JCO直縫焊管機組成型機下橫梁變形試驗研究

王 敏

(太原重工股份有限公司 技術中心，山西 太原 030024)

0 引言

成型機是JCO直縫焊管機組全線的關鍵設備，其主要功能就是把鋼板軋制成直縫鋼管。為了保證鋼管成型精度，成型機上橫梁安裝有測量變形反饋裝置,但下橫梁無法安裝測量反饋裝置，從而影響了鋼管長度方向的精度。

本次試驗研究的目的就是對成型機在實際生產中下橫梁的彈性變形進行現場測試與分析研究，找出成型機下橫梁的彈性變形值，并準確調整下橫梁的彈性變形補償量，從而保證鋼管長度方向的精度。

1 成型機主機設備組成

成型機主機設備主要由預應力機架、上橫梁裝置、下橫梁裝置等組成，其結構簡圖如圖1所示。

2 成型機下橫梁變形試驗分析研究方法

由于在軋制過程中成型機下橫梁變形很小，一般位移傳感器很難達到其測試要求。本次試驗采用激光位移傳感器，其精度為0.01 mm,如圖2所示。下橫梁變形測點選3點，分別為下橫梁中間和兩端，3個測點分別安裝一個激光位移傳感器。3個位移傳感器安裝位置如圖3所示。

3 試驗軋制鋼板規格和成品管規格

試驗時軋制鋼板規格和成品管規格見表1。

圖1 成型機主機結構簡圖

4 現場試驗結果

4.1 鋼板規格12 000×2 469×16的試驗結果(試驗一)

軋制規格為12 000×2 469×16的鋼板時，從軋制開始到軋制結束共記錄19次下橫梁的位移變化，如圖4所示，選取中間10次軋制時下橫梁的最大位移值見表2。中間最大位移為0.312 2 mm，最小位移為0.294 5 mm，平均為0.304 7 mm。左端最大位移為0.276 2 mm，最小位移為0.239 7 mm，平均為0.250 4 mm。右端最大位移為0.238 2 mm，最小位移為0.226 6 mm，平均為0.233 6 mm。

圖2激光位移傳感器 圖3位移傳感器安裝位置

4.2 鋼板規格8 500×3 997×27的試驗結果(試驗二)

軋制規格為8 500×3 997×27的鋼板時，從軋制開始到軋制結束共記錄17次下橫梁位移變化，如圖5所示，選取中間10次軋制時下橫梁的最大位移值見表3。中間最大位移為1.130 3 mm，最小位移為1.094 0 mm，平均為1.113 4 mm。左端最大位移為0.920 9 mm，最小位移為0.816 7 mm，平均為0.897 5 mm。右端最大位移為0.767 5 mm，最小位移為0.693 1 mm，平均為0.718 7 mm。

表1 軋制鋼板規格和成品管規格

圖4 實驗一下橫梁從軋制開始到結束的位移變化曲線

表2 實驗一10次軋制時下橫梁的最大位移 mm

圖5 實驗二下橫梁從軋制開始到結束的位移變化曲線

4.3 鋼板規格11 500×1 879×21的試驗結果(實驗三)

軋制規格為11 500×1 879×21的鋼板時，從軋制開始到軋制結束共記錄16次下橫梁位移變化，如圖6所示，選取中間10次軋制時下橫梁的最大位移值見表4。中間最大位移為1.057 8 mm，最小位移為0.771 0 mm，平均為0.958 8 mm。左端最大位移為0.704 6 mm，最小位移為0.664 0 mm，平均為0.681 5 mm。右端最大位移為0.728 2 mm，最小位移為0.606 4 mm，平均為0.675 6 mm。

5 下橫梁的變形規律及位移補償

總結下橫梁位移的變化規律如下：相同材料的情況下，板材越厚，下橫梁位移則越大；軋制同一塊板材時，下橫梁中間位移最大，兩端較小，而且一般是左端位移大于右端位移。鋼板規格12 000×2 469×16的試驗結果是中間位移平均值為0.304 7 mm；左端位移平均值為0.250 4 mm；右端位移平均值為0.233 6 mm。鋼板規格8 500×3 997×27的試驗結果是中間位移平均值為1.113 4 mm；左端位移平均值為0.897 5 mm；右端位移平均值為0.718 7 mm。鋼板規格11 500×1 879×21的試驗結果是中間位移平均值為0.958 8 mm；左端位移平均值為0.681 5 mm；右端位移平均值為0.675 6 mm。根據這些下橫梁的平均變形值及其變化規律，即時調整下橫梁的位移補償值后，軋出的鋼管達到了用戶的精度要求，從而提高了鋼管成品的合格率。

表3 實驗二10次軋制時下橫梁的最大位移 mm

圖6 實驗三下橫梁從軋制開始到結束的位移變化曲線

表4 實驗三10次軋制時下橫梁的最大位移 mm