穿孔机组传动分析研究.doc

1、穿孔机组传动分析研究摘要：本文主要就无缝钢管穿孔机组顶杆止推小车（MTB）传动装置（包括钢丝绳传动、齿条传动、链条传动、油缸驱动）的结构进行了概述，然后分析了其性能特点，最后介绍了应用情况。在此提出了个人的一些建议，可供参考。 关键词：无缝钢管 穿孔机 顶杆止推小车 传动装置 毛管 一、穿孔机组顶杆小车的驱动形式分析研究 传动形式有：螺旋传动、摩擦轮传动、带传动、链传动、齿轮（条）传动、多点啮合柔性传动、液压传动、气动传动等。 常见的顶杆小车的传动有：电机+卷筒+钢丝绳驱动；电机+齿轮、齿条驱动；电机+链条驱动；液压缸驱动。 二、顶杆小车的传动结构、性能特点和应用情况分析研究 1、钢丝绳的传动

2、结构及性能特点。 首先是钢丝绳的传动结构：电机、减速机、底座、钢丝绳、卷筒、滑轮组、张紧装置。 电机驱动钢丝绳卷筒正反转、 钢丝绳的一端绕于卷筒上、另一端经滑轮定位后与顶杆小车连接、并在卷筒和滑轮端均有张紧装置、从而实现小车的往复运动、满足轧制要求。 然后是性能特点和应用情况。 钢丝绳多用在腐蚀性环境和不容易对钢丝绳外表面涂油脂的场合、 钢丝绳有面附着牢固、提供阴极保护、耐腐蚀性强的优点。使得钢丝绳普遍用于无缝钢管生产设备中。 钢丝绳传动也有不足之处：一是钢丝绳通过张紧力驱动小车、 靠钢丝绳与卷筒的摩擦力、顶杆小车高速运行时、受惯性及自身弹性等因素、容易出现打滑的现象、一般钢丝绳传动的顶杆小车

3、的速度相对齿条传动较慢、 因此不适合与轧制节奏较高的机组相配、 例如限动限芯棒连轧管机组（MPM） 、高精度三辊式连轧机组（PQF） 。 二是小车不能准确定位、 难以满足精确控制要求、 因此用于高速传动（精确定位的机组时不便于控制、例如匹配顶头快速更换冷却装置的机组。 如果是在轧制大规格无缝管的机组中、根据轧制节奏要求、顶杆小车小于 3m/s 的速度时、 钢丝绳传动也可用于同顶头快速更换冷却装置匹配（在国内某钢厂已调试成功并顺利投产） 。三是 钢丝绳的使用寿命、明显不如链条和齿条、缩短了机组的平均故障维护时间和易损件的更换周期。 2、链条的传动结构及性能特点 首先是链条的传动结构。链条传动装置

4、的组成：电机、减速机、底座、链条、主动链轮、被动链轮、张紧装置等。 电机通过减速机驱动链轮正反转。链条的一端绕于链轮上。 另一端经链轮定位后与顶杆小车连接。并且在链轮从动端设有张紧装置。从而实现小车的往复运动。满足轧制要求： 然后是性能特点和应用情况。链传动无弹性滑动和打滑现象，能保持准确的平均传动比。可在高温及速度较低的情况下工作，与齿轮传动相比。链传动的制造与安装精度要求较低。成本低廉；远距离传动（中心距可达 100m 多）时。其结构大大轻便于齿轮传动。与钢丝绳传动相比易于维护。链传动的主要缺点是：运动时不能保持恒定的瞬时传动比。磨损后易发生跳齿。工作时有噪声。不宜在载荷变化很大和急速反向

5、传动中应用。链传动主要用在要求工作可靠、两轴相距较远、以及不适合用齿轮传动的场合。因此，链传动多用于轧制节奏较慢的机组。生产不锈钢的机组中用得较多。 3、齿条的传动结构及性能特点。 首先是齿条的传动结构其组成：电机、减速机、驱动齿轮、联轴器、制动装置、齿条装配、支撑车、齿条导向装置、传动导轨等。电机通过减速机带动齿轮正反向高速运行。齿条装有导向装置。下方设有支撑车。从而驱动顶杆小车连同顶杆高速、准确、平稳地往复运动。从制造和运输考虑。由分段齿条通过特殊方式联接装配成一个整体齿条。 有效地防止顶杆小车高速运转中因震动、瞬时拉力过大或齿条联接处扭转等原因导致联接处松动后造成事故。 解决了设备单件过

6、长不便于运输的问题。 然后是性能特点和应用情况。齿条传动的主要特点有：效率高、结构紧凑、工作可靠、寿命长、传动比稳定。 但是。 齿条传动的制造及安装精度要求高。 制造成本较高。不宜用于传动距离过大的场合“ 齿条传动用于轧制节奏快%要求准确定位的机组中。选用时应从整个机组配置和设备初期投入能力等方面综合考虑。 4、油缸的驱动结构及性能特点 首先是油缸驱动结构其组成：油缸、曲柄连杆机构、顶杆支座（止推装置） 、顶头前伸量调整装置。顶杆小车工作时。顶杆支座后部的液压缸工作。带动曲柄连杆机构。使之放平于滑道之上。 穿孔完成后，顶杆支座后部的摆动缸带动曲柄连杆机构摆动一定角度。 使顶杆和支座脱离。然后可

7、由回转移钢装置将顶杆和毛管一同平移出线外。 由专用脱棒机构进行脱顶杆。上述油缸驱动装置根据工作需要还可配置顶杆预旋转机构。当顶杆进入轧制线后，可由两个夹紧轮夹住顶杆迅速回撤。然后可由液压马达或电机带动锥面机构使顶杆产生旋转运动，当穿孔机咬钢的瞬时。预旋转装置自动脱开。保证传动机构正常工作。 然后是性能特点：油缸驱动装置适合用于顶杆循环的机组中，采用油缸驱动，可以减少出口台二段小车的辅助设备。简化顶杆结构。使顶杆便于维护。但增加了顶杆循环装置。 并且须要保证每组至少应有 6 根顶杆循环使用。 三、结语 在设备结构方面、目前我国无缝钢管轧管机的中小型落后机组占机组总数的 55%左右，生产能力占 1

8、5.0%、冷加工管占 20%。因此、需对我国现有设备进行技术改造。无缝钢管生产中、穿孔变形工序是最重要的、穿孔质量的优劣和生产效率的高低、直接影响成品管的质量及生产线的效率。穿孔轧制过程中、出口台的主要任务是配合主机座保证穿孔过程的顺利进行、保持穿孔节奏并方便地输出毛管。顶杆小车的传动运行特性在出口台的地位非常重要、顶杆小车工作的可靠性和快速性直接影响轧制节奏和生产效率。因此我们要以设计结合实践生产为出发点、对穿孔机顶杆止推小车（顶杆小车）的传动进行对比和分析、提供设计参考。以上分析可知：齿条传动速度快、定位准确、制造成本也高。链条传动平稳、可靠、便于维护。但速度慢、噪声大、钢丝绳传动简单可靠

9、。定位精度相比较差。平均维护时间较长。这三种驱动方式适用于行程较长（1015m） 左右、的采用顶头循环方式的机组。液压缸驱动的行程较短。一般 3m 左右（需要配合辅助的顶杆循环设备的结构复杂、投资也偏大。一般地讲，连轧机由于产量大、节奏快、对小车运行精度要求高。一般采用齿条传动或油缸传动。常见的斜轧穿孔机节奏稍慢一些。用钢丝绳传动或链条传动就可满足节奏要求。设计和改造时。可按不同的机组能力要求和具体情况。从实用和经济方面综合考虑。选择相应的传动装置。本文就自己的看法进行了详细的阐述。 参考文献： 1 杨秀琴：我国钢管工业的现状、问题与发展前景（下）J.钢管，2008 2 殷国茂.中国钢管飞速发展的 10 年M.成都：四川科学技术出版社.2009. 3扩大内需调整结构战胜危机实现钢管业健康发展中国钢结构协会钢管分会理事长严泽生 2009 年 3 月 26 日在钢管分会五届二次理事（扩大）会议上的讲话（节选） J.钢管，2009. 4编撰中国钢管飞速发展的 10 年后的几点体会J.钢管，2010 5加快调整结构和淘汰落后步伐 实现钢管行业科学发展中国钢结构协会钢管分会理事长严泽生 2010 年 4 月 8 日在钢管分会五届二次理事（扩大）会议上的讲话（节选） J.钢管，2010