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连轧管机组中的定（减）径机技术浅析现阶段，我国连轧管机组发展速度较快，并逐渐占据当前热轧管机组的主导地位，满足当前人们的需求。
据相关数据显示，世界上正在建设与已经投产的连轧管机组总数量约为513万套，综合年生产力约为2000万t，其中，包含19套二辊限动芯棒连轧管机组，生产力740万t、4套二辊半浮动芯棒连轧管机组，生产力200万t、14套二辊全浮动芯棒连轧管机组，生产力400万t以及16套三辊限动芯棒连轧管机组，生产力为660万t。
在我国的连轧管机组发展过程中，主要经历了四个历程：①1994～1983年的二辊全浮动芯棒；②1977～1995年的二辊半浮动芯棒；③1978～2021年的二辊限动芯棒和三辊限动芯棒；④2003～2021年的连轧管。
在不断发展过程中，现代连轧管机组逐渐对自身的技术进行创新，进而促使当前的定（减）径工序、轧管技术水平提升，以满足当前的需求。
例如，以实际的穿孔机为例，在传统技术应用过程中，主要是以带导盘桶式穿孔机以及桶式穿孔机两种为主，在不断的发展过程中，逐渐形成当前较为先进的桶形辊穿孔机和锥形辊穿孔机，其导卫装置既有导板式的也有导盘式的；对于当前的轧管来说，在传统的应用过程中较为普遍的为限动芯棒连轧管或者二辊全浮动芯棒，而在发展过程中逐渐创新应用三辊与二辊限动芯棒连轧管，以满足当前的需求。
对于当前的定（减）径来說，在传统应用过程中主要是利用定（减）径机进行工作，而在发展过程中，逐渐创新为当前的三辊张力减径机，其自身具有更为优越的性能，以满足当前的需求。
1 定（减）径机1.1 微张力定（减）径机分析在新建？准250mm及以上的规格连轧管机组来说，其均采用当前的微张力定（减）径机，甚至在当前的？准180mm以下规格的连轧管机组中，部分特殊的机组也可以采用微张力定（减）径机。
对于当前的微张力定（减）径机来说，其自身具有较强的优势，例如，在实际的应用过程中，减径过程主要是利用其具备的微张力，对钢管的增厚进行合理的控制，降低钢管的增厚或者避免钢管出现增厚情况，以满足当前的需求。
1类别：产品展示详细介绍：减径机是指无缝管生产线中位于穿孔机、轧管机之后用于对钢管进行进一步轧制、延伸、精整的关键设备。
张力减径工艺过程是在并排布置的一系列轧辊机架中对荒管进行连续轧制的过程，在这一过程中，采用适当的孔型系列，使荒管的外径得以连续的减缩。
与此同时，凭借机架系列中轧辊转速比例的调节，可以取得预定的直径和壁厚的变化。
减径机主要结构组成：机架装配、主传动装置、方机架、换辊小车、小车传动装置、推拉机构、进出口升降辊道装置等。
减径机的分类：根据机架之间张力系数的大小分为强张力减径机与微张力减径机两种1.微张力减径机微张力减径机是指轧辊机架数目较少（小于或等于14架），在各轧辊机架间建立较小张力系数的减径机。
2.强张力减径机强张力减径机是指轧辊机架数目较多（一般大于14架），能够在各轧辊机架间建立比较大的张力系数（一般大于0.75）的减径机；无缝钢管生产线减径机轧辊机架数目越多，其前面的穿孔机、轧管机需要备用的工具就越少，可以用较少的荒管规格生产出不同规格的成品管。
根据传动形式的不同分为直流单独传动与集中差速传动两种1.直流单独传动每个机架由单独的直流电机传动，结构简单，速度调整灵活、范围大，产品规格广，生产能力大。
2.集中差速传动集中传动的速度刚性好，即轧件咬入时电机虽有降速，但只影响减径机的轧制速度，而不改变机架间的速度比例，电气控制系统较简单，投资较省，结构紧凑，操作简单，维护方便2级别: 技工精华: 0发帖: 204威望: 0 点金钱: -2 机械币贡献值: 0 点注册时间:2008-05-09最后登录:2013-04-10小中大引用推荐编辑只看复制单独传动(微)张力减径机的特点与设计单独传动(微)张力减径机的特点与设计冀文生（太原通泽成套设备有限公司）摘要：介绍了(微)张力减径机的各种传动型式及特点，并结合(微)张力减径机设计的经验着重对单独传动(微)张力减径机组各主要部分的不同结构特点和设计作了分析，主要为钢管厂的技术改造提供设备选型参考。
钢管张力减径机的减径理论及工艺参数太原重型机器有限公司技术中心轧钢所汤智辉前言张力钢管减径是钢管生产中的一项重大的发展，世界各国都十分重视。
张力减径机已经愈来愈广地得到应用。
用一般不带张力的减径机来生产小直径钢管，已经有很多年的历史了。
但是，由于减径出来的钢管壁厚增加、横向壁厚不均比较严重，减径管的质量不能令人满意；同时由于减径量较小，需要比较多的机架，因此，这种减径机应用范围多半局限在生产轧管机组不能或不容易直接生产的小直径钢管。
在一般减径机上，单架减径理只有3～5%，而在张力减径机上，单架减径量可以达到12～14%。
张力减径时，在减小直径的同时可以使钢管壁厚减薄或者保持不变，减径过程稳定并且钢管的横向壁厚不均也比较小。
因此，张力减径就成了生产薄壁小直径钢管的有效方法。
此外，由于张力减径时的变形量大，所需要的机架数目可以显著减少，因而使减径管的规格范围日益扩大。
这样，减径机就不仅用来生产小直径钢管，同时也用来生产较大规格的钢管。
在这种情况下，前面的轧管机组就可以只生产少数几种生产北最高、最便于生产的规格，通过张力减径机得到各种尺寸的成品管，从而大大提高了机组的生产能力，简化了生产。
目前，只要是在无缝钢管生产中，不论在连续生产还是单根钢管生产中，也不论在轧钢机还是在挤压机后，都广泛安设了张力减径机。
因此，可以说：张力减径机已经成为钢管生产中应用最广泛的设备之一。
张减理论一、 管材的壁厚变化与延伸在张力减径时过程中，管材的壁厚减薄与延伸，既发生在减径机的各机架上，也同样发生在减径机各机架之间。
㈠ 在机架上的变形当管材在机架上受压时，直径和壁厚都发生变化。
如果说直径的变化完全决 定于孔型的尺寸，那么壁厚的改变则同其它一些因素（张力、壁厚与直径之比等）有关。
现以管材在变形区的一个单元体为例，对其应力状态进行分析。
径向应力 σr 、切向应力σq 、轴向应力σx 在管材断面和在变形区的分布都是不均匀的。
这可以从管材出入口断面的应力不相等，和内外表面的应力不相等可以看出。
给常州减径机讲稿2004年10月17日1、前言1、1张力减径机与微张力减径机的区别总的来，张减与微张减在设备和变形原理上是完全一样的，只是在实际运用时，根据不同的条件和要求，选择的工艺参数（张力系数）不同而已。
张力减径一般机架数≥16，工艺上最大的特点是减壁减径，一般单架最大减径率＞6.0%，总减径率可达到80%以上。
但同时它的切头损失非常大（最大的切头长度可超过2米）。
微张力减径的机架数≤14，过去单架最大减径率不超过3.5%、总减径率小于35%。
由于张力系数≤0.5，只能实现等壁或减壁减径，因此切头损失比张减大大减少——大多情况下，切头长度大多可控制在300MM以内。
同时，只要措施得当，中、厚壁管的“内六方”可控制在较好水平。
因此微张力减径机比较适用于荒管长度≤15米的热轧无缝钢管机组和中、厚壁管生产。
1、2介绍主要内容介绍的主要内容是减径的变形理论、几个工艺问题和生产工艺的编制、轧机调整。
2、变形理论（微张减工艺的基础）2、1基本变形理论——钢管张力减径变形的基本方程式2、1、1 推导所用的符号和定义S ——钢管壁厚D ——钢管外径F ——钢管横断面积F＝πS（D－S）ν——钢管壁厚系数ν＝S/DDm——钢管平均直径1Dm＝D－Sζr ——径向应力ζ e ——轴向应力ζt ——切向应力Φr ——径向对数变形Φr＝l nS/S0Φe ——轴向对数变形Φe＝l nL/L0＝ln F0/F＝lnµΦt ——切向对数变形Φt＝l n(D－S)/(D0－S0)2、1、2 基本出发点1）三向的应力—应变关系——圣维南塑性应力应变理论(ζr－ζm):(ζe－ζm):(ζt－ζm)＝Φr:Φe:Φt 式中：ζm为平均应力ζm＝(ζr＋ζe＋ζt)/32）屈服条件——最大切应力理论ηma x＝(ζ1-ζ3)/2＝Kf/2在钢管减径条件下，即为：ζe－ζt＝K fKf为材料的变形抗力，主要与材料的屈服极限ζs、变形温度、变形速度以及加工硬化等有关。
厚壁钢管张力减径过程的变形规律研究一、引言A. 研究背景B. 研究意义C. 研究目的与任务二、厚壁钢管张力减径过程的变形规律分析A. 厚壁钢管张力减径过程概述B. 变形规律分析1. 张力减径过程中金属材料的变形特性2. 变形时的应力状态3. 变形模式三、实验设计A. 实验设计的原则和方法B. 实验装置搭建C. 变形规律的参数获取方法四、实验结果与分析A. 实验数据处理与统计B. 应力-应变曲线分析C. 张力与减径率的关系分析五、结论与展望A. 结论总结B. 存在问题分析C. 研究展望备注：该提纲仅供参考，实际论文内容和章节可以根据具体情况进行调整。
一、引言A. 研究背景随着工业的发展，厚壁钢管的应用越来越广泛。
从中发现，在生产过程中，厚壁钢管的张力减径过程无论是在材料的力学性能还是成型效率上都有很大的挑战。
因此，对于厚壁钢管的张力减径过程进行变形规律的研究将有助于其生产效率和成形质量的提高，同时也有利于实际工程应用。
B. 研究意义厚壁钢管是目前比较常用的结构材料，广泛应用于石油、天然气、水利、化工、船舶和建筑等领域。
在厚壁钢管的生产中，张力减径是一个重要的加工过程，它将直接影响到后续的成形效果和材料的机械性能。
因此，深入研究厚壁钢管张力减径过程中的变形规律，具有重要的理论意义和实际应用价值。
C. 研究目的与任务本研究的主要目的是深入探究厚壁钢管张力减径过程中的变形规律，进而提出相应的理论模型，并进行实验证实。
具体研究任务如下：1. 分析厚壁钢管张力减径的过程和机理。
2. 建立张力减径的数学模型，探究张力减径过程中的变形规律。
3. 对建立的模型进行实验验证和参数分析。
4. 提出针对厚壁钢管张力减径过程的改进措施。
二、厚壁钢管张力减径过程的变形规律分析A. 厚壁钢管张力减径过程概述厚壁钢管的张力减径是一种重要的加工过程，其主要过程包括张力作用、切削和压制。
通过在轴向施加拉力，从而使钢管产生轴向塑性变形，同时，在轴向切削中加压，使其产生径向塑性变形而减小其直径。
钢管张力减径工艺特点及设备选型力减径机是钢管生产系统中应用最广泛的设备之一。
文章介绍了张力减径工艺的发展和特点、设备分类和特点，并对设备选型进行了初步分析指出：张力减径机对提高整个穿孔、延伸机组的生产能力有决定性作用；单独传动及双电机集中传动（不包括单电机集中变速传动）是张力减径工艺两种极端表现方式，分组传动及混合传动是这两种方式的中间方式；外传动方式的优点使其具有很大的市场潜力；根据工艺选择合适的张力减径机可实现方案的最佳化，效益的最大化。
为国内钢厂钢管张力减径的选型提供了参考依据。
张力减径机专利自1932年出现后，由于其特有的工艺，在连轧管机组及其他方式生产无缝管的机组后，都广泛安设了张力减径机。
张力减径机成为了三步轧管法（穿孔、延伸、精轧）中不可或缺的设备。
针对机组不同的工艺要求，对张力减径机机型的选择就显得尤为重要。
本文将介绍张力减径工艺的特点、各类张力减径机的特征及设备选型。
张力减径工艺的发展最早的张力减径机为二辊式，但由于三辊式张力减径机在变形均匀及防止内外表面缺陷的产生上有许多明显优势，故在解决了三辊式轧辊驱动结构设计问题后，目前的张力减径机都采用三辊式布置形式。
张力减径机传动系统由单电机集中变速传动演变到每个机架单独调速传动，在单独传动上除直流电机单独传动外，又出现了液压差动调速（集中传动单独差动），针对这两种传动的特点又演变出了双电机集中变速传动，在双电机基础上又出现了分组传动系统（串联集中变速传动系统），即三电机、四电机和六电机集中变速传动。
为了改善张减后钢管质量及提高钢管成材率，在张力减径机组上又应用了各种过程控制系统，如：切头尾控制（CEC）、平均壁厚控制（WTCA）、局部壁厚控制（WTCL）、管长控制、剪切长度最佳化控制等[1]。
由不可调机架发展到成品机架用可调机架，增加了产品的生产灵活性，并且对产品的尺寸精度有了更好的控制。
定径机+张力减径机的工艺布置对提高延伸机组的生产能力，简化其生产管理具有积极的作用。
张力减径研究理论则是由按均匀变形的传统方法发展为利用计算机把张力减径按非均匀变形来计算的现代方法。
张力减径工艺特点张力减径的优点张力减径工艺的主要特点是：荒管在连续的多机架（二辊或三辊）上按连轧的原则进行无芯棒轧制，采用适当的孔型系列使荒管外径减缩，通过设定各机架的轧辊转速，以获得预定的壁厚变化。
只需采用很少规格的荒管，便能生产出不同规格的成品钢管，简化了穿孔机组及延伸机组的生产管理，大大减少了穿孔机组及延伸机组所需工具的数量，充分提高了整个机组的生产能力。
张力减径还具有与连轧机组同样的高生产率、高自动化及高质量的优点，并且具有能生产多品种的独特优点。
目前，张力减径总减径率可达85%以上，单机架减径率可达7%，总减壁量可达38%，机架数多达32架，可进行张力减径的钢管其径壁比范围为3.3~56，机组出口成品管外径17.2~244.5 mm，入口荒管外径60~255 mm，入口温度900~1000℃。
对减径荒管施加张力后，钢管变形有利于金属纵向流动，减小径向金属的流动量，故张力减径可减少钢管横向壁厚不均，通过调节各机架的轧辊转速，可实现钢管的增壁、等壁、减壁。
张力减径还可改变荒管和轧辊的滑动条件，减轻摩擦力沿孔型宽度上分布不均的状况，最终减小壁厚变化不均，并且可以使钢管内孔不规则现象得以消除[2]。
张力减径另一个特点是生产灵活，变更成品钢管的规格，其设备、电控方面所需的变动很少，生产调整时间较短。
张力减径的缺点及解决方法在张力减径过程中，由于荒管的两端不承受张力或承受张力较小，并且减径量很大，所以此部分的增壁很多，内孔的形状更不规则，因此在张力减径后要将钢管的两端切去相当长的一段，增加了切头尾损失，降低了钢管成材率。
目前张力减径机组可配有切头控制系统（CEC）、平均壁厚控制（WTCA）、局部壁厚控制（WTCL）、管长控制来提高钢管成材率。
此外张力减径机孔型选配不当会造成钢管出现“内六方”现象，需要根据荒管径壁比来选取适当的孔型系列，以避免钢管出现“内六方”现象。
张力减径的设备类型张力减径的设备类型按机架内轧辊数可分为：二辊式，三辊式，四辊式。
经过生产实践证实三辊式张力减径机具有很多明显优势，故目前的张力减径机基本是三辊式，本文只介绍三辊式张力减径机的设备类型。
张力减径的设备类型按机架传动方式分为：单独传动，集中传动，分组集中传动（串联集中变速传动系统），混和传动。
此外还有液压差动系统（集中传动单独差动），但此传动系统中的液压系统比较复杂，其中的伺服马达制造精度高，维修困难，机组的运行效率较低，因而并未得到推广，并且集中传动中的单电机集中变速传动已属落后方式[3]，故本文不再叙述。
按传动系统分类介绍◇单独传动系统（直流单独传动）代表机组：宝钢140机组后的28机架张力减径机（可生产300多种规格）。
张力减径机每个机架有直流主电机，各自配有独立的直流调压供电装置，功率和调速范围大。
其优点有：从工艺角度来看，单独传动系统对张力的调节最好，对成品钢管规格最大化是最有利的，对实现诸多过程控制提高钢管成材率及产品质量是最有利的；轧辊调速灵活、快速，调速精度很高，机组生产组织灵活；轧机传动结构被大大简化，使传动的可靠性提高；轧辊转速能迅速可靠改变，对实现切头尾损失控制（CEC）变得容易。
单独传动的缺点是：单独传动的电机总功率远大于其他传动方式，电气设备数量多且复杂，维修较困难，投资较大；由单机架承受冲击负荷，导致此机架电机转速出现明显下降，从而会增加管端增厚的长度；由于在轧制管子前后段的过程中载荷的变化，机架间轧辊的速比产生变化，导致张力的稳定性受到影响，故管子前、后段容易出现壁增厚现象。
◇集中传动系统（双电机集中变速传动）代表机组：天津无缝ф100mm三辊机组后的24机架张力减径机，常钢ф102mm CPE机组后的22机架张力减径机，诚德ф125mm高频焊管机组后的24机架张力减径机，无锡西姆莱斯ф96mm机组后的18机架张力减径机。
张力减径机由两台电机传动，主传动电机可以是直流电机或交流电机，叠加传动电机是直流电机。
主传动电机通过一组齿轮系列配以基本速比分到各机架轧辊上，形成基本速度；叠加传动电机由另一组齿轮系列按附加速度要求的速比关系分到各机架轧辊上，形成附加速度，并使附加速度在一定范围内无级可调。
此传动系统的优点是：机架间的速度关系由齿轮刚性连接，故冲击负荷引起的速度改变由整个系统承受，此传动方式的刚性最好，有利于减少切头尾损失；电气设备较少，维修简单，投资较少；机组总功率较少。
其缺点是：机架间的速比关系不可自由选配，使成品钢管规格范围受到较大影响；机架间张力调整不灵活，对实现切头尾损失控制（CEC）、平均壁厚控制（WTCA）及局部壁厚控制（WTCL）较困难。
◇分组集中传动系统（串联式集中变速传动）四电机代表机组：衡阳ф89mm连轧管机组后的24机架张力减径机（曼乃斯曼），北满特钢ф114mm机组的20机架张力减径机（曼乃斯曼）。
六电机代表机组：天津钢管（集团）公司ф168mmPQF机组后的24机架张力减径机（曼乃斯曼）。
三电机集中变速传动系统是附加传动的齿轮分开成两部分，每部分配以一个叠加电机，主传动电机给轧辊以基本速度，另外两个叠加电机对各自部分的轧辊以附加速度，当钢管在不同的轧制过程（稳定过程及过渡过程），通过调节各部分附加速度以实现不同的张力要求，来实现切头尾损失控制（CEC）、平均壁厚控制（WTCA）及均不壁厚控制（WTCL）。
四电机集中变速传动相当于将两套双电机集中变速传动系统串联合并。
这两个传动组相互机械独立，当钢管在稳定轧制过程中，两组内的轧辊的基本速度相同，附加速度则精确协调运行；当轧制钢管前、后段（过渡过程）要求实现CEC、WTCA及WTCL 时，两个传动组采用不同的速度制度。
六电机集中变速传动则是3组双电机集中变速传动系统串联合并，此传动方式更便于实现CEC、WTCA、WTCL等在线过程自动化和离线管理自动化。
◇混合传动系统代表机组：包钢ф180mm少机架限动芯棒连轧管机组后的24机架张力减径机（意大利因西公司）。
张力减径机传动系统由两个相互独立的传动机构组成，入口侧的一组机架采用双电机集中变速传动系统，出口侧的一组机架采用直流电机单独传动系统。
入口侧双电机集中变速传动的刚性好，可简单有效控制管端壁增厚，有利于减少切头损失。
出口侧电气单独传动系统则能单独调速，可精确控制张力，实施CEC、WTCA及WTCL的过程自动化，减少张减机切头尾损失及提高产品质量。
◇各种传动系统的比较各种传动系统的比较详见表1。
§按设备结构分类介绍§◇按机架内轧辊的驱动方式分为：外传动和内传动外传动的特点是轧辊从机架外部单个传动，机架内只装三套轧辊和轧辊轴承，机架结构简单，但主机座结构复杂，重量比内传动的主机座重10%左右。
外传动的优点是：有利于缩小机架间距和提高机架强度，较窄的机架间距能显著减少切头尾损失，提高钢管的成材率；外传动方式更换机架简单、快捷，维护也较简单；对张力减径机而言，备用机架数量多，采用外传动方式，其备用机架制造及装配简单，装备精度高，可大大降低尤其是生产品种规格多的机组的后续费用。
内传动的特点是机架内比外传动多出了两对螺旋伞齿轮，但主机座结构简单、紧凑。
投资比外传动方式少。
◇按主机座结构形式分为：框架式机座和C形机座框架式机座是把上下左右四个焊件机座用高强度螺栓紧固在一起，具有结构紧凑、安装维修简单、重量轻的特点，投资较小。
C形机座是一个焊接整体结构件，具有加工精度高、加工难度大、安装调试方便、刚性好的特点，但是整体重量比框架式机座重25%左右，投资较大[4]。
选择合适的张力减径机以满足工艺要求是设备选型中至关重要的环节。
分组集中传动及混合传动在性能综合指标上具有一定优势，但是这两项技术为外国专利技术，目前国内使用制造上还有一定困难。
单独传动系统适合于有需要产品规格范围大、产品规格多的工艺要求的机组。
有文献指出，对于小型钢管机组，由于机架间距小，采用单独传动，其机械布置十分困难的问题，并且小直径钢管的张减工艺相对成熟，轧制品种相对标准化，故采用双电机集中布置为宜。
内传动方式的张力减径机适用于受力状况好、切头尾损失小的工况。
外传动方式的张力减径机适用于受力不均、切头尾损失大的工况，虽然一次投资比内传动方式多，但是能节省较大的后续备用机架的费用，后期的维护也相对方便。
机架刚性及钢管成材率比内传动方式有明显优势。
C形机座刚性好，虽然投资较框架式机座大，但是其综合性能还是有一定优势。
从工艺角度看，可调式机架对减少轧辊磨损，提高轧辊寿命，扩大产品范围有显著作用，但是属于国外专利技术，目前笔者仅见宝钢140机组后的28机架张力减径机采用此技术的报道。
