢丝的材料主要为高强度钢丝、镀铜钢丝和不锈钢丝。高强度钢丝是在钢丝中添加锰合金，提高钢丝的韧性，使其具有较高的抗拉强度和使用寿命。镀铜钢丝由于钢丝表面镀有铜涂层，具有抗拉强度高、切削性能好、使用寿命长的优点，尤其适用于重负荷刷。不锈钢丝具有抗拉强度高、使用寿命长的优点，特别适用于恶劣环境使用。

3 钢刷辊设计参数

3.1 钢刷辊直径

钢刷辊的直径是根据待刷钢管直径确定的。由于钢刷辊弯曲半径的改变，较大的钢管需要较大的钢刷辊去除毛刺和铁屑。如果用较小的钢刷辊刷较大的钢管，会较少钢刷辊与管口的接触面积，从而降低刷后的管口质量，去毛刺不彻底；如果用较大的钢刷辊刷较小的钢管，虽然可以提高去毛刺质量，但会增加钢刷辊的自身成本，从而增加成品管的生产成本。

在实践中，钢刷辊直径推荐值参照表1。

表1 钢刷辊直径推荐表Tab.1 Recommended diameter of roller brushes

3.2 钢刷辊长度

钢刷辊的长度也是根据待刷钢管直径确定的。钢刷辊的长度过短，将导致钢管切口与钢刷辊接触时间短，降低去毛刺质量；钢刷辊的长度过长，将增加钢刷辊和其他配合机构的成本，造成成本浪费。为了保证去毛刺质量和设备成本，通常保证钢管在钢刷辊表面行走时可满足3个圆周，即：L=3πD（D：钢管直径）。

3.3 钢刷辊旋转速度

钢刷辊应选择合理的旋转速度。钢刷辊的旋转速度决定了单位时间内到达钢管切口处钢丝尖的数量。钢刷辊旋转速度越快，到达管口处的钢丝尖数量越多，去毛刺质量越好。但钢刷辊的旋转速度不宜过大。钢刷辊的旋转速度越大，钢丝尖作用在钢管切口的冲击力越大，钢刷辊的使用寿命越短。

在实践中，钢刷辊旋转速度推荐值参照表2。

表2 钢刷辊旋转速度推荐表Tab.2 Recommended rotation speed of roller brushes

3.4 钢刷辊工作位置

钢刷辊可去除钢管切口的内外毛刺。钢管切口毛刺分为内毛刺和外毛刺两种，根据不同客户的需求，可调节钢刷辊和钢管的相对位置高度，有针对性的去除钢管切口毛刺，如图3所示。

图3 钢刷辊和钢管相对位置Fig.3 Relative position of roller brushes and tube

4 结论

钢刷辊的直径、长度根据待处理钢管的直径确定，钢刷辊的旋转速度根据钢刷辊的直径确定，调整钢刷辊与钢管的相对高度，可满足客户对不同部位去毛刺的需求。选择合理的钢刷辊直径、长度、旋转速度和相对位置，即可以提高去毛刺的质量，又可以降低生产成本。

同时，两个钢刷辊间的距离可调，钢管行走的速度可调，整个系统不仅可以实现自动去毛刺、去除强度和钢刷寿命的最佳组合，也可以满足不同客户的多种需求，市场适应性更强。

[1]雷华，杨拉道，张继强，等.不锈钢连铸板坯表面清理机的开发及应用[J].重型机械，2012，6.

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