專利名稱：一種動態(tài)調(diào)整頂頭前伸量的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及無縫鋼管生產(chǎn)技術(shù)領(lǐng)域，具體地講是一種動態(tài)調(diào)整頂頭前 伸量的方法，用于無縫鋼管的穿孔及擴管工序。 技術(shù)背景目前，在無縫鋼管的制管工藝流程中，穿孔及擴管是兩個重要塑性變 形工序，該塑性變形是在孔型中完成的，通常孔型都是由一對軋輥、兩個 導(dǎo)盤或?qū)О寮耙粋€頂頭構(gòu)成。其變形原理主動旋轉(zhuǎn)的軋輥將來料管坯或 毛管咬入變形區(qū)并與頂頭一起對變形區(qū)中的管腔壁進行反復(fù)輾軋，促使變 形區(qū)中的鋼管壁厚減薄、直徑變大、長度延伸，而導(dǎo)板或?qū)ПP在其中起導(dǎo) 向和輔助控制延伸作用。其中頂頭在孔型中的位置用頂頭前伸量來度量， 頂頭前伸量主要起決定軋出鋼管壁厚大小的作用。目前的穿孔及擴管的頂 頭前伸量在軋管或穿孔過程中都是固定不變的，理論上軋出或穿出的鋼管 壁厚是不變的，但由于受以下因素的影響，造成軋出或穿出的鋼管壁厚是 不均勻的1. 在軋制或穿孔過程中軋輥、頂頭受熱膨脹，使軋出或穿出的鋼管壁 厚呈頭厚尾薄的變化趨勢；2. 頂頭在反復(fù)的擴管或穿孔過程中，會逐漸磨損而直徑變小，因此擴 出或穿出的鋼管壁厚也逐漸變厚；3. 在頂頭循環(huán)的情況下，不同頂頭的直徑不同、磨損速度不同，造成 擴出或穿出的不同鋼管壁厚不一致；4. 在頂桿與頂頭循環(huán)的情況下，不同頂桿的長度不一致，造成擴出或 穿出的不同鋼管壁厚不一致。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的不足，而提供一種動態(tài)調(diào)整頂頭 前伸量的方法，主要解決現(xiàn)有的無縫鋼管生產(chǎn)工藝流程中易出現(xiàn)同一批次 鋼管的壁厚不一致及同一支鋼管的壁厚頭尾不一致的問題。為達到上述目的，本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的 一種動態(tài)調(diào)整頂頭前伸量的 方法，其特殊之處在于它包括如下步驟a記錄參數(shù)；對每個參與循環(huán)的頂桿進行編號，上位機可以自動記憶 頂桿在空間的先后位置，也可以通過頂桿編碼自動識別儀識別不同的頂桿，以此記錄每個頂頭生產(chǎn)的鋼管支數(shù)N，每個頂頭的原始外徑D、頂頭均壁段 的角度a，頂頭磨損速度V，頂桿長度L;b頂頭直徑磨損量的自動補償；頂頭的均壁段錐角為a,頂頭直徑D 磨損速度為V,單位mm/支，頂頭生產(chǎn)支數(shù)N，則直徑變化量AD-VXN ， AD單位為mm，對應(yīng)的頂頭前伸量H補償值△ H= △ D /2/TAN( a );該補 償在生產(chǎn)間隙時間內(nèi)完成；c頂頭、軋輥熱膨脹的自動補償；可采用閉環(huán)控制方法，也可采用趨 勢控制法；閉環(huán)控制方法是在擴管或穿孔的后臺設(shè)置一個測厚儀，適時測量擴后 或穿后鋼管的壁厚，對連續(xù)測量的多點壁厚求均值Sp并與標(biāo)準(zhǔn)值比較So， 得出壁厚差值A(chǔ)S= Sp—So,由此計算出頂頭前伸量H補償值A(chǔ)H=AS/ TAN(a )，進行該補償在生產(chǎn)軋制(帶負(fù)荷)時間內(nèi)用t秒完成，頂頭調(diào) 整后的鋼管壁厚通過測厚儀后，再自動測量出鋼管的多點壁厚求均值Spi 并與標(biāo)準(zhǔn)值比較So，得出壁厚差值A(chǔ)Si:Spi—So，由此計算出頂頭前伸量 H補償值A(chǔ)Hi=ASi/ TAN(a );如此循環(huán)進行，至該支鋼管軋制結(jié)束；趨勢控制法是在擴管或穿孔同一支鋼管過程中，鋼管壁厚從頭到尾總 的趨勢是逐漸變薄的，當(dāng)檢測到軋輥傳動主電機有負(fù)荷時，開始計時，當(dāng) 時間超過設(shè)定的Tl時間后，控制調(diào)整頂頭前伸量的伺服系統(tǒng)在設(shè)定的T2 時間內(nèi)，均勻地后退設(shè)定的距離AH，該補償在鋼管軋制時間內(nèi)完成；可 通過檢測后道工序的電流適時曲線前后是否均勻，來調(diào)整Tl、 T2及AH 的大小，直至后道工序的電流適時曲線前后均勻；d頂桿長度L的自動補償；若頂桿的實際長度為L，理論長度為L。，則 對應(yīng)的頂頭前伸量H補償值A(chǔ)H = L。一L;該補償在生產(chǎn)間隙時間內(nèi)完成。本發(fā)明所述的一種動態(tài)調(diào)整頂頭前伸量的方法與已有技術(shù)相比具有突 出的實質(zhì)性特點和顯著進步，1、通過在擴管或穿孔的生產(chǎn)間隙時間和生產(chǎn) 時間內(nèi)對頂頭前伸量進行動態(tài)調(diào)整，從而實現(xiàn)對鋼管壁厚的精確控制，即頂頭前伸量是自動可調(diào)的；2、該方法具有可靠性高、適應(yīng)性及擴展性強等 優(yōu)點，生產(chǎn)的同一支鋼管壁厚均勻，整支鋼管的壁厚極差不大于0.7mm, 同一批鋼管的壁厚極差不大于lmm。
具體實施例方式為了更好地理解與實施，下面結(jié)合實施例詳細(xì)說明本發(fā)明一種動態(tài)調(diào) 整頂頭前伸量的方法。實施例1，在無縫鋼管生產(chǎn)的擴管工藝流程中，首先對每個參與循環(huán) 的頂桿進行編號，上位機可以自動記憶頂桿在空間的先后位置，也可以通 過頂桿編碼自動識別儀識別不同的頂桿，以此記錄每個頂頭生產(chǎn)的鋼管支 數(shù)N，每個頂頭的原始外徑D，單位為mm、頂頭均壁段的角度a，頂頭磨 損速度V，單位mm/支，頂桿長度L，單位為腿；則頂頭直徑變化量AD =VXN ， AD單位為mm，對應(yīng)的頂頭前伸量H補償值A(chǔ)H= AD/2/TAN(a )，該頂頭直徑磨損量的自動補償可在生產(chǎn)間隙時間內(nèi)完成；采用閉環(huán)控制方 法對頂頭、軋輥熱膨脹的自動補償，閉環(huán)控制方法是在擴管的后臺設(shè)置一 個測厚儀，適時測量擴后鋼管的壁厚，對連續(xù)測量的多點壁厚求均值Sp 并與標(biāo)準(zhǔn)值比較So，得出壁厚差值A(chǔ)S二 Sp—So，由此計算出頂頭前伸量H 補償值A(chǔ)H=AS/ TAN(a )，進行該補償在生產(chǎn)軋制(帶負(fù)荷)時間內(nèi)用 t秒完成，頂頭調(diào)整后的鋼管壁厚通過測厚儀后，再自動測量出鋼管的多 點壁厚求均值Spi并與標(biāo)準(zhǔn)值比較So，得出壁厚差值A(chǔ)Si=Spi—So,由此 計算出頂頭前伸量H補償值A(chǔ)Hi=ASi/ TAN(ci );如此循環(huán)進行，至該 支鋼管軋制結(jié)束；最后對頂桿長度L的自動補償，若頂桿的實際長度為L， 理論長度為L。，則對應(yīng)的頂頭前伸量H補償值A(chǔ)H = L。一L，該補償在生產(chǎn) 間隙時間內(nèi)完成。實施例2，在無縫鋼管生產(chǎn)的穿管工藝流程中，首先對每個參與循環(huán) 的頂桿進行編號，上位機可以自動記憶頂桿在空間的先后位置，也可以通 過頂桿編碼自動識別儀識別不同的頂桿，以此記錄每個頂頭生產(chǎn)的鋼管支 數(shù)N，每個頂頭的原始外徑D，單位為mm、頂頭均壁段的角度a，頂頭磨
損速度V，單位mm/支，頂桿長度L，單位為mm;則頂頭直徑變化量AD =VXN ， AD單位為mm,對應(yīng)的頂頭前伸量H補償值A(chǔ)H= AD/2/TAN(a )，該頂頭直徑磨損量的自動補償可在生產(chǎn)間隙時間內(nèi)完成；采用趨勢控制法 對頂頭、軋輥熱膨脹的自動補償，趨勢控制法是在穿孔同一支鋼管過程中， 鋼管壁厚從頭到尾總的趨勢是逐漸變薄的，當(dāng)檢測到軋輥傳動主電機有負(fù) 荷時，開始計時，當(dāng)時間超過設(shè)定的T1時間后，控制調(diào)整頂頭前伸量的伺 服系統(tǒng)在設(shè)定的T2時間內(nèi)，均勻地后退設(shè)定的距離AH，該補償在生產(chǎn)時 間內(nèi)完成；可通過檢測后道工序的電流適時曲線前后是否均勻，來調(diào)整Tl、 T2及AH的大小，直至后道工序的電流適時曲線前后均勻；最后對頂桿長 度L的自動補償，若頂桿的實際長度為L，理論長度為L。，則對應(yīng)的頂頭 前伸量H補償值A(chǔ)H = L。"~L，該補償在生產(chǎn)間隙時間內(nèi)完成。
權(quán)利要求
1、一種動態(tài)調(diào)整頂頭前伸量的方法，其特征在于它包括如下步驟a 記錄參數(shù)；對每個參與循環(huán)的頂桿進行編號，上位機可以自動記憶頂桿在空間的先后位置，也可以通過頂桿編碼自動識別儀識別不同的頂桿，以此記錄每個頂頭生產(chǎn)的鋼管支數(shù)N，每個頂頭的原始外徑D、頂頭均壁段的角度α，頂頭磨損速度V，頂桿長度L；b頂頭直徑磨損量的自動補償；頂頭的均壁段錐角為α，頂頭直徑D磨損速度為V，單位mm/支，頂頭生產(chǎn)支數(shù)N，則直徑變化量ΔD＝V×N，ΔD單位為mm，對應(yīng)的頂頭前伸量H補償值ΔH＝ΔD/2/TAN(α)；該補償在生產(chǎn)間隙時間內(nèi)完成；c頂頭、軋輥熱膨脹的自動補償；可采用閉環(huán)控制方法，也可采用趨勢控制法；閉環(huán)控制方法是在擴管或穿孔的后臺設(shè)置一個測厚儀，適時測量擴后或穿后鋼管的壁厚，對連續(xù)測量的多點壁厚求均值Sp并與標(biāo)準(zhǔn)值比較So，得出壁厚差值ΔS＝Sp-So，由此計算出頂頭前伸量H補償值ΔH＝ΔS/TAN(α)，進行該補償在生產(chǎn)軋制時間內(nèi)用t秒完成，頂頭調(diào)整后的鋼管壁厚通過測厚儀后，再自動測量出鋼管的多點壁厚求均值Spi并與標(biāo)準(zhǔn)值比較So，得出壁厚差值ΔSi＝Spi-So，由此計算出頂頭前伸量H補償值ΔHi＝ΔSi/TAN(α)；如此循環(huán)進行，至該支鋼管軋制結(jié)束；趨勢控制法是在擴管或穿孔同一支鋼管過程中，鋼管壁厚從頭到尾總的趨勢是逐漸變薄的，當(dāng)檢測到軋輥傳動主電機有負(fù)荷時，開始計時，當(dāng)時間超過設(shè)定的T1時間后，控制調(diào)整頂頭前伸量的伺服系統(tǒng)在設(shè)定的T2時間內(nèi)，均勻地后退設(shè)定的距離ΔH，該補償在鋼管軋制時間內(nèi)完成；可通過檢測后道工序的電流適時曲線前后是否均勻，來調(diào)整T1、T2及ΔH的大小，直至后道工序的電流適時曲線前后均勻；d頂桿長度L的自動補償；若頂桿的實際長度為L，理論長度為L0，則對應(yīng)的頂頭前伸量H補償值ΔH＝L0-L；該補償在生產(chǎn)間隙時間內(nèi)完成。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種動態(tài)調(diào)整頂頭前伸量的方法，其特點是它包括如下步驟記錄參數(shù)；頂頭直徑磨損量的自動補償；頂頭、軋輥熱膨脹的自動補償，可采用閉環(huán)控制方法，也可采用趨勢控制法；頂桿長度L的自動補償；在擴管或穿孔的生產(chǎn)間隙時間和生產(chǎn)時間內(nèi)對頂頭前伸量進行動態(tài)調(diào)整，從而實現(xiàn)對鋼管壁厚的精確控制，使生產(chǎn)的同一支鋼管壁厚均勻，同一批鋼管的壁厚基本一致。
文檔編號B21B19/04GK101112707SQ20071001699
公開日2008年1月30日 申請日期2007年8月31日 優(yōu)先權(quán)日2007年8月31日
發(fā)明者張英江, 李學(xué)進, 楊為國, 王旭午, 遲黎明 申請人:煙臺魯寶鋼管有限責(zé)任公司