El principio de funcionamiento y los parámetros de proceso de la fábrica de rodillos fríos de tubería sin costura

La fábrica de rodillos fríos de tubos sin costura, también conocido como Pilger Mill, es un equipo especial que utiliza una tecnología de procesamiento sin chips para producir tuberías sin costuras de metal de alta precisión en el estado frío. Se puede utilizar para producir tuberías de varios materiales de varios materiales con alto contenido de varios estados. Su principio de trabajo central se basa en las características de flujo de plástico de los metales a temperatura ambiente, combinadas con movimiento giratorio periódico de rodamiento y alimentación, reduciendo gradualmente el diámetro y el grosor de la pared y mejorando el rendimiento de las tuberías.

1. Principio de trabajo

La tubería se enrolla entre un mandril cónico fijo y dos rollos en forma de anillo. El soporte de trabajo equipado con un par de rollos se mueve horizontalmente bajo la transmisión del mecanismo de enlace de cigüeñal. El engranaje síncrono se combina con la rejilla, conduciendo los rollos en forma de anillo para girar hacia adelante y hacia atrás mientras se mueve junto con el soporte. La superficie circunferencial del rollo en forma de anillo se proporciona con un pase con una sección transversal que cambia continuamente para lograr la reducción del diámetro del tocho y el grosor de la pared.

Cuando el soporte de trabajo alcanza la posición del límite trasero, el dispositivo de alimentación y el dispositivo giratorio conducen respectivamente el tocho de la tubería y el mandril para girar y alimentar. Cuando el soporte de trabajo avanza, la sección alimentada del tocho de la tubería se da cuenta de la deformación de la reducción del diámetro y la reducción del espesor de la pared en la brecha anular que se reduce gradualmente formada por el pase y el mandril.

Cuando el soporte de trabajo alcanza la posición del límite frontal, el tocho de tuberías se alimenta y gira nuevamente. Cuando el soporte regresa, el tocho de tuberías completa la reducción del diámetro, la reducción del espesor de la pared o el acabado. Cada movimiento alternativo del soporte completa un ciclo de rodadura, formando un cono de trabajo de deformación metálica. De esta manera, el proceso de rodadura del tocho de tuberías se realiza a través del trabajo periódico.

2. Parámetros de procesamiento

Los parámetros del proceso de la fábrica de rodillos en frío son los factores centrales que afectan la calidad de formación, la precisión dimensional y la eficiencia de producción de las tuberías. Los siguientes son los parámetros del proceso clave de la fábrica de rodillos en frío:

2.1 Parámetros de deformación

(1) Tasa de reducción del diámetro (ΔD/D): el porcentaje de la reducción del diámetro de la tubería determina directamente el grado de deformación plástica del metal. Si es demasiado pequeño, la deformación metálica está incompleta, lo que probablemente cause un grosor de la pared desigual. Si es demasiado grande, conducirá al endurecimiento del trabajo, el aumento del estrés residual e incluso la posible ocurrencia de grietas.

(2) Tasa de reducción del espesor de la pared (ΔS/s): la relación de adelgazamiento del grosor de la pared de la tubería debe coincidir con la velocidad de reducción del diámetro para evitar la ocurrencia de inestabilidad. La relación (valor q) de la tasa de reducción del espesor de la pared a la tasa de reducción del diámetro debe mantenerse dentro de un rango razonable para garantizar la uniformidad de la deformación. Si el valor Q es demasiado alto, la fuerza de rodadura puede aumentar considerablemente, y en este momento, los ajustes correspondientes deben hacerse en combinación con los parámetros del mandril.

2.2 Velocidad de rodadura y cantidad de alimentación

(1) Velocidad de rodadura: la velocidad lineal (m/s) de la rotación del rodillo afecta la eficiencia de producción y el aumento de la temperatura. El rodamiento de alta velocidad debe combinarse con lubricación y enfriamiento para evitar defectos superficiales causados ​​por un calor excesivo de fricción. El rodamiento de baja velocidad es adecuado para tuberías de paredes delgadas de alta precisión, pero la eficiencia es relativamente baja.

(2) Cantidad de alimentación periódica (cantidad de alimentación M): La cantidad de alimentación axial de la tubería en cada ciclo de rodadura determina la cantidad de deformación única. Una cantidad de alimentación razonable puede reducir el valor máximo de la fuerza de rodadura en un 10% a 20% y reducir el estrés residual.

2.3 parámetros de rollo y mandril

(1) Liquidación en el balanceo (espacio en el rollo): controla el grosor final de la pared y la redondez de la tubería.

(2) Parámetros del mandril

Taper de mandril: afecta la uniformidad del flujo de metal, y el ángulo del cono suele ser de 1 ° a 3 °.

Tratamiento de la superficie del mandril: el pulido o el recubrimiento (como el nitruro de titanio) puede reducir la fricción y extender la vida útil.

Matriota entre el mandril y el rollo: el diámetro del mandril debe coincidir con el pase de rodillo para evitar la desviación del grosor de la pared.

2.4 Características del material y adaptación de procesos

Acero inoxidable (304/316L): es necesario controlar el endurecimiento del trabajo y la adopción de baja cantidad de alimentación y rodamiento de múltiples pasos. El aceite mineral de alta viscosidad se selecciona preferiblemente como lubricante para reducir los rasguños de la superficie.

Aleación de titanio/aleación de circonio: con baja plasticidad, la velocidad de reducción del diámetro debe reducirse y la temperatura de rodadura puede ser ligeramente más alta que la temperatura ambiente.

Aleación de cobre/aluminio: con alta ductilidad, se puede adoptar una gran cantidad de alimentación, pero se debe fortalecer el enfriamiento para evitar que se pegue el rollo.

2.5 Método de optimización de parámetros del proceso

Simulación numérica (análisis de elementos finitos): use software como Deform-3D y ABAQUS para predecir la distribución y defectos del estrés (error

Conclusión

En la actualidad, el nivel de tecnología de procesos de rodamiento en frío y el nivel de equipo en el mundo se han desarrollado enormemente. El molino de rodillos en frío se está desarrollando en la dirección de alta velocidad, trazo largo, pase de anillo y alta precisión. Además, con el desarrollo de tecnologías inteligentes y automatizadas, la fábrica de rodillos en frío también se está desarrollando hacia una mayor inteligencia y automatización. Al introducir sensores avanzados y sistemas de control, se puede lograr el monitoreo en tiempo real y el control preciso del proceso de rodadura, mejorando aún más la eficiencia de producción y la calidad del producto. Estas tendencias de desarrollo no solo promueven el progreso de la tecnología de la fábrica de rodillos en frío, sino que también inyectan una nueva vitalidad en el desarrollo de la industria de fabricación de tuberías.