铜管生产基础教材

1、空调铜管生产介绍空调管（ACR管）全称为空调与制冷用铜管，是专门用于空调器和制冷系统热交换器的管材。这种管材有直径小、壁厚薄、尺寸精度高、表面清洁并且粗糙度小、有良好的散热性能等特点。我公司主要采用水平连铸行星轧管法生产。水平连铸行星轧管法是芬兰奥特昆布公司研制开发的紫铜盘管生产工艺，适用于磷脱氧铜管，包括空调制冷用管、中小水气管的生产。经铣面后的水平连铸管坯，由三辊行星轧管机轧制成一定规格的盘管坯。由于三辊行星轧制具有变形迅速、加工率高等特点，使轧件在变形区内的温度迅速升高至铜的再结晶温度以上，轧件由铸造状组织变为完全再结晶组织，晶粒均匀细致。轧制中采用氮气保护，轧件表面光亮。轧件单重大，可

2、达到每根800kg以上。该法生产的高质量大卷重盘管坯提高了铜盘管的生产效率和成品率，已成为我国空调制冷用铜管等紫铜盘管的主要生产工艺。 1 、产品分类(1) 牌号、状态及规格表1 空调管的牌号、状态及规格牌 号状 态种 类规 格（mm）外 径壁 厚长 度T2TU1TU2TP1TP2硬（Y）半硬（Y2）软（M）轻软（M2）直 管4190.252.040010000盘 管0.32.0注：（1）轻软状态为满足产品力学性能及名义平均晶粒度的经轻微退火获得的状态。(2) 盘卷的内外直径应符合表2。 表2 空调管盘卷的内外直径 mm类 型最小内径最大外径卷 宽外 径层绕管卷610123075400平螺旋管

3、卷2501000蚊香形管卷300，400，500，600，800，9002、化学成分管材的化学成分应符合GB5231中T2、TU1、TU2、TP1中相应合金牌号的规定。TP2的化学成分有如下特殊规定：Cu99.90%、P为0.015%0.040%，其他成分按GB5231中TP2的规定。3、空调管的尺寸及尺寸允许偏差(1) 空调管的尺寸及尺寸允许偏差应符合表3。表3 空调管的尺寸及尺寸允许偏差 mm平均外径壁 厚尺寸范围允许偏差（士）0.250.40.40.60.60.80.81.51.52.0允许偏差（士）415152020300.050.060.080.030.030.050.050.050

4、.060.060.060.080.080.090.090.090.100.104、 空调管的室温力学性能应符合表8。表8 空调管的室温力学性能牌号状态抗拉强度,bMPa伸长率,5%T2硬（Y）275半硬（Y2）245325软（M）20540轻软（M2）20540TU1硬（Y）315TU2半硬（Y2）245325TP1软（M）20540TP2轻软（M2）205405、 工艺性能(1) 软状态的管材应进行扩口试验，扩口试验从管材的端部切取适当的长度作试样，其结果应符合表5，其他状态的管材进行该项试验时，试样应按软状态工艺进行退火后再测试。表5 管材的扩口试验外径，mm扩口率（冲锥60），%结果19

5、30试样不应产生肉眼可见的裂纹和裂口1940(2) 软状态的管材应进行压扁试验，压扁后两壁间的距离等于壁厚，试样不应产生肉眼可见的裂纹和裂口。注：扩口和压扁试验根据用户要求可任选其一。6、涡流探伤检验(1) 管材应逐根进行涡流探伤检验，在涡流探伤设备信号装置上不发出报警信号的直管即为符合标准要求的管材。盘管的报警信号次数由供需双方商定；报警信号深色标记长度不小于300mm。由轻微机械损伤痕迹、污物引起的信号不作为报废的依据。(2) 涡流探伤检验时，标准人工缺陷（钻孔直径）应符合表6。表6 涡流探伤钻孔直径 mm管材直径钻孔直径460.46100.510200.620250.825300.9注：

6、经供需双方协商，可按其他孔径探伤。7、晶粒度检验管材应进行晶粒度试验，结果应符合表11。表11 平均晶粒度牌号状态平均晶粒度,mmTU1 TU2 TP1 TP2 T2M0.0250.06M20.0408、有特殊需求的管材应进行清洁度检验，要求管材内表面残留污物不应超过0.038g/m2。9、 管材的内外表面质量应清洁、光亮，不应存在影响使用的有害缺陷。第二章水平连铸炉第一节概述水平连铸也称为卧式连续铸锭，是有色金属材料生产技术中近30年来重大进展之一，是引人注目和发展最快的一项新技术，特别是薄而小的锭坯连铸连轧技术，本公司卧式连铸的方法为管坯水平连铸采用固定模结晶器结构。与立式连铸相比，卧式连

7、铸不需要高大厂房和深井，设备简单、投资少、上马快、易将熔炼铸锭、轧制、卷取等工序组建成连铸连轧生产线，实现较高自动化生产，生产率高，设备水平布置便于操作和维护，劳动条件好适宜于规格较小的管坯材等。锭坯质量较好，力学性能高；可避免用大挤压机挤成后续深度加工用坯的不合理工艺，但存在结晶器使用寿命短石墨模具内壁润滑不良时难以保证铸锭表面质量等问题。此外，由于受重力收缩的影响铸锭下表面则与结晶器壁紧密接触铸锭断面不匀，组织也不很均匀，在铸锭速度不稳时易泄漏，工艺不合理时易出现横向裂纹等缺陷。尽管如此，对于直径小于150mm圆锭用卧式水平连铸锭法生产对一些易于热轧开裂的合金锭坯，将普遍推广水平连铸法。近

8、十多年来对于开发有色金属水平连铸及连铸连钆技术各国都给予很大的注意，并在进一步扩大试验和生产规模、完善设备与工艺条件。 第二节卧式连铸设备卧式连铸设备大致可分为两大类，即坩锅式感应电炉和沟槽式感应电炉，由于本分厂所采取的卧式连铸设备为沟槽式感应电炉。其特点是采用熔炼与保温相连的水平连体的沟槽式感应电炉，前面是可保温沟槽式感应电炉，后面是由两个0.5吨或0.75吨的熔炼炉组成，中间为密封的通道将保温炉与熔炼炉相通。这样既可以通过活塞将后面熔炼好的铜液流入到前面的保温炉进行浇注。而且每一炉水开一次活塞又保证了每炉水的化学成份合格。这样克服了半连铸水平炉的中间倒包过程。这样可以节省大量的劳动力。一、

9、沟槽式感应电炉的基本原理沟槽式感应电炉工作原理与变压器原理相似，结构如图附所示。沟槽式感应电炉具有导磁体，在导磁体铁芯上安置了多匝的一次绕组一感应器，二次绕组就是充满了金属液的溶沟，它们与芯柱同心放置。感应器内通以交变电流导磁体内相应地建立起一个应变的磁通与该磁通链的溶沟内就产生了一个交变的感应电势，由于熔沟自成回路二次电流熔沟内的金属液收热导磁体感应器熔沟壳体和充满的耐火材料一起构成感应体。从沟槽式感应电炉的工作原理可以看出，只有熔沟和熔池的金属构成回路时，即闭合的情况下，沟槽式感应电炉才能运行，为此不能倒尽金属液，必须贮留一部分金属液灌满熔沟，这一部分金属称为起熔体，不能任意停炉。沟槽式感

10、应电炉的感应器与熔沟之间的电磁合好，能量传递容易，而且熔池的热层厚散热少。因此经济性好，功率因素也相对高；这种炉子用来保温铜液温度比较稳定，保温时间的最短对金属成分影响不大，能明显的改善金属件质量。（一）功率感应器通过电磁感应把能量传递给熔沟中的金属加热熔沟中的液态金属又通过所受的电动力和对流传热。将热量传递给熔池中的金属液，熔沟中金属液中得到的有功功率为P=2（IW）2Dh/k(f)1/2F10-6KWI：感应器电流D：熔沟平均直径h ：感应器高度k：熔沟的填充系数，f：电源频率F：与熔沟几何尺寸和金属熔池中电流透入深度有关的函数。W：感应器在1米长度的匝数。当I为常数时，增加熔沟的直径D或

11、减少熔沟透入度都使熔沟中金属液功率增加，过分增加熔液直径会使感应器和熔沟之间的气隙过大，电磁合变坏降低炉子功率因数；过分减少熔沟厚度则在熔池之间金属液对流和热交换受到限制，导致熔沟内金属过热，使炉子寿命降低。（二）能量分布沟槽式感应电炉的电效率即等于感应体的电效率，感应电炉的热效率取决于感应体的热损耗和熔池热损耗，同一感应体与不同容量的炉体相配合组成的沟槽式感应电炉其热效充不尽相同。二、感应器熔沟和电效率关系式=1/(1+(D1/D2)(1/2)1/2)/F)D1：感应器外径D2：熔沟内径12：感应线圈和熔沟内金属液的电阻率 由上式可知，增加感应器与熔沟之间的间隙，将使电效率降低，F对电效率也

12、有影响，因此当熔沟宽度无限小时，从理论上感应器熔沟的电效率可达到1。由此可见使用工频电源就是可以使沟槽式感应器电炉获得较高的电效率。“感应器熔沟”系统的功率因数主要取决于感应器和熔沟之间的间隙，它随间隙增加而减小；熔化铜等合金时的电效率范围大致是0.92-0.96三、熔沟中液态金属受力情况在沟槽式感应电炉中加热金属所需全部功率要由熔沟提供，因此熔沟承受的热负荷最大，在普通的沟槽式感应电炉中熔沟中金属的温度要比熔池中的金属液温度高100-150；过大的偏差会使熔沟的耐火材料加速损坏。熔沟中大电流产生的磁场相互作用使熔沟中的金属产生通常称之为压缩效应的电磁压缩力，力的方向是从表面指向导体的轴线，在

13、这个方向上它的数值是以抛物线的方式增加。因此压缩力在熔沟轴线上达到最大，而在边缘最小；并且熔沟中金属的压缩力随熔沟中的电流增加和熔沟载面积减少而增加。熔沟中金属液，除受压缩效应外还有电功效应，电功效应是由于熔沟中的电流和感应器中电流的方向相反，使感应器和熔沟金属之间存在斥力，力的方向是沿着熔沟半径方向向外，此斥力即电功力。在朝向感应器的熔沟侧面其值等于零，背向感应器的熔沟侧面其值达到最大。由于在熔沟与感应器之间漏磁场较弱，电功力比压缩力小几倍。上述两力对熔沟中的液态金属作用结果，靠近熔沟中心最强而熔沟外则较弱。据电磁力学的分析，在等截面单熔沟中液态金属的运动：由于压缩力的作用在熔沟内侧的液态金

14、属被排到熔沟外壁沿着外壁压入熔池，于是液态金属静平所被破坏。熔池金属又沿着熔沟内壁进入熔沟，新的循环不继续进行。为了使压缩效应不引起熔沟中金属液全部被压缩而导致电路断开，必须使压缩力为金属液的静压力和大气压力所平衡。根据经验表明，液态金属在截面熔沟中所进行的运动实际上是空间三维运动，在熔沟与熔池的连接处是以园周运动为主的运动，运动的结果是熔沟内的热金属沿熔沟壁的外侧流向熔池。这种局部圆周运动从熔沟与熔池的连接部位向熔沟底部越来越慢移动。温度最高点在熔沟底部，该温差与熔沟输入功率成正比，熔沟输入功率越大该温差也愈大。这样耐火材料的工作条件处于更为恶劣的工作条件，从而使提高等截面积单熔沟的感应体功

15、率受到了限制，目前尽管通过改善，用于铜及铜合金的感应体功率可达1000KW四、炉型机械结构结构特点和熔化特点，如前所述沟槽式感应电炉是依靠感应体熔沟内产生大电流所产生的热来工作的，因此在结构和熔化上具有如下特点（1）炉体可以设计成任何形状，炉子可以根据熔化物料尺寸和和形状来设计，炉内尺寸也可以从获得最佳功率将炉子设计成连体炉等形状。炉衬厚度可以获得良好保温性能予以充分考虑。（2）熔池内铜液搅拌、小炉膛的密封性好是充分考虑的第二个因素。（3）沟槽式感应电炉主要借助于感应体熔沟发热来工作的，因此要求连续作业方式；所以要进行相应的技术改进保证更换合金液体时应保证转炉快质量合格。五、炉型沟槽感应电炉的

16、炉型可分为立式和卧式两种，由于本分厂所使用的熔铸炉为卧式水平连铸炉，所以就本分厂的连铸炉来说明卧式沟槽式感应电炉。空调铜管厂的卧式连铸炉为连体炉，炉子可以分向后仰以完成退模和装模操作；感应体布置在炉体的正下方，前面为500kg/h或750kg/h的保温炉，后面由两个0.5kg/h或0.75kg/h的熔炼炉相连而成；保温炉与熔铸炉通过一密闭的通道相连，以保证经过熔化后达到工艺要求的铜液通过通道流到保温炉中，以保证连续浇注。通道是通过一石墨棒作为开关来控制通道的通断，保证每熔满一炉后再进行浇铸，这样既可以减少倒包而带来的热损耗，又可以保证每炉铜液的化学或成份合格。炉体的支承是通过一对铰链和一对调整

17、好的固定支撑保证炉体在工作中的水平度，在退模换模过程中通过一对油缸来控制熔铸炉的倾斜角度以保证顺利的拆模和更换模具，在保温炉的前端，有两个布置好的模具安装孔，使铜液通过石墨模具浇注成型合格的铸锭，使用方便，操作简单。两根铸锭的牵引功力是由两台伺服电机经蜗轮杆减速箱带动上下两组轧辊使铸锭通过合适的拉锭工艺，进行间隙拉锭到设定的尺寸后，通过同步锯床同时将两要锯锭切断。六、感应体及结构感应体是沟槽式感应电炉的心脏，它是一个相对单独的部件，同一功率的感应体可以配置在不同容量和形式的炉体上以适应不同熔炼保温等作用。但空调铜管厂的感应体基本上是根据炉体形状相配的一般不更换，一般感应体是由感应体壳体、导磁体

18、、水冷套、熔沟和炉衬组成感应体。1、感应体壳体结构要点：壳体刚性要好以能承受热时的膨胀力，通常以8-10mm以上的钢板焊制而成的壳体应采取隔磁措施以减少和消除因交换磁通在壳体上感应产生涡流和环流；此外，冷却水套与壳体之间应有良好的绝缘隔磁。感应壳体应设置水冷却结构以改善耐火材料的工作条件，水冷结构可以采用夹层水冷结构或盘放钢管水冷却结构。感应体壳体应有泄水孔供烘烤时排泄水分用，感应体法兰与炉体冷却框设有定位销和紧固螺钉，加工时应采用专用模板，保证其相对位置的尺寸精度。2、导磁体导磁体有单相芯式和单相壳体式两种，单相芯式是应用最多一种，在安装时为了防止工作时铁芯柱与磁轭间接触松动而发出噪音，一般

19、应将铁芯柱与磁轭的接触面磨平或装配时衬垫0.2-0.3mm厚的电工用青壳纸，此外两轭铁的连接螺栓可用蝶形防松弹簧防松。导磁体的冷却方式有自然冷却和强迫冷却，所谓强迫冷却即为风冷和水冷两种，现在的导磁体由于采用优质硅钢和无芯钉结构因而减少了铁损和增加导磁截面，使自然冷却足以保证它正常工作从而简化了炉子的结构。3、线圈按冷却形式分类有风冷和水冷两种，线圈可设计成单和双层两种，（我们使用的500kg的线圈为双层，750kg的为单层）绝缘一般在绕制，清洗，试压后即可以包扎绝缘带，感应器端电压在400V以下时，通常用聚脂薄膜压1/2包扎后，外包无碱玻璃带半选一层，线圈整形后浸渍1052聚氢胺醇酸漆，外涂

20、603面漆。4、冷却水套使用冷却水套能改善感应体炉衬的工作条件，并使线圈和铁芯柱免受高温炉衬的辐射传热，冷却水套必须用非磁性金属制成，在结构上可制成开口断磁结构，开口缝隙间嵌以泡缘嵌条，水套外用绝缘带缠绕扎紧。通常在捣筑或浇注灌感应体炉衬前预先用绝缘带包扎好的冷却水套固定在安装位置，这样使炉衬和冷却水套紧密接触。利于传热冷却炉衬和提高炉衬工作寿命的作用。5、熔沟模具熔沟模具的外形大小同“感应器熔沟”系统计算所得尺寸，一般做为实心熔沟，断面为圆形适用于冷起熔（依靠熔沟自身的有功功率熔化起熔），圆形有利于减少炉衬裂纹倾向，为了使感应体烘烤时熔沟模具受热不会导致裂纹产生，常在熔沟模具外用30-40m

21、m宽的牛皮纸或玻璃布带包缠，其厚度为3-4mm。烘烤时纸带或玻璃布带烧掉，形成代供熔沟热胀用的缓冲层七、筑炉材料与筑炉1、炉衬耐火材料的分类在任何情况下选择用作感应电炉的炉衬材料以炉子和经济性作为主要依据，炉衬的厚度都力求在不影响使用寿命的条件下愈薄愈好，为保证感应电炉的正常工作对炉衬材料提出如下要求：（1）足够的耐火度（2）良好的热稳定性（3）化学稳定性好，不易解分化（低熔）不分解和还原（高温）不易污染金属深液。（4）热膨胀系数小（5）较高的机械性能，低温时能经受住炉料的撞击，高温时熔融状态时能承受金属液的静压力和强烈的电磁搅拌作用，能承受金属液的长期冲刷（6）绝缘性能好（7）材料的施工性好

22、，能炉价格方便（8）资源丰富价格便宜2、炉衬材料按按化学成分分类熔点高于1700耐火材料大致有氧化物、硫化物、氮化物、硫化物、硼化物和化学元素六大类，但由于各自的原因目前应用于感应电炉炉衬的耐火材料主要以氧化物为主，在实际生产中应用最广泛的是三种氧化物而氧化铝、氧化镁以肮脏 这三者的混和物。上述材料属于（1）酸性耐火材料（2）中性耐火材料（3）碱性耐火材料（4）来石和类晶石耐火材料3、沟槽式感应电炉的炉衬材料及其筑炉沟槽式感应电炉是依靠感应体内熔沟感应发热来获取热量的，感应体熔沟内金属液感应获得的热量向炉膛熔化传递是依靠下述两点来完成的。（1）熔沟与炉膛熔池金属液的温度差，一般在几十度到一百多

23、度之间，感应体功率越大该温差就越大（2）熔沟内金属液向熔池的循环不流动构成熔沟的感应体炉材料所经受的工作条件较熔池的炉衬材料恶劣，因此往往应选取优质的耐火材料制作感应体炉衬熔池壁厚主要从保温性的方面考虑，通常熔池由内衬耐热层及绝热层组成。耐热层和绝热层由耐火砖和保温绝热砖砌筑而成，熔池内衬由打料或浇灌料制成以保证熔池的内衬的整体性容量较小的炉体也仅有熔池内衬和绝热层组成。八、酸性石英砂炉衬适合开熔化铸铁的小容量炉子，如3t以下的炉子，熔沟采用半湿捣打使熔沟比较复杂的部位炉衬获得的紧密度由于是有一定的水分烧炉时间必须适当延长。九、中性炉衬主要用于保温，按能炉方法有捣打和浇灌两种中性炉衬1、捣打的

24、中性炉衬：捣打的中性炉衬应用最普通的是磷酸高铝钒土耐火材混凝土作为酸结剂有磷酸和磷酸铝两种2、浇灌的中性炉衬：浇灌中性炉衬的耐火混凝凝土用纯铝酸水泥作胶结剂其施工要求：（1）配制原材料应经严格磁造除除去铁质金属严禁煤质等杂质进入（2）按比例配制的骨料份料氧化铝水泥水剂在快速搅拌机内干混35分钟逐渐加水湿混2分钟完工后必须在15分钟内用完（3）浇灌时用杆式高表器搅动使气温充分向上排出但应控制根据时间来料分层现象的产生（4）浇灌一天后才允许拆换拆膜后在10-30室温下静放并护7天方可进行烘炉3、碱性炉衬：碱性炉子提由镁质耐火材料构成，胶结剂用中性或弱碱性磷酸盐主要应用大功率的感应体上是最近发展的趋

25、势十、面料及隔离料面料及隔离是用于可拆换感应体与炉体两者的接合处要求结合自高温下能紧密结合，不漏金属液，面料内较细小颗粒度的耐火骨料加胶结剂组成涂线在炉体结合面表面施工时用剩平保证紧密无缝的结合。面料的组成 1.2mm电熔刚玉骨料40%0. 08mm 火体贴烧氧化铝粉40%氧化铝水泥外加适量水使面料显糊状面料的施工一般在感应体和炉口烘烤后准备连接前进行，施工部温度较高，因此施工前要充分做好准备。面料内加水量要根据施工时的具体情况确度面料厚度约5-8 mm合格后高出接合面法兰12mm。十一、电动根动机筑炉法（1）电动根动机筑法工作原理及结构式采用电动机根动力筑炉机时，炉衬抻石英砂混合料受到强烈根

26、动后，获得相当大的交变速度和加速度，此时颗粒之间的内摩擦力及颗粒与炉壳（绝缘层）之间的摩擦力急剧下降，石英砂混合料呈流动状态，在外加后力（如根动机自身压量）作用下互相填并趋于紧密挑列达到密实目的。电功筑炉机由根功电机与电机底板压簧组和底盘组成（2）打结炉底时，一次填料300 mm高炉底电功根功机工作10分钟后，料面下降10 mm再用刮板刮出与底训相同的底面，并保证底部的厚度在200 mm左右。（3）操作时应严格控制根功时间，反复根功会造成粒度偏影响炉子质量。炉底炉口根实后刮出的砂子只能修不必要的部分。第三章xx90旋风铣面机第一节 概述在铜管生产工艺中，水平连铸坯管在轧帛前必须有一道去除表面氧

27、化层的铣面工序方能保证轧制后的铜管质量。这道工序的加工设备就是xx 90旋风铣面机来完成的，它采用行星杆公转又自转的方式，对铜管坯表面进行旋风铣面，其加工效果理想结构紧紧凑且刀具成本低是较为理想的去除铜管表面氧化眸理想设备。xx90旋风铣面机自成体可以同时完成坯管的校直、送进、铣削保证铜坯管在一次进给完成圆周表面0.5mm左右的氧化层铣削，铜管坯长度可以根据现场规定铣削1mm以上的任何坯管，料坯进给速度可以无级变速调整。该机前送进箱的送烂漫辊交叉排列通过压紧呼的控制小可同时完成校直，送进的功能使铜坯在送入刀具铣前保持平直，使铣削量均匀切削量尽可能减少铣 后铜管表面光亮。铣后铜屑可通过排屑机构自

28、动排入存屑箱，且做到了屑水分离，减少了操作的繁锁程序。第二节 传动原理1.1铣头箱是铣面机的核心部分，它完成铣面机的铣削功能，它的功力源由11KW的交流电机通过同步，带传功铣头箱的输入轴，再由输入齿轮带主轴旋转，主轴上刀盘带有三组行星过渡齿轮在主轴公转时，与装在铣头箱内的内齿合后产生自转并将速度传递给装在三根旋风刀杆上的行星齿轮使旋风刀杆既公转又自转，完成对铜管坯表面的铣削。其传动原理示意图如下：1、交流电动机2、同步皮带轮3、输入齿轮4、主轴输齿轮6、内齿7、过渡齿轮8、行星刀杆齿轮9、刀杆1.2铣头箱的速度分析刀杆的自转 刀杆的主轴在行星轮系中相当于杆H而系杆上装有三组行星轮系分120均匀

29、布置在铣面机主轴上，每组有两个过渡齿轮联接内齿川和刀杆齿轮以保证刀杆的转动，通过行星轮系可算出，由内齿川到刀杆齿轮的转功比。刀杆的公传 刀杆的公转是由主轴通过电机带动，并作相应的定比传动。1.3前后送进轮系统速度分析由调整电机带功蜗轮蜗杆减速箱，通过减速箱的输出轴直联前后两个送进箱减速机的伟功比=62/2063=195送进箱的各校直送进轮通过送进箱内的各过渡齿轮，使其保持同步正向或反向运转，调速电机的转速可以在410-620r/min内无级调速，以保证送进管坯的速度在1-1.5m/min内任意调速。后送进轮箱由前送进轮箱下的伞齿轮轮传功机构传功，达到目前送进轮同步转速，其功能是当管坯离开前送进

30、轮以后仍继续完成管坯送进直到尾部加工完毕，管坯的压紧由人工调整轮轴壳压力完成。第三节 润滑和保养3.1铁箱润滑本机机采用油式润滑方式，箱体内机油在主轴旋转后，由齿轮甩油润滑内部的各轴承采用的润滑油为220#齿轮油，油位低于油标位置时加油决不可缺油3.2送进系统润滑减速机箱每3个月加油一次，油品为220#齿轮油各辊轮轴承为油脂润滑，可以从轴部注入机油润滑，每周一次3.3刀具冷却润滑由冷却泵站自动供给乳化液润滑冷却刀具。第四节管坯直径与刀径及条套内孔的选择由于旋风刀杆的中心固定不可调整的所以管坯直径的变动必须由变换刀径来对相应规格的坯进行适量的铣削，引导套分为前导套和内导套，前导套是固定铣前管坯的

31、夹紧套，内导套是固定铣后管坯的夹紧套，这样通过两夹紧套的作用就保证了被加工的管坯在铣削过程中保平稳不要动，因此在更换刀具的同时，为了保证铣后的管坯能头紧，必须相应的更换内导套以保证铣削的顺利顺利进行，其计算公式如下D管=d刀D：铣刀杆中心距（本铣面中心为230mm）d管：铣后管径d刀：铣刀直径一般保证铣后的管理比内导套小0.2 mm左右，因此内导的内径就为d管+0.2 mm，为了保证铣后的管坯表面平整一般三把铣刀的直径差不得大于0.1 mm附送进轮装配图第三章 三辊行星轧机第一节 概述斜轧方法在无缝铜管的生产过程中得到广泛的应用，目前，生产中所用的斜轧机有二辊和三辊两种系统。他们应用于轧制工序

32、时，不但生产方式不同，而且变形区的应力状态还有本质的区别。众所周知，斜轧与纵轧和横轧不同之处主要表现在金属流动上，纵轧时金属流动主要方向与轧辊表面动方向相同，横轧时金属的流动方向垂直于变形工具的动运动方向。斜轧则处于纵轧与横轧之间，变形金属的流动方向和工具轧辊的运动方向成角度，金属除了前进运动外还有绕本身轴线转动的螺旋前进运动。在两辊斜轧过程中轧件的中心都可能出现孔腔现象。孔腔的出现和孔腔的继续扩张是产生毛管内部缺陷（裂纹、拆疤）的主要原因。这些缺陷在后续工序中不但难于消除而且还会进一步扩大，甚至导致完全破坏。由于孔腔的出现对一些低塑性的材料，不能采用大变形量轧制因而限制了对他们的可轧性。为了

33、克服二辊系统的这个固有的缺点生产实践中通过寻找新的加工原理和方法于是导致了三辊系统的研究，三个轧辊彼此按120配置的三辊轧机，在轧制过程中形成固定的碾轧角和送进角，这样在三个轧辊的作用下在管坯中心产生的是压缩应力不论施加于管坯上的变形度有多大。三辊轧机上都不会出现空腔而且轧辊在很短的变形内使管坯在短时间内温度聚升到铜管再结晶温度，这样将冷轧、温轧，热轧过程在很短的时间内整合在一起，使生产效率大大的提高。本公司所使用的三辊轧机有兴荣公司制造和本公司自已研制的两种，这两种轧机除在主传功方式上不一样外其余大部分雷同。如基组成如下：前后液压站、储料架、推料床、芯杆主机、稀油润滑站、冷却水站、上收卷机及

34、PLC电气控制站。第二节传动原理1.传动原理说明三辊行星轧机是由主电机通过伞齿轮带动主轴大盘，由辅电机通过另一对伞齿轮带动中间太阳轮后，再带动三个斜轧轧辊运转。主轴大盘旋转与辅轴同时旋传产生差动旋转，由于是差动传动，所以通过调整辅电机转速来改变轧制时毛管旋转转方向，使之最后保持不变，从而实现超长铜管在线卷取其传动示意图如下：1.辅机传功伞齿轴2、主机传动伞齿轴3、辅机伞齿轮4、主机伞齿轮5、太阳齿6、过度齿轮7、行星齿轮8、轧头伞齿轴9、轧头伞齿轮10、大盘2.1主电机一大盘传动分析主电机由万向轴直接连接到轧机的主机传动伞齿轮轴上，由伞齿轮轴将力和速度传给主机伞齿轮，从而带动大盘按设定方向旋转

35、，由大盘到主电机的传动数为1级，主机伞齿轮轴的齿数为25主机伞齿轮齿数为83，所以由此可以计算出大盘的转速。2.辅电机太阳轮传动分析辅电机直接与减速机相连，再由减速机通过万向轴联接到辅机伞齿轮轴上，再由伞齿轮轴将所获得的速度和力传动给辅机伞齿轮，并最终传递到太阳轮，带动太阳轮按设定的方向转动，由辅电机到太阳轮为2级传动即由辅电机到减速机辅出一级，减速机所采取的型号为DY200-2-，由减速机输出轴到太阳轮为其传动系统的第二级，辅机小伞齿轴的齿数为21辅机伞齿轮的齿数为70所以由此即可以算出太阳轮的转速范围。3、太阳轮斜轧辊运动分析由太阳轮到轧辊为2级伟动，即由大盘过度齿轮传动给轧头的行星齿轮，

36、再由行星齿轮将速度和力传递给轧头的小伞齿轮轴，最终将速度与力传递给斜轧的轧辊。由于轧辊在运动过程中即有由辅电机传递给来的速度，又有由主电机传递给大盘的转速，由此可知轧辊的运动为差动传动系统，其速度分析较为复杂，根据差动传动系统的原理，可推出轧辊的转速在0-150rpm范围之内。第三节轧机主要部件结构式三辊行星轧机主要由动力输入总成主速箱、轧头总成中心管总成、送进轮、前支承总成、底坐、外二冷套总成及托轮总成九大部件组成。总重量为25T现将各主要传动部件的结构及功能简介如下：3.1动力输入总成主要由主辅电机、减速箱和万向轴联轴节、及底座组成，万向联轴节（2根）与主减速箱从侧面联接传递动力。主电机通

37、过万向轴节输入到轧机主轴，辅电机通过减速箱经2：1减速后由万向轴输入轧机辅轴，以上各种部件安装在底坐上。中心高距地面1300mm与主机中心等高。3.2主减速箱总成主要由箱体、回转盘、辅轴、辊头支架、二对螺旋伞齿轮副和中心齿轮，过度齿轮（3个）及10个大小轴承组成，主减速箱是轧机的重要支承主体，由于需传递巨大的轧制力，各零部件及轴承将承受巨大的传动扭矩和支承力，因此其材质，体积及热理有严格要求，二个主螺伞采用m=11和m=12大模数的格里森齿形，中心齿轮及过度齿轮采用m=8直齿轮。回转盘以轴承（17909/530）为支承安装在箱体的前端内，回转盘内安装三个过度齿轮与辅助轴上的中心齿轮啮合后，传动

38、给三个轧头的行星齿轮，当回转盘与辅助旋转时，可以带动过度齿轮，轧头的内轧轧制行星齿轮产生自转和公转，且二者产生差劲转速，通过主辅电机制转速调整，即可调整轧出荒管不旋转的目的。回转盘外端还装有辊头支架，用以固定三个轧头及支承来自轧头的径向轧制力，辊头支架另一端连接前支承总成，以支承轧头的重量及轧制旋转时的离心力，辊头支架及回转盘端面还装有三副轧头偏角调整用的螺杆座及角度标尺，调整偏角约7-7.5回转盘与壳体端面还装有一套封水迷宫装置，防止冷却水进入壳体内。为了减少工作时机体的振动回转盘及辊头支架应经过平衡检测后方可以使用。3.3轧辊头总成三个轧辊头总成是轧机的关键部件，三等分均安装在回转盘孔内，

39、辗轧角50度，偏转角可调为0-10度，通过回转盘内过渡齿轮传动，轧头内小伞齿轮轴带动大伞齿轮及空心轴，轧辊座及轧辊进行同步转转动伞齿轮为M=11的格里森螺伞齿。由于铜管轧制时的巨大金属延伸系数（12-16），轧头受到了径向，轴向轧制力，最大可达20T左右，因此空心轴及轧辊头制造用了承载力极大的圆柱滚轴承和推力调整滚子轴承。空心轴内的调整螺杆上端连接调整盘，打开后盖，拧下锁紧螺钉，即可以对轧头分别进行轴向的微量调整，使三个轧头调到所需的口径，调整后三个轧辊的公转跳动量应在0.1mm之内。轧头内部采用内通式循环油，来自中心管的润滑油通过壳体12油孔进入前端轴承并流向其余齿轮及轴承最后从小齿轮后端回

40、到壳体及稀油润滑站。轧辊的固定采用后拉紧式长拉杆直接拧紧轧辊中心螺孔，靠辊座的键定位及传扭详见轧辊头总成。3.4中心管组成中心管总成位于轧机主轴中心，是坯管进入三个轧头的通道，管壁由由两层钢管组成润滑油通道，润滑油从轧机后头进入中心管后分别进入轧头体内，中心管前端固定在回转盘上后端连接在箱体的轴承座上，3.5前支承组成前支承总成安装在底座前面，与轧头支架连接，是整个轧机主轴的前端主要支承点内部采用圆柱滚子轴承，可承受三个轧头及轧头支架的巨大重量及离心力，轴承采用注油式循环润滑。3.6外及冷套总成外罩由单层钢板焊成，为防止轧制时的油、水飞溅和内部气体密封而设置，由前端和底面压紧胶条后密封气体，四

41、个轮子为偏心轮结构，需要移开时，可放下轮子滚离轨道进行内部检修。二冷套总成是荒管在轧后的高温再结晶区及冷却水循环通道，安装在外前端面上，冷却水分成内冷水道，外冷水道还有罩内氮气输入管道，内冷却水从输入管直接由环状喷头喷出，冷却轧头环变形区的回水，由底座下部回水孔返回水箱，外冷却水从侧面分三管进入内衬道，再从下端回到水箱，其中一冷管通过环水道形成水膜，对罩内氮气进行水封，二冷和三冷却水分两段进入衬管内对荒管进入冷却再结晶。3.7主要辅机介绍3.7.1推杆料台：最大推力4.6t，减速机比1：23，链条拉力22t（32A-1-760）3.7.2芯杆台架该机是轧机芯杆的送进和拉出机构主要芯杆传动装置，

42、芯村台架和托辊座组成主要参数抽芯力：3.7t抽芯油缸行程：120mm轮抽芯速度：24m/min 回程速度20m/min3.7.3上收卷总成该机是对轧后荒管弯后采用垂直卷取工艺的收卷装置，为保证生产顺利采用双盘交替卷取形式，参数如下：卷料筒中心3.6m卷料筒长度：1.36m卷筒密卷回料半径R3.39m满卷时的回料半径R4m卷筒回转角度180铜管盘卷直径2.6 m铜管直径52 m3.7.4稀油润滑站该润滑站是为轧头及轧机总成内轴承，齿轮润滑的供油系统，从总站共接通机内8个润滑油管进行循环供油参数如下：油箱容积：8立方冷凝器面积：52立方电机功率：11KW加热功率：48KW供油压力：0.8MPA冷却

43、泵流量:125L/MIN回油管通径:52mm适用油温：35-50摄氏度3.7.5液压系统简介本机组共设备二台，液压泵站对前后各辅机共十余个油缸供油,实现各类动作。3.7.5.1前油压站油泵型号：UPVC-F40-A3-02/油流量：32l/min/油泵压力：0.5mpa油泵电机：Y100L2-4B35油箱容积：550L接通油缸分布表1、推料油缸：推动上料架进行上料，最大压力10MPA，安装于上料架总成。2、软着陆油缸：坯管软着陆放料，最大压力10MPA，3、普料油缸：铣面压坯管采双料，最大压力10MPA，4、抽芯油缸：轧制后芯杆的抽动，最大压力10MPA，3.7.5.2后液压站 泵型号：25M

44、CY14-1B油泵流量：37.5L/MIN；油泵压力：25MPA；油泵电机：Y160MB3J/11KW，油箱容积：550L接区各油缸分布表1、支予弯拉紧缸 安装于予弯机，用于后予弯轮上拉紧，最大工作压力10Mpa2、支予弯压紧缸 安装于予弯机，用于前予弯轮压紧，最大工作压力10MPa第四节保养与润滑保养与润滑动力输入间速箱每周加油1次220齿轮油万向轴注黄油每月2次推料小车注黄油每月一次抽芯装注黄油每月一次稀油站低于最低油位加油每班分水一次各减速机每月加油一次第四章联合拉拔机第一节概述目前在盘管拉伸设备中，将90轧机生产的铜管进行拉伸的设备有两种，一种是由江苏常兴荣公司设计的三联拉伸机组，另一

45、种为苏州科仿制国外的两联拉伸拔机组，轧制的管坯经该机组拉伸后再供倒立式盘拉机进行深加工。这两种类型的机组具有生产可靠维修方便，经久耐用的特点，全机采用直流调速控制，较好的保证了生产正常操作方便。联合拉拔机紧接轧机线通过轧机上收卷设备回转180由放卷铜管送入拉拔机组经过拉伸后作为连拉后高速盘拉机的坯料。第二节工作原理联合拉拔机工作原理兴荣制联合拉拔机为三联拉拔机组，将三台单直拉伸机通过电器联接，保证铜管在经两次碾头后，三台单直拉机进行拉伸，此拉拔机的拉拔机的拉力是由三台100KW的直流电动经一对伞齿轮将电机速度与力传递同一轴上的直圆柱齿轮，每个主动链轮通过一个直圆柱齿轮与前一直圆柱齿轮相啮合以便

46、保证正常工作时两链轮运动方向相反。从而带动链条和从动链轮进行连续拉伸，碾好头的铜管由牵引杆带入上下链条之间，将压力调整适当后便可实现铜管的拉伸。苏州仿制国外的联合拉拔机，是将两台单直拉机用电器联接保证铜管在经两次碾头后通过两台直拉机进行拉伸，此拉伸机的拉拔力是由两台100KW的直流电动机经减速箱传递给单直拉伸机的四个蜗轮，使蜗轮旋转带动拉拔小车进行往复动，小车在液压控制作用下抱钳对铜管进行有规律的夹紧、松开，从而带动铜管进行拉伸。第三节关键部件结构特点和作用单直拉机由开卷机、水平矫直机、模座、冷却水槽、拉伸机、剪断机、小预弯机、予弯机、收卷机、三缸打头机、液压站、模座润滑装置、注油机、电控系统

47、等组成， 1、水平矫直机水平矫直机对铜管在水平方向进行矫直，由电动机减速机机架等组成，电机速度减速由两个对辊三个矫直辊组成矫直系统主要实现盘管矫直和送进。2、模座装置是放置拉外模的装置，模套采用半球形结构，可在闸板上任意调整，以达到铜管与模具对中的作用3、冷却水槽在铜管经过减速，减壁后产生很大的热量，为减轻铜管经拉伸后产生的热量传递给胶烧坏胶块所以使用冷却水槽，冷却水槽的采用比拉拔后的铜管外径大1MM左右的尼龙水封组成，为防止铜管将水带入到胶块中，必须在进入胶块前加一胶板将铜管带出水住，冷却水槽设有放水阀，目的是当铜管拉拔将尽时，冷却水可能会进入铜管尾部，使铜管内壁质量损所以操作时应注意及时放

48、水。4、拉伸机兴荣制拉伸机由电动机减速机、链轮、链条等组成，链轮带动链条运行，链条的外链板带而链条的内侧安装在直线压条，压条通过液压 将上下链条压紧铜管通过橡胶块孔型中得到摩擦力从而使铜管得到边续拉伸的目的，链条可两上夹紧链轮对链条松紧进行调整.苏州制拉伸机由电动机、减速机、蜗轮，拉拔小车以及液压抱钳夹钳组成，大蜗轮和小凸轮由电动机经减速机驱动，拉伸小车上装有带孔型的抱钳，抱钳小车由蜗轮直接控制驱动使小车基本同时按相反的方向进行往复运动，在向后运动过程中拉伸小车上带孔型的抱钳打开，为下次拉伸做准备；在向前运动过程中抱钳夹紧铜管获得摩擦力在蜗轮带动下向前运动。两个拉伸小车在正常工作中只有一个向前

49、拉伸另一个准备拉伸，当前一只小车到位后后一只小车便开始抱紧，由联在蜗轮上的液压往复阀来和光电开关控制的电磁换向阀来控制抱钳的松开与抱紧。5、剪断机剪断机是用一付带有刃口的剪刀，通过两个液压缸相对作用使铜管剪断，剪断机可以装在一台小车上，如兴荣制的；有的可以固定不动，装在小车上的剪断机可以使运行的铜管在不停车前提下，在线剪切剪断，将铜管的头部切除。6、予弯机予弯机由电动机、减速机、带动传动辊轮运动，在机架上安装有从动轮和予弯装置的滑动架，工作时予弯液压缸推动予弯辊使铜管预弯，予弯铜管是使直管通过一定的弯曲半径得到盘管的目的，可以顺利收入料盘在铜管终了时将留在一段直管。7、打头机打头机由三个液压缸

50、工作为动作的执行缸，与液压缸相连是的是框架它们组成的十字压块,下部与机座旋转部分相连，其余结构与四个缸的相同，液压力的控制有两种，兴荣制液压力的控制是压力继电器控制，压力达到时完成动作；苏州制的为位置控制，当液压缸头头位置达到时完成制头动作。8、 润滑装置由电机、齿轮油泵、油箱、油管等组成主要供铜管外表润滑使用。第四节 液压系统兴荣制液压系统分为直拉系统、二拉、三拉系统，分别控制不同种类和数目油缸，兴荣制一直拉机为单极叶片泵，拉为双联叶片泵，对于双联叶片泵，其中一台泵在电磁溢阀流的控制下处于卸荷状态，另一台处于保压状态，不存在无损功率。当剪切油缸快速剪切时，双泵同时参与工作，液流阀的调节压力高

51、于泵压0.5mpa，此时溢流阀仅作安全阀用，收卷油缸采用双向液压锁保压，在拉拔状态下油缸锁紧，使铜管在收料盘中呈盘状，能获得较为理想效果。剪切油缸在铜管剪切完毕以后加压，以便使剪切油缸迅速复位保证连续操作。苏州制液压系统为联合拉机的主要部份，液压系统控制抱钳的松紧，控制予弯剪切轮锁紧液压系统相对较复杂，其主要特点是所有的电磁阀都是二位靠弹簧自动复位所以在各点都要相对较严格液压要求其它要求与兴荣制相同。第五章 倒立式圆盘拉机械故障第一节 概述一、倒立式圆盘拉伸机的基本结构倒立式圆盘拉伸机是用于有色金属管材高速拉拨的先进设备，国内于20世纪90年代开始大规模应用。 “倒立式圆盘拉伸机”，这个名字它

52、所特有的倒立式的拉拨卷筒而得名，它主要由拉拨主机料循环机构、放料机构收料机构、模座和电气控制系统几大部分组成。二、倒立式圆盘拉伸机的工作原理料循环机构将盛放在专用容器“料篮”里的管坯（或成品）输送到整机的各个工位，它将生产准备位作好生产准备的坯管送到放料位将放空的料篮输送到收料位这时准备位上是下一根待拉拨的管坯。准备好的坯管穿过模座机构上的矫直机模具，刚好到达拉拔卷筒下边的拉拔钳臂的钳口位置，利用气动系统将管头夹紧后机器即可开始正式拉拔生产。生产时放料机构，收料机构之前将这两个位置上的料篮托起离开料循环机构的运输小车。并驱动电机使料篮转动，此时拉拔卷筒在主电机和主减速箱的驱动下转动使铜管一圈换

53、一圈依次缠绕于其表面实现拉拔城径和减壁。此一过程称为“穿伐”在穿伐过程中，模座和放卷机构会在油缸作用下逐渐升高，使铜管出模子后平行接近于拉拔卷筒的上端面缠绕七至八圈后用两对或一对压紧辊将钢管压紧在卷筒上，增加铜管与卷筒之间的摩擦力。随即，卷筒内的“松弛机构”动作消除铜管头部与拉拔夹钳之间的张力。接着气动剪动作剪断管头于是在“推料环”的作用下，铜管将被从上而下排挤并且落入卷筒下正在旋转的料篮中，直至整根管坯完全拉拔完毕各部件回复初始位。第三节 倒立式盘拉机主要结构拉拔主机由主电机，主传动拉拔卷筒几大部分组成一、主电机主电机为一直流调速电机，其机械故障很少见，仅有日常点检时须注意其温度、声音是否异

54、常，一般不要求机械维护人员进行护。二、主传动部分主传动由联轴器和主减速机组成，联轴器一般为弹性柱销式联轴器，常见的故障是其上的聚四氧乙烯弹性柱销磨损过大，引起两个半联轴器同传动间隙过大，震动形成噪音。日常检须注意观察，若有损坏应及时更换。主减速箱位于机架顶部一般为三级齿轮减速箱，第一级为伞齿轮传动或蜗轮蜗杆传动，第二级和第三级为斜齿圆柱齿轮传动，最后输入齿轮轴出齿轮轴的轴端将拉拔卷筒悬挂在机架上，（是为“倒立式卷筒”）以区别于一般卷筒式拉拔机将卷筒上布置从下部传动的方式。主减速箱采用浸没润滑和喷油润滑相结合的润滑方式，有一台专用齿轮泵使油液泵往减速箱内各润滑点。应定期检查润滑点是否得到良好的确

55、良润滑。有此盘拉机在主变速箱内换档装置。该装置一般在第二级传动的输入轴上两上齿轮这两个齿轮与轴之间装有圆柱滚子轴承。在它们中间，轴上装有一个直齿圆柱齿轮即（过齿轮）并用一个内齿圈使之与上下两个齿轮中的一个啮合，只有与之啮合的齿轮才会起传动作用。这样通过拔叉拔动内齿圈的位置，即可使减速机换档，换档装置由于控制失误造成误动作，会损伤内齿圈和过渡齿轮的轮齿，造成减速机不换档或完全没有档位不能传动，若出现此故障须抽干减速箱内润滑油，打开观察窗口，修整齿形使之灵活自如，然而盖上窗口，加油、此过程特别防止杂物进入减速箱。当然，驱动内齿圈的机械构若发生故障也会使换档工作不能进行比如驱动拔叉摆杆的液压缸串油，

56、拔叉轴与摆杆之间的弹性销折断都会造成这类故障，（油缸故障多见国产机而进口机多为弹性销弯折）但此一类故障只需认真检查便可发现解决办法也较简单只须更换油缸中的密封件或弹性销即可。三、拉拔卷筒拉拔卷筒是整机的核心，也是最复杂的部分，电、气接头及管道它主要由这么几个部分组装而成：31 卷筒主体卷筒主体，它被悬挂在齿轮轴下端，其外表是研磨光滑的工作面应防止工作面被碰伤、划伤引起产品表面质量问题。32 推料环推料环，推料环通过一套轴承固定在卷筒主体上端，并靠卷筒内部一要传动销固定其与卷筒的相对位置，使这与卷筒主体一起转动。它们每旋转一周便将工作面上缠绕的铜管往下推一圈。推料环与卷筒间的销联接有时会因为销的磨损或推料环上与销配合的球面轴承损坏或是销在卷筒上的固定松动而产生间隙、旷动、发出很响的噪音，点检中若有此噪音应检查是否出现以上三种现象（检查窗口在机架顶部、电机机座座池的钢板面上缓慢转动卷筒后可以看到该销）若有，应及时更换或紧固。33 拉拔钳臂拉拔钳臂，拉拔钳臂是引导铜管穿伐，建立