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超声波技术应用于冷拔钢管或其他金属塑性加工是20世纪70年代大功率超声波应用的新发展。1978年8月,上海市科委正式下达科研任务,由上海钢管厂负责,中国科学院声学研究所和上海超声波仪器厂协作,进行超声波冷拔钢管试验。
超声波振动拔管的原理是将高频电谐振通过换能器转换成机械振动,并将振动能量传播到变形区中,从而改变金属变形的性质和应力状态。
在超声波振动拔管中,换能器的设计是一个核心问题。只有正确设计换能器,才能能地将高频电谐振变为有效的机械振动。
我国20世纪80年代在自己试制的超声冷拔钢管装置上,对多种材料进行了拉拔试验。试验表明,超声冷拔钢管可以降低拉拔力15%~20%;可以提高延伸系数,减少拔制道次;可减少中间热处理,进行多道次连拔;提高了钢管内外表面的光洁度和加工精度;能够拉制常规方法不能拉制的特种金属
管坯加热温度是指管坯的出炉温度。它的确定应保证该钢种在塑性的范围内实施主变形,确定加热温度的基础是铁、碳平衡图,在实际操作中,一般应考虑以下因素。①钢种。不同的钢种对应其不同的加热温度。②温降。环形加热炉到轧机工艺线上新产品的温降(外)大小,一般应保证变形终了前的金相组织在单相区。③加热缺陷。应防止钢坯过热甚至过烧。
相对于其他大型连续式炉环形炉的维护检修工作量更少。其原因是:①它的炉底转动非常慢,有的几乎1~2h才转动1圈,机械磨损小。②炉子高温部分被很厚的耐火材料包住,不会使机械部分受到高温的损坏。在例行检修和维护时,一般只是清洗各机械的轴承,更换磨损件
定心装置主要是防止顶杆在穿孔过程高速旋转时产生速度的抖动,保持穿孔过程稳定,防止毛管由此产生严重的偏心或顶杆弯曲。定心装置一般设置3~4架,随着毛管长度的增加,定心装置可有5~7架。
通常每台定心装置由3个互成120°的定心辊组成。1个上定心辊和2个下定心辊。穿孔时定心装置的动作如下所述。
(1)当管坯咬入至毛管接近定心装置前,机架定心辊及时将顶杆抱住,并随顶杆一道转动(随动辊),以使顶杆轴线保持在轧制线上,不至于产生过度的甩动。
(2)当毛管前端接近某一架定心装置时,3个定心辊同时打开一个小距离(即毛管位置),使毛管进入3个定心辊之间并旋转前进。此时定心装置起到毛管导向及防止毛管过度甩动的作用。定心辊打开的间距(毛管位置)应根据毛管直径予以调整,通常3个定心辊的间距(直径)选取毛管的外径加毛管的跳动量(8~12 mm)。
(3)当穿孔过程完成后,上定心辊上抬起一个较大距离(打开位置)。此时,安置在定心辊之间的升降辊道升起将毛管拖住,转动辊道可输送毛管。
定心辊的驱动早由汽缸完成,主要在小型机组上使用。现代的极大型机组通常都采用液压缸驱动,并实现自动控制。
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