8.2 軋管廠精整管排鋸8.2.1 精整鋸切機(jī)組設(shè)備概述

精整鋸切機(jī)組主要由四臺(tái)管排鋸及其輔助設(shè)備組成。目的是將定徑后經(jīng)過冷床冷卻的厚壁鋼管進(jìn)行切頭尾、分段，使切后厚壁鋼管的定尺長度、管端質(zhì)量符合相關(guān)要求。精整管排鋸可切割厚壁鋼管規(guī)格為：外徑從Φ114.3～340 mm；壁厚從4.5～40 mm。

四臺(tái)管排鋸中有三臺(tái)為德國制造，型號(hào)為WAGNER 1600R的圓盤冷鋸機(jī)，另一臺(tái)為奧地利制造，型號(hào)為KSA1600L的圓盤冷鋸機(jī)。輔助設(shè)備包括管排輥道、切頭尾擋板、定尺擋板、回轉(zhuǎn)臂、緩沖鏈等。

8.2.1.1 鋸切機(jī)組的基本構(gòu)成

鋸切機(jī)組主要由冷床及下料裝置、主機(jī)和輔助設(shè)備構(gòu)成

1 冷床：為步進(jìn)式，有冷卻均勻、厚壁鋼管表面損傷小，同時(shí)起到厚壁鋼管矯直的目的。

冷床末端設(shè)有水冷槽，當(dāng)厚壁鋼管溫度高時(shí)，可進(jìn)入水冷槽中進(jìn)行冷卻。

2 下料裝置：為了使冷床末端的厚壁鋼管下降到管排收集臺(tái)架上，在冷床末端安裝有下料接料叉，其向兩個(gè)方向傾斜。一是可以將厚壁鋼管順利地從接料臺(tái)架上滾到接料叉上，二是將厚壁鋼管傾斜，把水冷后厚壁鋼管內(nèi)的水傾倒干凈。通過兩級(jí)接料叉將厚壁鋼管放到管排收集臺(tái)架上。

3 主要設(shè)備參數(shù)

1) 冷床

冷床長： 58m

冷床寬： 36 m

齒數(shù)： 164個(gè)

齒距： 350 mm

冷床傾角： 2.77°

步進(jìn)周期： 20秒/支

生產(chǎn)能力： 120支/小時(shí)　　Max 130支/小時(shí)

2) 下料裝置

撥叉間距： 3 m

撥叉數(shù)： 11個(gè)

下落高度： 2 m

3) 冷床動(dòng)梁電機(jī)：

提升電機(jī)：4臺(tái)直流電機(jī)　　100KW　　　 1100 rpm

平移電機(jī)：4臺(tái)直流電機(jī)　　22KW　　　　1600 rpm

4 主機(jī)包括：鋸牌坊、鋸座、主傳動(dòng)裝置、進(jìn)給裝置、夾具、鋸片減震裝置、鋸片冷卻裝置、鋸片清屑裝置等。

1) 鋸牌坊：為支承鋸座的重要部分、框架結(jié)構(gòu)。底部與基礎(chǔ)固定，中間由銅板作為鋸座的滑道。鋸座在鋸牌坊中間進(jìn)行上下滑動(dòng)。

2) 鋸座：裝有鋸片主軸，內(nèi)部為齒輪傳動(dòng)的減速機(jī)構(gòu)，其主要作用為將主電機(jī)的動(dòng)力傳遞到鋸片主軸上，驅(qū)動(dòng)鋸片旋轉(zhuǎn)。

3) 主傳動(dòng)裝置：由主電機(jī)及鋸座內(nèi)的齒輪構(gòu)成，通過主電機(jī)、減速機(jī)使鋸片主軸達(dá)到一定的轉(zhuǎn)速和扭距。

4) 進(jìn)給裝置：由進(jìn)給電機(jī)帶動(dòng)進(jìn)給絲桿，使鋸座在牌坊的滑道中上下移動(dòng)，完成鋸機(jī)進(jìn)給及返回動(dòng)作，并由平衡液壓缸保持其進(jìn)給的平衡穩(wěn)定性。

5) 夾具：由水平夾具、垂直夾具構(gòu)成。水平夾具和垂直夾具每臺(tái)鋸上共有三對(duì)（入口一對(duì)， 出口兩對(duì)），分別由液壓缸帶動(dòng)，可使管排保持在輥道正中，并對(duì)管排進(jìn)行夾緊，使管排在切割過程中不會(huì)移動(dòng)、打轉(zhuǎn)。同時(shí)具有工位擴(kuò)張功能，使鋸片在返回時(shí)鋸齒不會(huì)與厚壁鋼管端面接觸以保護(hù)鋸齒及厚壁鋼管端面的質(zhì)量。

6) 鋸片減震裝置：在鋸座左右兩側(cè)各安裝一套減震裝置。主要由銅導(dǎo)板，位置調(diào)整裝置及液壓缸組成。銅導(dǎo)板內(nèi)側(cè)有許多小孔，通有高壓風(fēng)，液壓裝置使銅導(dǎo)板在鋸機(jī)進(jìn)給過程中靠近鋸片（約0.05mm）使內(nèi)外銅導(dǎo)板與鋸片之間形成一個(gè)氣墊，以達(dá)到鋸片減震的目的。鋸機(jī)返回時(shí)，液壓裝置使銅導(dǎo)板與鋸片分離。

7) 鋸片冷卻裝置：由一個(gè)叉型的風(fēng)管組成，叉內(nèi)側(cè)開有很多小孔，高壓風(fēng)從中吹出，對(duì)鋸片進(jìn)行冷卻，冷卻空氣溫度可達(dá)－10℃。

8) 鋸片清屑裝置：由電機(jī)帶動(dòng)金屬傳送帶，將切割后的鋸屑運(yùn)出。

5 輔助裝置包括：管排輥道、氣動(dòng)對(duì)中裝置、切頭尾小車及擋板、定尺裝置、回轉(zhuǎn)臂、緩沖臺(tái)架等。

1) 管排輥道：由上百個(gè)輥道組成，輥道較寬（920mm），分別由電機(jī)帶動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)管排的運(yùn)輸。

2) 氣動(dòng)對(duì)中裝置：鋸機(jī)前后設(shè)有管排對(duì)中裝置，由氣動(dòng)缸帶動(dòng)一對(duì)夾子，將管排固定在輥道的正中間，便于切割且可提高鋸口端面質(zhì)量。

3) 切頭小車及擋板：在管排鋸出口處設(shè)有切頭小車，由電機(jī)帶動(dòng)，齒輪傳動(dòng)使切頭小車在齒條上行走，小車下裝有升降擋板，使擋板可以在線、離線。小車行走約1000mm，即可使切頭長度在200~1200mm內(nèi)調(diào)整，由U31編碼器向上位機(jī)傳遞小車位置。

4) 切尾小車及擋板：在管排鋸入口處設(shè)有切尾小車，由電機(jī)帶動(dòng)，齒輪傳動(dòng)使切頭小車在齒條上行走，小車下裝有升降擋板，使擋板可以在線、離線。小車行走約1000mm，即可使切尾長度在200~1200mm內(nèi)調(diào)整。為了達(dá)到管頭下料目的，在切尾擋板上裝有推料液壓缸。由U31編碼器向上位機(jī)傳遞小車位置。

5) 定尺裝置：在管排鋸后都裝有定尺裝置，其由液壓缸帶動(dòng)升降擋板在線、離線。由另一個(gè)液壓缸對(duì)定尺擋板位置進(jìn)行鎖定。由電機(jī)帶動(dòng)鋼絲繩拖動(dòng)定尺擋板進(jìn)行位置調(diào)整，擋板位置由U31編碼器向上位機(jī)上傳遞。定尺擋板的調(diào)整范圍為9米，即可把定尺長度控制在6~15米的長度范圍。定尺精度調(diào)整分精調(diào)和粗調(diào)兩種。厚壁鋼管主動(dòng)切尾時(shí)實(shí)現(xiàn)粗調(diào)，精度為100mm，厚壁鋼管被動(dòng)切尾時(shí)實(shí)現(xiàn)精調(diào)，精度為1mm。

6) 回轉(zhuǎn)臂：由托盤及配重組成臂體，一根軸可連接多個(gè)臂體，達(dá)到橫移管排的目的。精整鋸切區(qū)域共有8個(gè)回轉(zhuǎn)臂。

7) 緩沖臺(tái)架：有鋼軌及鏈子組成，鏈子由鏈輪傳動(dòng)，達(dá)到橫移厚壁鋼管及緩沖的目的。

8) WVC 1600R圓盤鋸機(jī)主要參數(shù)

鋸片直徑：　　　　　　1600 mm　　　 盤體厚：9 mm（硬質(zhì)合金鋸片）

水平夾具開口度：　　　100～1100 mm

垂直夾具開口度： 70～380 mm

鋸機(jī)進(jìn)給行程： 580 mm

最大管排寬度： 1050 mm

鋸片速度： 11～150 m/min

鋸片進(jìn)給速度： 50～1000mm/min

水平夾具壓力： 0.5～7 Mpa

水平夾具夾緊力： 6300～85000 N

垂直夾具壓力： 1～7 Mpa

垂直夾具夾緊力： 3500～27500 N

鋸片驅(qū)動(dòng)電機(jī)： 130KW　　1500rpm

鋸片進(jìn)給電機(jī)： 12KW　　 1468rpm

液壓泵電機(jī)： 18.5KW　　1500rpm

冷卻空氣壓力： 0.6MPa

9) KSA1600L的圓盤鋸機(jī)

鋸片直徑： 1600 mm 厚：8.1 mm

水平夾具開口寬： 110 ～ 1050 mm

垂直夾具開口高： 110 ～ 420 mm

鋸片速度： max 250 m/min

鋸片送進(jìn)速度： 10～1500 mm/min

快速返回速度： 7000 mm/min

夾具壓力： max 100 bar

最大管排寬度： 1000 mm

所有設(shè)備的動(dòng)作，都可由操作臺(tái)上控制面板上的操作按鈕實(shí)現(xiàn)。操作面板可實(shí)現(xiàn)厚壁鋼管鋸切全過程自動(dòng)控制（自動(dòng)），部分設(shè)備的自動(dòng)控制（半自動(dòng)），單體設(shè)備的動(dòng)作控制（手動(dòng)）。

8.2.2 管排鋸的切割過程及工藝控制要點(diǎn)8.2.2.1 管排鋸的切割過程

1 管排在擋板處撞齊后（切頭、切尾、定尺），擋板離線。

2 氣動(dòng)對(duì)中裝置動(dòng)作，將管排固定在管排輥道正中。

3 鋸屑板下降，鋸主機(jī)前后升降輥道下降到低位。

4 垂直夾緊預(yù)夾緊。

5 水平夾具夾緊，達(dá)到設(shè)定壓力要求。

6 垂直夾緊二次夾緊，達(dá)到設(shè)定壓力要求。

7 鋸片快速進(jìn)給至轉(zhuǎn)換點(diǎn)后，轉(zhuǎn)換成設(shè)定的工作進(jìn)給速度。

8 鋸片對(duì)管排進(jìn)行切割，到達(dá)鋸片行程設(shè)定點(diǎn)后，管排被完全切斷。

9 出口夾具工位擴(kuò)張打開，鋸片主軸向外伸出3，鋸片減震器打開。

10 鋸片快速返回到位。

11 鋸片主軸3返回

12 水平夾具打開后垂直夾具打開。

13 夾具工位擴(kuò)張返回。

14 鋸屑板及鋸主機(jī)前后升降輥道返回到高位。

8.2.2.2 管排鋸工藝控制要點(diǎn)

1 厚壁鋼管切割溫度

定徑后，厚壁鋼管經(jīng)過冷床冷卻，一些壁厚較厚及生產(chǎn)節(jié)奏較快的厚壁鋼管，在到達(dá)冷床末端時(shí)，管體溫度仍在80攝氏度以上（尤其是夏季），這時(shí)，厚壁鋼管就必須進(jìn)行水冷，以便于進(jìn)行鋸切。

2 厚壁鋼管的成排收集

因管排輥道的寬度及鋸機(jī)水平夾具寬度（最大1100mm）原因，收集后的管排寬度不應(yīng)超過1050mm（KSA1600L的圓盤鋸機(jī)管排最大寬度不能超過1000 mm）

每排管最大支數(shù)見表8-1。

表8-1

外徑（mm）	≤120	≤ 140	≤ 195	≤ 250	≤ 300	≤344.1
支數(shù)	7	6	5	4	3	2

否則，厚壁鋼管最大寬度超過標(biāo)準(zhǔn)，一是管排運(yùn)行時(shí)會(huì)撞壞鋸機(jī)夾具，二是管排在輥道上不能正常運(yùn)行。

3 鋸切參數(shù)的設(shè)定

根據(jù)被切厚壁鋼管的規(guī)格、材質(zhì)設(shè)定相應(yīng)的鋸切參數(shù)。鋸切參數(shù)主要包括：鋸片速度（鋸片線速度）、鋸片單齒切屑量、鋸片齒數(shù)還包括鋸機(jī)夾具壓力。具體參數(shù)的設(shè)定，參照表8-2。

表8-2

厚壁鋼管壁厚 S（mm）	鋸切線速度（m/min）	鋸片進(jìn)給速度（mm/min）
S < 10	≤ 130	≤ 600
10 ≤S≤ 16	≤ 115	≤ 500
16 < S	≤ 105	≤ 400

表中鋸片進(jìn)給速度為調(diào)整鋸片速度和鋸片單齒切屑量后，所生成的數(shù)值。根據(jù)生產(chǎn)厚壁鋼管品種情況，鋸切速度和進(jìn)給速度按以下公式計(jì)算：

Лd.n

鋸切速度：V1= ———— m/min

1000

式中：D：鋸片直徑

n：鋸片轉(zhuǎn)速

1000S/ZV1

進(jìn)給速度：V1= ———— =（S/Z）.Z.N

T

式中：S/Z：單齒切屑量

Z：齒數(shù)

T：齒節(jié)數(shù)

4 夾具壓力的調(diào)整

為防止厚壁鋼管切割后，由于鋸機(jī)夾具壓力過大，造成管端橢圓度超標(biāo)，可根據(jù)被切厚壁鋼管的徑壁比和材質(zhì)，選擇夾具壓力。夾具壓力分P1、P2、P3（夾具夾緊時(shí)的壓力）和保壓（二次夾緊后切割時(shí)的壓力）。一般壓力調(diào)整為：P1約為30 ~ 35 bar、P2約為45 ~ 50 bar、P3約為65 ~ 70 bar。保壓調(diào)整為25~30bar。徑壁比大于30的選擇P1壓力，22~30的選擇P2壓力，22以上的選擇P3壓力。

5 切頭尾長度調(diào)整

根據(jù)厚壁鋼管壁厚的情況，選擇厚壁鋼管的切頭尾長度，以保證切后管端壁厚在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，并保證厚壁鋼管頭尾切割長度最短。此項(xiàng)工作可在操作臺(tái)的上位機(jī)上實(shí)現(xiàn)。切頭尾長度設(shè)定范圍必須在200mm~1200mm之間。

6 定尺長度的調(diào)整

根據(jù)生產(chǎn)合同計(jì)劃，調(diào)整厚壁鋼管切割定尺長度。使切后定尺長度滿足合同要求。并使厚壁鋼管定尺長度在規(guī)定范圍內(nèi)得以優(yōu)化切割。定尺長度要求范圍在500mm以外的，鋸機(jī)可采用主動(dòng)切尾方式，即最后一倍尺長度差與來料長度差相同（都在定尺長度規(guī)定范圍內(nèi)），定尺長度要求在500mm以內(nèi)的，可采用被動(dòng)切尾方式，即所有倍尺長度均相同。厚壁鋼管定尺長度的調(diào)整及倍尺數(shù)，可由位于操作臺(tái)上的上位機(jī)來實(shí)現(xiàn)。

7 管端質(zhì)量的控制

切后厚壁鋼管斷面平面度、切斜度及幾何尺寸要在控制標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)。

8.2.3 常見切割缺陷的處理方法8.2.3.1 定尺長度超標(biāo)。

1 原因分析：

1) 定尺長度實(shí)際數(shù)值與OIS顯示數(shù)值不符。

2) 定尺鎖緊裝置失靈，厚壁鋼管在撞齊時(shí)，定尺擋板后移。

3) 來料厚壁鋼管長度差超標(biāo)。

2 處理方法：

1) 調(diào)整U31編碼器，使定尺長度實(shí)際數(shù)值與OIS顯示數(shù)值相符。

2) 檢查鎖緊裝置，調(diào)整傳感元件位置，使定尺裝置正常鎖緊。

3) 調(diào)整定尺長度在標(biāo)準(zhǔn)范圍內(nèi)，采取被動(dòng)切尾方式。

8.2.3.2 鋸口斷面出現(xiàn)凸棱。

1 原因分析：

1) 鋸片有打齒現(xiàn)象或端跳變大。

2) 鋸片齒寬差超標(biāo)。

3) 鋸片穩(wěn)定器調(diào)整不適當(dāng)與鋸片間隙過大或過小。

4) 鋸切參數(shù)設(shè)定不合理。

2 處理方法：

1) 更換鋸片。

2) 調(diào)整穩(wěn)定器與鋸片間隙在0.1mm左右。

3) 適當(dāng)更改鋸切參數(shù)。

8.2.3.3 鋸口斷面切斜。

1 原因分析：

1) 鋸片端跳過大。

2) 鋸片切割面積過大，鋸齒變鈍。

2 處理方法：

1) 更換鋸片。

2) 調(diào)整穩(wěn)定器與鋸片間隙在0.1mm左右。

3) 更改鋸機(jī)切割參數(shù)。

8.2.3.4 鋸口橢圓度超標(biāo)。

1 原因分析：鋸機(jī)夾具壓力過大。

2 處理方法：根據(jù)被切厚壁鋼管材質(zhì)和徑壁比，采取相應(yīng)的壓力值。

8.2.3.5 鋸口斷面粘有長條鋸屑。

1 原因分析：

1) 鋸片進(jìn)給行程不夠。

2) 鋸片鋸齒變鈍。

2 處理方法：

1) 調(diào)整鋸切行程。

2) 更換鋸片。

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