論鋼刷輥的研究

王玉玲，白春恒，袁 琳

（沈陽康特機電設備有限公司，遼寧 沈陽 110000）

0 引言

在鋼管的連續定尺切削生產過程中，切削后的管口周圍經常留有毛刺或鐵屑，將影響管材的質量。如管材后續進行打包運輸，管材相互接觸時，殘留的毛刺或鐵屑將劃傷周圍的管壁，降低管材的表面質量；如管材后續進行熱處理，殘留的毛刺很難用沖水的方式去除，需增加人工去除，且人工去除毛刺效率低，無法實現連續化生產；管口的內外毛刺鋒利，很容易對鋼管的生產操作者和使用者造成傷害，這也是鋼管的生產商和使用者非常關注的不安全因素。

隨著鋼管在摩托車、自行車、汽車、家具、化工、建筑等行業的廣泛應用，鋼管使用者對管材質量的要求也隨之提高。采用鋼刷輥自動去除切口的毛刺和鐵屑，可以在很大程度上提高管口的質量。同時，鋼刷輥去除管口毛刺和鐵屑的方法成本較低，可以幫助鋼管生產者降低生產成本。

鋼刷輥的應用將提高管材的切口質量，同時推動管材定尺切削連續化生產的發展。

1 鋼刷輥工作原理

自動去毛刺工藝通常采用兩個鋼刷輥，分別放置在鋼管的兩端，工作時均向兩個鋼刷輥的內側轉動。鋼管從鋼刷輥的一端向另一端行走，在行走力和鋼刷輥旋轉力的作用下，鋼管自身產生旋轉運動，因此實現鋼管端部整個圓周的毛刺都被去除，如圖1所示。

圖1 鋼刷輥工作原理Fig.1 Working principle of roller brushes

鋼刷輥的工作原理是每分鐘將數以百萬計的鋼絲尖輸送到鋼管切口處，即毛刺邊緣。由于鋼刷輥高速旋轉，使得鋼絲尖具有較大的沖擊力，將毛刺或鐵屑與鋼管分離，并留下光滑的邊緣。

2 鋼刷輥結構

鋼刷輥由鋼刷輥基體（附著體）和鋼絲兩部分組成，如圖2所示。鋼刷輥基體為圓筒形，用于固定鋼絲。

圖2 鋼刷輥結構Fig.2 Structure of roller brushes

鋼絲用于去除管口的鐵屑或毛刺。鋼絲的材料主要為高強度鋼絲、鍍銅鋼絲和不銹鋼絲。高強度鋼絲是在鋼絲中添加錳合金，提高鋼絲的韌性，使其具有較高的抗拉強度和使用壽命。鍍銅鋼絲由于鋼絲表面鍍有銅涂層，具有抗拉強度高、切削性能好、使用壽命長的優點，尤其適用于重負荷刷。不銹鋼絲具有抗拉強度高、使用壽命長的優點，特別適用于惡劣環境使用。

3 鋼刷輥設計參數

3.1 鋼刷輥直徑

鋼刷輥的直徑是根據待刷鋼管直徑確定的。由于鋼刷輥彎曲半徑的改變，較大的鋼管需要較大的鋼刷輥去除毛刺和鐵屑。如果用較小的鋼刷輥刷較大的鋼管，會較少鋼刷輥與管口的接觸面積，從而降低刷后的管口質量，去毛刺不徹底；如果用較大的鋼刷輥刷較小的鋼管，雖然可以提高去毛刺質量，但會增加鋼刷輥的自身成本，從而增加成品管的生產成本。

在實踐中，鋼刷輥直徑推薦值參照表1。

表1 鋼刷輥直徑推薦表Tab.1 Recommended diameter of roller brushes

3.2 鋼刷輥長度

鋼刷輥的長度也是根據待刷鋼管直徑確定的。鋼刷輥的長度過短，將導致鋼管切口與鋼刷輥接觸時間短，降低去毛刺質量；鋼刷輥的長度過長，將增加鋼刷輥和其他配合機構的成本，造成成本浪費。為了保證去毛刺質量和設備成本，通常保證鋼管在鋼刷輥表面行走時可滿足3個圓周，即：L=3πD（D：鋼管直徑）。

3.3 鋼刷輥旋轉速度

鋼刷輥應選擇合理的旋轉速度。鋼刷輥的旋轉速度決定了單位時間內到達鋼管切口處鋼絲尖的數量。鋼刷輥旋轉速度越快，到達管口處的鋼絲尖數量越多，去毛刺質量越好。但鋼刷輥的旋轉速度不宜過大。鋼刷輥的旋轉速度越大，鋼絲尖作用在鋼管切口的沖擊力越大，鋼刷輥的使用壽命越短。

在實踐中，鋼刷輥旋轉速度推薦值參照表2。

表2 鋼刷輥旋轉速度推薦表Tab.2 Recommended rotation speed of roller brushes

3.4 鋼刷輥工作位置

鋼刷輥可去除鋼管切口的內外毛刺。鋼管切口毛刺分為內毛刺和外毛刺兩種，根據不同客戶的需求，可調節鋼刷輥和鋼管的相對位置高度，有針對性的去除鋼管切口毛刺，如圖3所示。

圖3 鋼刷輥和鋼管相對位置Fig.3 Relative position of roller brushes and tube

4 結論

鋼刷輥的直徑、長度根據待處理鋼管的直徑確定，鋼刷輥的旋轉速度根據鋼刷輥的直徑確定，調整鋼刷輥與鋼管的相對高度，可滿足客戶對不同部位去毛刺的需求。選擇合理的鋼刷輥直徑、長度、旋轉速度和相對位置，即可以提高去毛刺的質量，又可以降低生產成本。

同時，兩個鋼刷輥間的距離可調，鋼管行走的速度可調，整個系統不僅可以實現自動去毛刺、去除強度和鋼刷壽命的最佳組合，也可以滿足不同客戶的多種需求，市場適應性更強。

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