[發(fā)明專利]采用六輥矯直機(jī)實(shí)現(xiàn)薄壁無(wú)縫鋼管精密矯直的方法

無(wú)效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010191026.0
• 申請(qǐng)日: 2010-06-03
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN101927278A
• 公開(kāi)（公告）日: 2010-12-29
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李連進(jìn);潘道津;付繼成;王惠斌
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 天津商業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): B21D3/02
• 分類號(hào): B21D3/02
• 代理公司: 天津市三利專利商標(biāo)代理有限公司 12107
• 代理人: 肖莉麗

1.一種采用六輥矯直機(jī)實(shí)現(xiàn)薄壁無(wú)縫鋼管精密矯直的方法，其特征在于，包括下述步驟：

(1)確定壓下彎曲矯直次數(shù)和壓扁彎曲矯正次數(shù)：

壓下彎曲矯直次數(shù)的計(jì)算公式為：

i₁＝2L/S????(1)

壓扁彎曲矯正次數(shù)的計(jì)算公式為：

i＝4L/S?????(2)

得到的矯直次數(shù)或矯正次數(shù)取整數(shù)，公式(1)和公式(2)中，L為軋輥同無(wú)縫鋼管接觸的兩點(diǎn)之間距離，S為軋制時(shí)無(wú)縫鋼管旋轉(zhuǎn)前進(jìn)的導(dǎo)程，無(wú)縫鋼管旋轉(zhuǎn)前進(jìn)的導(dǎo)程的計(jì)算公式為：

S＝π·d·tanα???(3)

公式(3)中，α為矯正中心線或矯直中心線與軋輥軸線之間的夾角；d為無(wú)縫鋼管的外徑；

(2)確定薄壁無(wú)縫鋼管的矯直壓下量K、矯直作用力F₁、矯正壓下量和矯正作用力F₂：

其中，矯直壓下量K的計(jì)算公式為：

K=0.36σE·l2E·d---(4)]]>

公式(4)中：σ_E為無(wú)縫鋼管材料的屈服極限，l為矯直輥的支承距離，E為無(wú)縫鋼管的彈性模量，

矯直作用力F₁的計(jì)算公式為：

F1=48J·δ·σEl3---(5)]]>

公式(5)中：J為無(wú)縫鋼管的慣性截面距；

δ為彈性極限變形撓度，當(dāng)δ＞K時(shí)，取δ＝K；當(dāng)δ≤K時(shí)，由公式(6)確定：

δ=σE·l26E·d---(6)]]>

矯正壓下量取無(wú)縫鋼管外徑的3-5％；

矯正作用力F₂的計(jì)算公式為：

F2=1.08bt2d·σE---(7)]]>

公式(7)中：b為無(wú)縫鋼管和軋輥的接觸寬度；t為無(wú)縫鋼管的壁厚；

(3)根據(jù)赫茲接觸理論計(jì)算導(dǎo)致無(wú)縫鋼管發(fā)生凹陷變形的赫茲接觸力P：

P=π3·d224E2·(σE)3---(8)]]>

(4)將赫茲接觸力與矯直作用力和矯正作用力的合力進(jìn)行比較，如果矯直作用力和矯正作用力的合力大于赫茲接觸力，則將赫茲接觸力與合力的比值作為減小系數(shù)，將步驟(2)中的矯直壓下量、矯直作用力、矯正作用力和矯正壓下量分別乘以減小系數(shù)得到減小后的矯直壓下量、矯直作用力、矯正作用力和矯正壓下量，并將減小后的矯直作用力、矯直壓下量、矯正作用力和矯正壓下量作為實(shí)際矯直作用力、矯直壓下量和矯正作用力；如果矯直作用力和矯正作用力的合力小于或等于赫茲接觸力，則將步驟(2)得到的矯直作用力、矯直壓下量和矯正作用力作為實(shí)際矯直作用力、矯直壓下量、矯正作用力和矯正壓下量；

(5)根據(jù)步驟(4)得到的實(shí)際矯直壓下量從矯直次數(shù)i等于1開(kāi)始到由公式(1)得到的矯直次數(shù)為止計(jì)算無(wú)縫鋼管的直線度誤差Δ：

Δ=l2·ΔC112---(9)]]>

公式(9)中ΔC₁為矯直殘余曲率，通過(guò)公式(10)得到，

ΔC₁＝C₀±(C_w-C_e)????(10)

公式(10)中，C₀為無(wú)縫鋼管的原始曲率；

C_W為無(wú)縫鋼管的反彎曲率，由公式(11)得到；

C_e為無(wú)縫鋼管的彈性回復(fù)曲率，由公式(12)得到，

Cw=12yl2---(11)]]>

Ce=2σEE·J·d---(12)]]>

公式(11)中y為由步驟(4)得到的實(shí)際矯直壓下量和實(shí)際矯正壓下量之和)；

(6)從k等于1開(kāi)始到由公式(2)得到的矯正次數(shù)為止計(jì)算矯正后的鋼管橢圓長(zhǎng)軸直徑差Δd₀₁和短軸直徑差Δd₀₂：

Δd01=-d02·ΔCC213+d0·ΔCC21]]>

Δd02=d02·ΔCC223+d0·ΔCC22]]>

公式中，ΔC_C1為長(zhǎng)軸殘余曲率變化量，ΔC_C2為短軸殘余曲率變化量，分別通過(guò)下述公式得到：

ΔC_C1＝ΔC₂₁-ΔC_y1

ΔC_C2＝ΔC₂₂-ΔC_y2

公式中：ΔC_y1為長(zhǎng)軸彈性回復(fù)曲率變化量，ΔC_y2為短軸彈性回復(fù)曲率變化量；

ΔC₂₁為長(zhǎng)軸變形曲率的變化量，ΔC₂₂為短軸變形曲率的變化量，通過(guò)下述公式得到：

ΔC₂₁＝ΔC₀₁±ΔC_W1

ΔC₂₂＝ΔC₀₂±ΔC_W2

式中：

ΔC01=[(1-Δd2d0)/(1+Δd2d0)2-1]·2d0]]>

ΔC02=[(1+Δd2d0)/(1-Δd2d0)2-1]·2d0]]>

ΔCw1=2dw2-2d0=2·(dmin-0.92δc)(dmax+δc)2-2d0]]>

ΔCw2=2dw1-2d0=2·(dmax-δc)(dmin+0.92δc)2-2d0]]>

式中：d₀為鋼管的公稱外徑，

Δd為長(zhǎng)軸與短軸的直徑差，

δ_c矯正時(shí)沿矯正軋輥壓下方向的壓下量；

(7)將步驟(5)和步驟(6)得到的矯直后無(wú)縫鋼管的直線度誤差、矯正后的無(wú)縫鋼管的橢圓長(zhǎng)軸直徑差和短軸直徑差分別與國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)或用戶規(guī)定的指標(biāo)進(jìn)行比較，如果計(jì)算結(jié)果有大于標(biāo)準(zhǔn)值的數(shù)值，則調(diào)整矯正中心線與矯直軋輥軸線之間的夾角α，重新從步驟(1)開(kāi)始計(jì)算，直到直線度誤差、長(zhǎng)短軸直徑差符合要求；如果計(jì)算結(jié)果都小于或等于標(biāo)準(zhǔn)值，則將計(jì)算的矯正中心線與矯直軋輥軸線之間的夾角、矯直壓下量和矯正壓下量確定為生產(chǎn)中的使用參數(shù)。