8.2 轧管厂精整管排锯8.2.1 精整锯切机组设备概述

精整锯切机组主要由四台管排锯及其辅助设备组成。目的是将定径后经过冷床冷却的厚壁钢管进行切头尾、分段，使切后厚壁钢管的定尺长度、管端质量符合相关要求。精整管排锯可切割厚壁钢管规格为：外径从Φ114.3～340 mm；壁厚从4.5～40 mm。

四台管排锯中有三台为德国制造，型号为WAGNER 1600R的圆盘冷锯机，另一台为奥地利制造，型号为KSA1600L的圆盘冷锯机。辅助设备包括管排辊道、切头尾挡板、定尺挡板、回转臂、缓冲链等。

8.2.1.1 锯切机组的基本构成

锯切机组主要由冷床及下料装置、主机和辅助设备构成

1 冷床：为步进式，有冷却均匀、厚壁钢管表面损伤小，同时起到厚壁钢管矫直的目的。

冷床末端设有水冷槽，当厚壁钢管温度高时，可进入水冷槽中进行冷却。

2 下料装置：为了使冷床末端的厚壁钢管下降到管排收集台架上，在冷床末端安装有下料接料叉，其向两个方向倾斜。一是可以将厚壁钢管顺利地从接料台架上滚到接料叉上，二是将厚壁钢管倾斜，把水冷后厚壁钢管内的水倾倒干净。通过两级接料叉将厚壁钢管放到管排收集台架上。

3 主要设备参数

1) 冷床

冷床长： 58m

冷床宽： 36 m

齿数： 164个

齿距： 350 mm

冷床倾角： 2.77°

步进周期： 20秒/支

生产能力： 120支/小时　　Max 130支/小时

2) 下料装置

拨叉间距： 3 m

拨叉数： 11个

下落高度： 2 m

3) 冷床动梁电机：

提升电机：4台直流电机　　100KW　　　 1100 rpm

平移电机：4台直流电机　　22KW　　　　1600 rpm

4 主机包括：锯牌坊、锯座、主传动装置、进给装置、夹具、锯片减震装置、锯片冷却装置、锯片清屑装置等。

1) 锯牌坊：为支承锯座的重要部分、框架结构。底部与基础固定，中间由铜板作为锯座的滑道。锯座在锯牌坊中间进行上下滑动。

2) 锯座：装有锯片主轴，内部为齿轮传动的减速机构，其主要作用为将主电机的动力传递到锯片主轴上，驱动锯片旋转。

3) 主传动装置：由主电机及锯座内的齿轮构成，通过主电机、减速机使锯片主轴达到一定的转速和扭距。

4) 进给装置：由进给电机带动进给丝杆，使锯座在牌坊的滑道中上下移动，完成锯机进给及返回动作，并由平衡液压缸保持其进给的平衡稳定性。

5) 夹具：由水平夹具、垂直夹具构成。水平夹具和垂直夹具每台锯上共有三对（入口一对， 出口两对），分别由液压缸带动，可使管排保持在辊道正中，并对管排进行夹紧，使管排在切割过程中不会移动、打转。同时具有工位扩张功能，使锯片在返回时锯齿不会与厚壁钢管端面接触以保护锯齿及厚壁钢管端面的质量。

6) 锯片减震装置：在锯座左右两侧各安装一套减震装置。主要由铜导板，位置调整装置及液压缸组成。铜导板内侧有许多小孔，通有高压风，液压装置使铜导板在锯机进给过程中靠近锯片（约0.05mm）使内外铜导板与锯片之间形成一个气垫，以达到锯片减震的目的。锯机返回时，液压装置使铜导板与锯片分离。

7) 锯片冷却装置：由一个叉型的风管组成，叉内侧开有很多小孔，高压风从中吹出，对锯片进行冷却，冷却空气温度可达－10℃。

8) 锯片清屑装置：由电机带动金属传送带，将切割后的锯屑运出。

5 辅助装置包括：管排辊道、气动对中装置、切头尾小车及挡板、定尺装置、回转臂、缓冲台架等。

1) 管排辊道：由上百个辊道组成，辊道较宽（920mm），分别由电机带动，以实现管排的运输。

2) 气动对中装置：锯机前后设有管排对中装置，由气动缸带动一对夹子，将管排固定在辊道的正中间，便于切割且可提高锯口端面质量。

3) 切头小车及挡板：在管排锯出口处设有切头小车，由电机带动，齿轮传动使切头小车在齿条上行走，小车下装有升降挡板，使挡板可以在线、离线。小车行走约1000mm，即可使切头长度在200~1200mm内调整，由U31编码器向上位机传递小车位置。

4) 切尾小车及挡板：在管排锯入口处设有切尾小车，由电机带动，齿轮传动使切头小车在齿条上行走，小车下装有升降挡板，使挡板可以在线、离线。小车行走约1000mm，即可使切尾长度在200~1200mm内调整。为了达到管头下料目的，在切尾挡板上装有推料液压缸。由U31编码器向上位机传递小车位置。

5) 定尺装置：在管排锯后都装有定尺装置，其由液压缸带动升降挡板在线、离线。由另一个液压缸对定尺挡板位置进行锁定。由电机带动钢丝绳拖动定尺挡板进行位置调整，挡板位置由U31编码器向上位机上传递。定尺挡板的调整范围为9米，即可把定尺长度控制在6~15米的长度范围。定尺精度调整分精调和粗调两种。厚壁钢管主动切尾时实现粗调，精度为100mm，厚壁钢管被动切尾时实现精调，精度为1mm。

6) 回转臂：由托盘及配重组成臂体，一根轴可连接多个臂体，达到横移管排的目的。精整锯切区域共有8个回转臂。

7) 缓冲台架：有钢轨及链子组成，链子由链轮传动，达到横移厚壁钢管及缓冲的目的。

8) WVC 1600R圆盘锯机主要参数

锯片直径：　　　　　　1600 mm　　　 盘体厚：9 mm（硬质合金锯片）

水平夹具开口度：　　　100～1100 mm

垂直夹具开口度： 70～380 mm

锯机进给行程： 580 mm

最大管排宽度： 1050 mm

锯片速度： 11～150 m/min

锯片进给速度： 50～1000mm/min

水平夹具压力： 0.5～7 Mpa

水平夹具夹紧力： 6300～85000 N

垂直夹具压力： 1～7 Mpa

垂直夹具夹紧力： 3500～27500 N

锯片驱动电机： 130KW　　1500rpm

锯片进给电机： 12KW　　 1468rpm

液压泵电机： 18.5KW　　1500rpm

冷却空气压力： 0.6MPa

9) KSA1600L的圆盘锯机

锯片直径： 1600 mm 厚：8.1 mm

水平夹具开口宽： 110 ～ 1050 mm

垂直夹具开口高： 110 ～ 420 mm

锯片速度： max 250 m/min

锯片送进速度： 10～1500 mm/min

快速返回速度： 7000 mm/min

夹具压力： max 100 bar

最大管排宽度： 1000 mm

所有设备的动作，都可由操作台上控制面板上的操作按钮实现。操作面板可实现厚壁钢管锯切全过程自动控制（自动），部分设备的自动控制（半自动），单体设备的动作控制（手动）。

8.2.2 管排锯的切割过程及工艺控制要点8.2.2.1 管排锯的切割过程

1 管排在挡板处撞齐后（切头、切尾、定尺），挡板离线。

2 气动对中装置动作，将管排固定在管排辊道正中。

3 锯屑板下降，锯主机前后升降辊道下降到低位。

4 垂直夹紧预夹紧。

5 水平夹具夹紧，达到设定压力要求。

6 垂直夹紧二次夹紧，达到设定压力要求。

7 锯片快速进给至转换点后，转换成设定的工作进给速度。

8 锯片对管排进行切割，到达锯片行程设定点后，管排被完全切断。

9 出口夹具工位扩张打开，锯片主轴向外伸出3，锯片减震器打开。

10 锯片快速返回到位。

11 锯片主轴3返回

12 水平夹具打开后垂直夹具打开。

13 夹具工位扩张返回。

14 锯屑板及锯主机前后升降辊道返回到高位。

8.2.2.2 管排锯工艺控制要点

1 厚壁钢管切割温度

定径后，厚壁钢管经过冷床冷却，一些壁厚较厚及生产节奏较快的厚壁钢管，在到达冷床末端时，管体温度仍在80摄氏度以上（尤其是夏季），这时，厚壁钢管就必须进行水冷，以便于进行锯切。

2 厚壁钢管的成排收集

因管排辊道的宽度及锯机水平夹具宽度（最大1100mm）原因，收集后的管排宽度不应超过1050mm（KSA1600L的圆盘锯机管排最大宽度不能超过1000 mm）

每排管最大支数见表8-1。

表8-1

外径（mm）	≤120	≤ 140	≤ 195	≤ 250	≤ 300	≤344.1
支数	7	6	5	4	3	2

否则，厚壁钢管最大宽度超过标准，一是管排运行时会撞坏锯机夹具，二是管排在辊道上不能正常运行。

3 锯切参数的设定

根据被切厚壁钢管的规格、材质设定相应的锯切参数。锯切参数主要包括：锯片速度（锯片线速度）、锯片单齿切屑量、锯片齿数还包括锯机夹具压力。具体参数的设定，参照表8-2。

表8-2

厚壁钢管壁厚 S（mm）	锯切线速度（m/min）	锯片进给速度（mm/min）
S < 10	≤ 130	≤ 600
10 ≤S≤ 16	≤ 115	≤ 500
16 < S	≤ 105	≤ 400

表中锯片进给速度为调整锯片速度和锯片单齿切屑量后，所生成的数值。根据生产厚壁钢管品种情况，锯切速度和进给速度按以下公式计算：

Лd.n

锯切速度：V1= ———— m/min

1000

式中：D：锯片直径

n：锯片转速

1000S/ZV1

进给速度：V1= ———— =（S/Z）.Z.N

T

式中：S/Z：单齿切屑量

Z：齿数

T：齿节数

4 夹具压力的调整

为防止厚壁钢管切割后，由于锯机夹具压力过大，造成管端椭圆度超标，可根据被切厚壁钢管的径壁比和材质，选择夹具压力。夹具压力分P1、P2、P3（夹具夹紧时的压力）和保压（二次夹紧后切割时的压力）。一般压力调整为：P1约为30 ~ 35 bar、P2约为45 ~ 50 bar、P3约为65 ~ 70 bar。保压调整为25~30bar。径壁比大于30的选择P1压力，22~30的选择P2压力，22以上的选择P3压力。

5 切头尾长度调整

根据厚壁钢管壁厚的情况，选择厚壁钢管的切头尾长度，以保证切后管端壁厚在标准范围内，并保证厚壁钢管头尾切割长度最短。此项工作可在操作台的上位机上实现。切头尾长度设定范围必须在200mm~1200mm之间。

6 定尺长度的调整

根据生产合同计划，调整厚壁钢管切割定尺长度。使切后定尺长度满足合同要求。并使厚壁钢管定尺长度在规定范围内得以优化切割。定尺长度要求范围在500mm以外的，锯机可采用主动切尾方式，即最后一倍尺长度差与来料长度差相同（都在定尺长度规定范围内），定尺长度要求在500mm以内的，可采用被动切尾方式，即所有倍尺长度均相同。厚壁钢管定尺长度的调整及倍尺数，可由位于操作台上的上位机来实现。

7 管端质量的控制

切后厚壁钢管断面平面度、切斜度及几何尺寸要在控制标准范围内。

8.2.3 常见切割缺陷的处理方法8.2.3.1 定尺长度超标。

1 原因分析：

1) 定尺长度实际数值与OIS显示数值不符。

2) 定尺锁紧装置失灵，厚壁钢管在撞齐时，定尺挡板后移。

3) 来料厚壁钢管长度差超标。

2 处理方法：

1) 调整U31编码器，使定尺长度实际数值与OIS显示数值相符。

2) 检查锁紧装置，调整传感元件位置，使定尺装置正常锁紧。

3) 调整定尺长度在标准范围内，采取被动切尾方式。

8.2.3.2 锯口断面出现凸棱。

1 原因分析：

1) 锯片有打齿现象或端跳变大。

2) 锯片齿宽差超标。

3) 锯片稳定器调整不适当与锯片间隙过大或过小。

4) 锯切参数设定不合理。

2 处理方法：

1) 更换锯片。

2) 调整稳定器与锯片间隙在0.1mm左右。

3) 适当更改锯切参数。

8.2.3.3 锯口断面切斜。

1 原因分析：

1) 锯片端跳过大。

2) 锯片切割面积过大，锯齿变钝。

2 处理方法：

1) 更换锯片。

2) 调整稳定器与锯片间隙在0.1mm左右。

3) 更改锯机切割参数。

8.2.3.4 锯口椭圆度超标。

1 原因分析：锯机夹具压力过大。

2 处理方法：根据被切厚壁钢管材质和径壁比，采取相应的压力值。

8.2.3.5 锯口断面粘有长条锯屑。

1 原因分析：

1) 锯片进给行程不够。

2) 锯片锯齿变钝。

2 处理方法：

1) 调整锯切行程。

2) 更换锯片。

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