第16卷第4期1994年12月湘潭大学自然科学学报NaturalSeieneeJournalofXiangtanUniversityVol.16No.4Dee.1994车L槽管机头的设计文美纯令【摘要】为了满足节能技术的需要,本文根据滚压加工原理设计了一种滚轧机头,该机头能在普通车床上轧制出螺纹榴管和横纹槽管.主恤词滚压加工.螺纹槽管.横纹槽管分类号TH1220引言列管式换热器广泛应用在动力,石油、化工等企业中,对其进行技术改造,利用提高其传热效率来达到节约能源,已提到重要的位置.在列管式换热器中,采用增大换热表面,提高单位体积的传热面积,是一种强化传热的有效途径.前人在广泛研究的基础上证实,将光滑管加工成螺纹槽管或横纹槽管(图1),不仅强化了管内外的对流传热过程,而且其机械强度,抗热应力与抗污垢性能都比l//{_、曰_「“-U卜川I/二么司a)螺纹槽管b)横纹槽管图l螺纹槽管和横纹槽管光滑管好.因此,近年来,螺纹槽管和横纹槽管已应用于动力、石油、化工以及低品位余热回收等换热设备上,有明显的节能效果.但是,目前如何为中,小型化工设备生产厂找到一种既方便又经济的轧制螺纹槽管或横纹槽管的加工方法,已成为推广使用这类管型换热器的关键问题.为解决这一伺题,作者根据滚压加工原理设计了一种简便的轧槽管机头,将机头安装在车床的横刀架上,与车床上加工螺纹的传动机构配合,可滚压加工出无缝钢管等换热器用单头螺纹槽管或横纹槽管.1加工工艺的探讨滚压加工,是在车床或类似的机床上,利用带滚轮的滚压工具,以一定的压力在工件表面作相对滚压,使金属表面产生塑性变形,在工件上加工出圆柱形、锥形凹槽以及其它形状的外表面.根据实验分析,滚轧刀对管材进行滚压时,管材上受力点的金属将产生流.作者单位:湘潭大学机械电气土程系,湘潭,411105收稿日期:1994一07一06106湘潭大学自然科学学报1994年动(图2).当滚压工具设计成两侧面具有3~5o的锥度,刀头尽可能取大些的圆角半径时,受力点金属能达到最佳流动状态,且在滚压过程中管材表面的纤维不但未被切断,而且其性能得到了强化.所以加工后管材表面质量好,表面粗糙度降低、精度得到提高,其疲劳强度、耐磨性、使用寿命也得到改善.作者拟采用滚压加工方法,在不损伤原管材性能的条件下,改变管材表面形状,加工出强化传热的螺纹槽管或横纹槽管.)l1「卜、二洲户~.「一一、`~吸寸厂丁一图2管材受力点金属纤维流动示意图1滚轧刀;2管材;3金属纤维层2结构和主要零件设计制造利用滚压加工原理设计的轧槽管机头(图3),由底座1,滚柱支撑架2,滚轧刀3,滚轧刀偏转调节装置4,溉轧刀进刀装置5组成.底座下部根据C6140车床小刀架结构尺寸设计制作,能与车床横刀架配套,使用时仅需与横刀架用螺栓联接.滚柱支撑架2上安装两个活动滚柱,整个滚柱支撑架与底座由轴联接,并用普通圆柱压缩弹簧支撑在底座上.其中心高与小刀架中心高相同.使两个滚柱与滚轧刀组成3点支撑,夹住待加工管材,加工时滚柱支撑架能自动对中,起到跟刀架的作用.滚轧刀3最大直径为50mm,滚轧刀头部的球形直径按所选槽型进行加工.其轴用单列圆锥滚子轴承支撑,以承受轴向力.滚轧刀偏转调节装置4,利用蜗轮蜗杆结构紧凑和可靠自锁的特点,通过调整蜗杆,使滚轧刀3能与待加工管子轴线呈。~45。的偏转调节.当调节好偏转角度后,拧紧固定螺栓,可使之完全固定.滚轧刀进刀装置5采用左旋丝杆与螺母,丝杆上带有刻度盘和双柄手柄,转动手柄即可知调节的进刀量.滚轧刀材料选用习lfa)原理图院75参八琳心篷四!l需川!,人引躺:{!}门吊.日叫-一共-日b)结构示意图图3轧槽管机头底座.2滚住支撑架;3滚轧刀,4滚轧刀偏转调节装置;5滚轧刀进刀装置12CrMoV,制造工艺是:车削成形一铣键槽一热处理一磨外圆及球形直径.要求热处理后第4期文美纯轧槽管机头的设计107硬度为HRC55~60·滚压加工中,选择适当的滚压用量一滚压力、进刀量、滚压次数及滚压速度,对轧槽管的生产率,表面粗糙度及管材的使用性能有很大影响.根据滚压加工滚压力尸的计算式、尸一{不丢二毛会{’,幻。(N)\U一v性口。I式中:d—滚轧刀球形头部直径(mm);E—被滚压管子的弹性模量(N/mmZ);P—最大接触压力(N/mm,)P、(1.8一2.1)d,,(氏为管材的屈服极限).如我们加工的209无缝钢管的轧槽管,其E一2.1x20,(N/mm,),a,一250(N/mm,),滚轧...
