畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）：二輥斜軋穿孔機(jī)設(shè)計(jì)

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1、1緒論1.1選題背景進(jìn)入21世紀(jì)后，在材料工業(yè)的傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)中，盡管陶瓷材料、有機(jī)塑料、復(fù)合材料等管材的發(fā)展在一定程度上取代了鋼管，但鋼管在石油、電力、化工、煤炭、建筑，機(jī)械、軍工、航空航天方面的地位仍然是不可動(dòng)搖的，管材仍然被公認(rèn)為是21世紀(jì)一種主要的建筑與工程材料。21世紀(jì)，全球經(jīng)濟(jì)將持續(xù)增長(zhǎng)，對(duì)鋼管的需求量也將繼續(xù)增長(zhǎng)。增長(zhǎng)的同時(shí)，鋼管工業(yè)必須從“裝備落后型”向“裝備先進(jìn)型”、“企業(yè)分散型”向“企業(yè)集中型”轉(zhuǎn)變，如裝備先進(jìn)水平的軋管機(jī)組和兼并規(guī)模較小的鋼管生產(chǎn)企業(yè)等。目前，雖然我國(guó)已是鋼管消費(fèi)和生產(chǎn)大國(guó)，已成為鋼管的凈出口國(guó)，但在生產(chǎn)裝備、產(chǎn)品品種、

2、質(zhì)量、成本、廢棄資源利用以及環(huán)境保護(hù)上均較世界先進(jìn)水平有較大差距。為進(jìn)一步增強(qiáng)競(jìng)爭(zhēng)力，必須盡快縮小上述差距，盡快使生產(chǎn)裝備和工藝技術(shù)達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，使我國(guó)真正成為世界鋼管生產(chǎn)強(qiáng)國(guó)。因此，中國(guó)鋼管行業(yè)的發(fā)展戰(zhàn)略，應(yīng)該是以調(diào)整結(jié)構(gòu)為中心，開(kāi)發(fā)研究高檔次專(zhuān)用管材為重點(diǎn)的發(fā)展戰(zhàn)略。無(wú)縫鋼管生產(chǎn)的實(shí)質(zhì)是將實(shí)心的管坯或鋼錠穿孔并軋制成空心斷面的鋼管，其基本工序?yàn)榇┛缀蛙埞?。二輥斜軋穿孔機(jī)分盤(pán)式、菌式和輥式三種斜軋式穿孔機(jī)。管坯在此三種斜軋穿孔機(jī)中穿孔變形時(shí)三者的變形區(qū)形狀相同，變形過(guò)程的特點(diǎn)也基本相同。但由于老式的盤(pán)式和菌式穿孔機(jī)受結(jié)構(gòu)條件的限制，軋輥懸臂安裝，

3、軋機(jī)強(qiáng)度小，不能穿大直徑薄壁管，齒輪傳動(dòng)部分磨損快，修理頻繁，生產(chǎn)率低，輥身短、變形區(qū)短，單位變形區(qū)長(zhǎng)度上應(yīng)力較大，穿孔過(guò)程中金屬內(nèi)部產(chǎn)生極大的應(yīng)力使毛管質(zhì)量變壞；前進(jìn)角固定，生產(chǎn)品種受到限制，所以這兩種穿孔機(jī)目前較少使用（不再建），用得最廣泛的是輥式穿孔機(jī)。1.2國(guó)外無(wú)縫鋼管生產(chǎn)的發(fā)展在19世紀(jì)，人們就開(kāi)始了無(wú)縫鋼管生產(chǎn)的研究。美國(guó)生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的公司有十九家，設(shè)備生產(chǎn)能力超過(guò)25萬(wàn)噸的有八家。美國(guó)現(xiàn)有的無(wú)縫鋼管軋機(jī)中，有自動(dòng)軋管機(jī)組二十五套，連軋管機(jī)組五套，三輥軋管機(jī)九套，狄賽爾機(jī)組四套，擠壓機(jī)組十套，大頂管機(jī)二套。美國(guó)生產(chǎn)的熱軋鋼管最小外徑為12.

4、7毫米，最大外徑為660毫米。俄羅斯生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的工廠(chǎng)有十一家，現(xiàn)有三十七臺(tái)無(wú)縫鋼管機(jī)組，其中有周期軋管機(jī)組六套、自動(dòng)軋管機(jī)組十六套、連軋管機(jī)組四套、三輥軋管機(jī)組三套、頂管機(jī)組一套和擠壓機(jī)組七套。設(shè)備生產(chǎn)能力約為680萬(wàn)噸，生產(chǎn)的無(wú)縫鋼管的直徑范圍為42～530毫米。日本目前的鋼管產(chǎn)量已接近1000萬(wàn)噸，超過(guò)了美國(guó)，而居世界第二位。它擁有各種類(lèi)型的無(wú)縫鋼管軋機(jī)二十二臺(tái)（包括1978年投產(chǎn)的一臺(tái)400毫米自動(dòng)軋管機(jī)組），其中自動(dòng)軋管機(jī)六臺(tái)，連軋管機(jī)三臺(tái)，周期軋管機(jī)一臺(tái)，三輥軋管機(jī)一臺(tái)，頂管機(jī)三臺(tái)，擠壓機(jī)八臺(tái)。日本現(xiàn)有設(shè)備可以生產(chǎn)的熱軋無(wú)縫鋼管的規(guī)格范圍是

5、外徑21～1066毫米，冷拔管外徑4～500毫米，冷軋管外徑4～95毫米。新日鐵八幡廠(chǎng)于1977年新建了一套400自動(dòng)軋管機(jī)組，在兩臺(tái)延伸機(jī)（穿孔機(jī)）前面設(shè)置了一臺(tái)推軋穿孔機(jī)（PPM），可以用方坯做為原料。川崎知多廠(chǎng)1978年新建了一套400自動(dòng)軋管機(jī)組，在設(shè)計(jì)中欲留了增加推軋穿孔機(jī)的位置。日本無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)特點(diǎn)如下：（1）重視管坯質(zhì)量，積極采用連鑄坯；（2）連軋管機(jī)和自動(dòng)軋管機(jī)配合生產(chǎn)石油管；（3）積極采用新技術(shù)。德國(guó)是一個(gè)鋼鐵工業(yè)比較發(fā)達(dá)的國(guó)家。其無(wú)縫鋼管生產(chǎn)集中于八個(gè)公司，設(shè)備生產(chǎn)能力約310萬(wàn)噸，曼內(nèi)斯曼鋼管公司一家就擁有200萬(wàn)噸的生產(chǎn)能力，

6、生產(chǎn)是比較集中的。德國(guó)現(xiàn)有各種無(wú)縫鋼管軋機(jī)機(jī)組約三十三套，其中連軋管機(jī)組二套，自動(dòng)軋管機(jī)組四套，周期軋管機(jī)組九套，頂管機(jī)組六套，三輥軋管機(jī)組四套，機(jī)械擠壓機(jī)五臺(tái)，臥式擠壓機(jī)三臺(tái)。這些機(jī)組大多是五十年代以前建的，六十年代以后主要建了兩套連軋管機(jī)組和一套三輥軋管機(jī)組。1.3國(guó)內(nèi)無(wú)縫鋼管生產(chǎn)的發(fā)展我國(guó)是生產(chǎn)無(wú)縫鋼管較早的國(guó)家之一。1953年10月27日，中國(guó)第一根無(wú)縫鋼管在鞍山鋼鐵公司無(wú)縫鋼管廠(chǎng)誕生，從此，中國(guó)告別了不能生產(chǎn)無(wú)縫鋼管的歷史，擁有了自己的無(wú)縫鋼管。我國(guó)無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)從無(wú)到有、從小到大，已經(jīng)走過(guò)了50多年的歷程。2003年全國(guó)無(wú)縫鋼管產(chǎn)量為699

7、.5萬(wàn)t,出口56.3萬(wàn)t，進(jìn)口53.1萬(wàn)t，成為世界上無(wú)縫鋼管第一生產(chǎn)、消費(fèi)大國(guó)和凈出口國(guó)。目前，我國(guó)無(wú)縫鋼管品種結(jié)構(gòu)方面的矛盾已得到基本緩解，產(chǎn)品質(zhì)量已基本上滿(mǎn)足國(guó)內(nèi)需求，產(chǎn)品無(wú)特色的“以冷代熱”小直徑無(wú)縫鋼管生產(chǎn)方式及落后的生產(chǎn)機(jī)組正逐步被淘汰。已經(jīng)擁有了世界上無(wú)縫鋼管生產(chǎn)的各種典型機(jī)組。主要機(jī)組的裝備水平、主要生產(chǎn)技術(shù)指標(biāo)和主要品種（如油井管、軸承管和不銹鋼管）的產(chǎn)量居世界領(lǐng)先水平，我國(guó)的無(wú)縫鋼管正在從生產(chǎn)大國(guó)走向強(qiáng)國(guó)。我國(guó)無(wú)縫鋼管的生產(chǎn)企業(yè)呈現(xiàn)兩大特點(diǎn)：一是以天津鋼管有限責(zé)任公司、寶鋼鋼管分公司、包鋼無(wú)縫鋼管廠(chǎng)和連軋鋼管廠(chǎng)、攀鋼集團(tuán)成都鋼鐵有

8、限責(zé)任公司、衡陽(yáng)華凌鋼管有限公司以及鞍鋼新鋼鐵公司等六大鋼管生產(chǎn)企業(yè)為首的國(guó)有企業(yè)，主要以生產(chǎn)