1952年在聯(lián)邦德國(guó)出現(xiàn)了頂推式不銹鋼管熱擴(kuò)徑的專利。這種擴(kuò)徑工藝最突出的特點(diǎn)在于:
1. 擴(kuò)徑時(shí)頂頭不動(dòng),而傳動(dòng)裝置將不銹鋼管以一定速度推上頂頭進(jìn)行擴(kuò)徑;
2. 采用感應(yīng)加熱使不銹鋼管在變形區(qū)域或緊靠變形區(qū)時(shí)進(jìn)行加熱,或?yàn)榱斯?jié)約電能消耗,不銹鋼管在擴(kuò)徑前加熱至磁性轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下,然后在變形區(qū)加熱至軋制溫度。
為了實(shí)現(xiàn)這種擴(kuò)徑工藝,可以采用傳動(dòng)裝置不同的以下兩種設(shè)備。
一、高壓水傳動(dòng)的頂推式熱擴(kuò)機(jī)
如圖10-7所示,a為感應(yīng)回?zé)嵫b置,b為擴(kuò)徑頂頭,它通過(guò)拉桿c由支持缸K將它固定住。高壓水工作缸d將鋼管的一端推向擴(kuò)徑頂頭b和感應(yīng)加熱裝置a二者形成的環(huán)狀區(qū)間。當(dāng)管端加熱到足夠高的溫度后,工作缸d給鋼管以一定的軸向壓力,使鋼管在頂頭上擴(kuò)徑。
在擴(kuò)徑過(guò)程開(kāi)始之前,工作缸d處于后位,鋼管由側(cè)面裝入,其中置有拉桿c.裝入后用接手g和h將拉桿c分別和頂頭和支持缸d的活塞桿相連。擴(kuò)徑頂頭B曲后支持器e和下支持f來(lái)支持并定位。當(dāng)已經(jīng)擴(kuò)徑的管端碰到后支持器e時(shí),后支持器e就移開(kāi),此后經(jīng)過(guò)擴(kuò)徑的不銹鋼管依靠支持輥f,來(lái)支撐并定位。
二、機(jī)械傳動(dòng)的頂推式熱擴(kuò)機(jī)
這種熱擴(kuò)機(jī)和高壓水傳動(dòng)的熱擴(kuò)機(jī)不同之點(diǎn)在于它采用了機(jī)械傳動(dòng),即通過(guò)電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)、帶動(dòng)絲杠,從而將鋼管以一定速度推向并推上頂頭。這樣就有可能采用電氣自動(dòng)控制和調(diào)節(jié)裝置,按變行區(qū)不銹鋼管的溫度來(lái)調(diào)整鋼管頂推速度(即進(jìn)給速度)。
如圖10-8所示,擴(kuò)徑前將不銹鋼管預(yù)熱到磁性轉(zhuǎn)變點(diǎn)以下,管子由端部裝人。當(dāng)鋼管完全裝人后,鎖閂將前頂桿A鎖住,前頂桿就起作用,頂頭B就固定在預(yù)先調(diào)好的位置上,通過(guò)卡緊裝置將管子C卡緊,開(kāi)動(dòng)電動(dòng)機(jī),通過(guò)絲杠D將管子按箭頭E的方向向前推進(jìn)直至開(kāi)始擴(kuò)徑以前,當(dāng)擴(kuò)徑電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)后,則絲杠F將鋼管推向頂頭B開(kāi)始擴(kuò)徑。當(dāng)管子剛要與頂頭B相接觸開(kāi)始擴(kuò)徑時(shí),潤(rùn)滑劑通過(guò)孔進(jìn)人管子內(nèi)壁與頂頭之間,從而在擴(kuò)徑過(guò)程中起到潤(rùn)滑作用。感應(yīng)加熱器H1、H2依次發(fā)揮作用,從面將不銹鋼管擴(kuò)徑。擴(kuò)徑完畢,當(dāng)前頂桿A起作用時(shí),后支持器G退回,不銹鋼管由側(cè)向去成品臺(tái)架。
在這種熱擴(kuò)徑裝置中設(shè)有熱電偶,它接在絲杠D、F的電動(dòng)機(jī)電源的回路中,自動(dòng)地按照擴(kuò)徑過(guò)程中不銹鋼管的溫度來(lái)調(diào)整進(jìn)給速度。
三、頂推式熱擴(kuò)法的小結(jié)
頂推式熱擴(kuò)法采用了先進(jìn)的感應(yīng)加熱方法,因此具有以下諸優(yōu)點(diǎn):
(1)能以盡可能小的熱量消耗來(lái)加熱鋼管,而且在擴(kuò)徑過(guò)程中熱損耗少;
(2)氧化鐵皮大大減少,這對(duì)擴(kuò)徑后鋼管的內(nèi)表面質(zhì)量帶來(lái)極為有利的影響;
(3)不需擴(kuò)口卷邊,因此也就不需要這種設(shè)備,而且降低了金屬消耗;
(4)可以按照變形區(qū)鋼管的溫度來(lái)調(diào)整進(jìn)給速度,另一方面由于待變形部分不銹鋼管的溫度較低,因此可以增大擴(kuò)徑量;
(5)加熱爐尺寸可以縮小,或者可以將它取消。但是,這一方法也有如下的缺點(diǎn):
①. 頂推時(shí)容易產(chǎn)生縱向彎曲,被擴(kuò)徑的不銹鋼管長(zhǎng)度與壁厚受到一定限制;
②. 在短時(shí)間內(nèi)將鋼管加熱到變形溫度需要復(fù)雜而且龐大的感應(yīng)加熱裝置,至于要在這么短的時(shí)間內(nèi)實(shí)現(xiàn)電氣自動(dòng)調(diào)節(jié),電氣系統(tǒng)比較復(fù)雜,電氣元件的靈敏度是否可以滿足要求尚是問(wèn)題;
③. 在機(jī)械傳動(dòng)頂推式熱擴(kuò)機(jī)中,子的卡緊問(wèn)題還待解決;
④. 由于感應(yīng)加熱是逐段進(jìn)行的,不銹鋼管擴(kuò)徑也是逐段進(jìn)行的,在全長(zhǎng)上各段的溫度,擴(kuò)徑情況不一定一致,容易產(chǎn)生縱向壁厚不均和折皺。
上述頂推式熱擴(kuò)管機(jī)僅僅見(jiàn)之于專利,國(guó)外應(yīng)用于不銹鋼管廠家的實(shí)例尚缺。