三輥(gun)行星軋管機(PSW)是聯邦德(de)國(guo)西馬克公司(SMS)獨家生產制造經營的(de),PSW 是德(de)文“Planeten-Schragwalzwerk”三字的(de)縮(suo)寫,按(an)德(de)文原意是“行星斜軋機”。1983年,在聯邦德國安裝了一臺軋制荒管的樣板軋機,不久,采用全連續PSW生產不銹鋼管材的機組在美國投入運轉,其工作方式如下:
三個錐形(xing)(xing)軋(ya)(ya)輥相(xiang)互(hu)間呈120°排列(lie),并繞軋(ya)(ya)件旋轉,使(shi)軋(ya)(ya)件的(de)(de)(de)斷面積得到壓(ya)縮(suo)如圖(tu)16-1所(suo)示(shi)。這樣(yang),由(you)三個軋(ya)(ya)輥的(de)(de)(de)表(biao)面構成(cheng)(cheng)一個錐形(xing)(xing)的(de)(de)(de)成(cheng)(cheng)形(xing)(xing)區(qu)。由(you)于軋(ya)(ya)輥是傾斜的(de)(de)(de),旋轉運動使(shi)軋(ya)(ya)件咬入(ru)(ru),并通過成(cheng)(cheng)形(xing)(xing)區(qu)。軋(ya)(ya)輥由(you)主電機通過一套行(xing)星齒(chi)輪系(xi)統驅(qu)動如圖(tu)16-2所(suo)示(shi),輥軸可以繞著行(xing)星齒(chi)輪的(de)(de)(de)軸線(xian)安裝(zhuang),這樣(yang)可根據不同咬入(ru)(ru)情況調(diao)整(zheng)軋(ya)(ya)輥的(de)(de)(de)傾斜度。當變換(huan)軋(ya)(ya)制坯料時,用(yong)另一個電機來防止(zhi)軋(ya)(ya)件在軋(ya)(ya)輥調(diao)整(zheng)或變形(xing)(xing)條件不同的(de)(de)(de)情況下所(suo)產生的(de)(de)(de)微小轉動。

只需調整三個錐形輥的(de)中心距,就(jiu)可以任意選擇軋(ya)件的(de)出口尺寸,而不(bu)用(yong)修改孔型。只有在軋(ya)輥磨損后或軋(ya)制規格有較(jiao)大的(de)變(bian)動(dong)時,才需要更換軋(ya)輥。
與其他斜軋(ya)機相(xiang)比,除了在運動方式上不(bu)同,即(ji)軋(ya)輥(gun)繞(rao)著軋(ya)件(jian)旋轉外,這項技術的想法也是很獨特的,軋(ya)件(jian)與軋(ya)輥(gun)的軸線可以成(cheng)很大的角(jiao)度如圖16-3所示,這會產(chan)生(sheng)以下效果。

1. 材料(liao)在變(bian)形過程中不發(fa)生扭轉,這對于斷面減(jian)縮(suo)率大,以及軋(ya)制薄(bo)壁管時是很必要的;
2. 可(ke)以(yi)(yi)實現大送進角,如圖16-4所示,傳統(tong)斜(xie)軋機的(de)送進角為(wei)6°~12°,而PSW為(wei)30°~40°,因而大大提高斜(xie)軋工藝的(de)變形效(xiao)(xiao)率(lv),可(ke)以(yi)(yi)得到和(he)縱(zong)軋同(tong)樣的(de)效(xiao)(xiao)果。

新的(de)PSW管材生(sheng)(sheng)產(chan)工(gong)(gong)藝的(de)主要(yao)特點就(jiu)是連(lian)軋如圖(tu)16-5所示(shi),即將延伸工(gong)(gong)序(PSW)和精(jing)軋工(gong)(gong)序(定徑或張力減(jian)徑)結合起來(lai),形(xing)成一(yi)套連(lian)續的(de)操作系統。到目前(qian)為(wei)止,在無縫管生(sheng)(sheng)產(chan)中還(huan)(huan)沒有實現這一(yi)條。也有的(de)稱為(wei)“連(lian)軋管機(ji)組”,但實際上(shang)僅在幾個機(ji)架間產(chan)生(sheng)(sheng)連(lian)軋,而且還(huan)(huan)要(yao)有另(ling)外的(de)裝(zhuang)出料及再加(jia)熱設備(bei)。

用PSW生產管材,匯(hui)集了所有傳統延伸方式的優點:
1. 壁(bi)厚(hou)偏差僅(jin)在(zai)±5%左右;
2. 對于(yu)軋(ya)制薄壁和厚(hou)壁管(guan)都適用,管(guan)子長度(du)可達120m.其(qi)生產工藝如下:將空心(xin)坯送到PSW的入口處,并插上芯棒,然后(hou)一同(tong)送入PSW成形區,將芯棒位(wei)置固定后(hou),空心(xin)荒管(guan)軋(ya)成,可達到很高的延伸系(xi)數。
在PSW的(de)出口,軋(ya)后的(de)荒管自動(dong)脫(tuo)離開芯(xin)棒(bang),并(bing)可直接進入定徑(jing)機(ji)或張力減徑(jing)機(ji),軋(ya)成一定外徑(jing)和壁(bi)厚的(de)成品(pin)管。由于PSW不(bu)采用浮動(dong)芯(xin)棒(bang),并(bing)且延(yan)伸系數可達很高(gao)(gao),因此它所用坯料(liao)的(de)重理與傳(chuan)統的(de)軋(ya)機(ji)相比,可增加3~4倍。增加坯料(liao)重量也就意味(wei)著顯著提高(gao)(gao)了機(ji)組的(de)成材率。
ESW 廠(chang)分(fen)別于1914年(nian)(nian)、1966年(nian)(nian)各安裝(zhuang)一套(tao)周期(qi)軋(ya)(ya)管(guan)機組(zu),其后于1982年(nian)(nian)決定采用三輥行星軋(ya)(ya)管(guan)機對該廠(chang)進行改造(zao),改造(zao)分(fen)兩(liang)步走,第(di)一階(jie)段是PSW軋(ya)(ya)機和周期(qi)軋(ya)(ya)管(guan)機平行生產,待PSW 試(shi)軋(ya)(ya)成(cheng)(cheng)功后才拆除周期(qi)軋(ya)(ya)管(guan)機,將ESW廠(chang)改建成(cheng)(cheng)為三輥行星軋(ya)(ya)制不銹鋼管(guan)廠(chang)。
PSW的一個重要的優點就是料重很(hen)大(da),如可將8m長的空心坯軋成(cheng)50m長的荒管,是無縫鋼管生產的世(shi)界紀錄。這種(zhong)情(qing)況(kuang)下(油(you)井(jing)管),成(cheng)材率(lv)可達90%~92%。
采用PSW不僅使產品規格變換靈活,而且可生產長管。到目前為止,用其他方法還不可能達到這樣的長度。可生產管子的長度是評價某種不銹鋼無縫管(guan)機組的重要標志。目前,所生產管子的最大長度主要取決于延伸,一般為15~40m.而采用PSW時,不銹鋼管長度僅取決于穿孔工序。用PSW,管子的延伸系數可達到12,而且管長不受工具(芯棒)的限制。例如,可將10m長的空心管坯軋成120米長的荒管。
圖(tu)(tu)16-6為生產16英寸(426mm)不銹鋼管的PSW的平面圖(tu)(tu)。

很顯然(ran),即使在管長達120m時,其(qi)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)結(jie)構仍很簡單、緊湊。對這種規格的機(ji)組來說,軋(ya)(ya)(ya)機(ji)生(sheng)產能力為(wei)75000t/a,PSW 將(jiang)成為(wei)至今仍使用的自(zi)動軋(ya)(ya)(ya)管機(ji)組和周期軋(ya)(ya)(ya)制不銹鋼(gang)管機(ji)組的換代機(ji)組。

