管道切割机中往往被忽略的零件检测也很重要

用于管道带水压切割和带气切割的管道机械冷切割设备，在实际的管道切割作业中，如果出现切割刀片及坡口刀片容易磨损、管道切割过程中容易被夹刀、主轴切割呈规则性斜线的情况，往往会猜测刀片质量问题及管道材质过硬所致。在最近定期检修的二代液压切管机在保养工作中发现，内部的弹簧由于使用时间过长，切割作业较多的情况下，弹簧已严重发生弹性形变并且弹簧底座出现了相应的磨损。客户也曾发现过刀片磨损有所增加，但并未察觉。

在这种工况下的管道切割机在进行管道切割时，由于弹簧发生了弹性形变，失去了原有的弹力和弹性，其所施加涡轮及涡杆的力损失后，动力有所下降。并伴随着动力下降，造成了切削力量的减小和切削方向的轻微改变。因此，会造成管道切割机的切割轨迹稍有偏斜、切割过程中夹刀现象的出现。

管道切割机所用的弹簧属于压缩弹簧。压缩弹簧在制造时，绕成分开的螺旋圈，使各圈有间隙（节距），以便受力收缩，保持有向两端伸张的张力。受最大负荷时，不能被完全压缩，必须在有效圈数间保留间隙，以免摩擦或其他物质嵌入，引起疲劳破坏。在实际的管道切割作业中，由于管道材质较硬，或者在夹刀的情况下，弹簧会被压缩至最小，会造成有效圈数间的间隙变小，引起弹性形变，造成弹簧力度减小。

弹簧自由长度应等于弹簧之实长加上间隙，再加变形量。压缩弹簧为增加接触面，接触面在初级加工时给予磨平，以获取60~80%有效接触面。压缩弹簧的端部形状有多种：两端坐圈和两端磨平等。压缩弹簧的变体弹簧有直筒型、锥形压缩、凸腰形，乃至各种尾端的变体，均可依设计成型。自爬式液压切管机所用弹簧即为直筒型，两端为磨平形式。

自爬式液压切管机使用的弹簧是一种利用弹性来工作的机械零件。用弹性材料制成的零件在外力作用下发生形变，除去外力后又恢复原状。《先锋管道设备组装检测规程》中规定，一般自爬式液压切管机所用弹簧钢加工而成，最常用的钢材是65Mn，热处理形式为淬火加回火定形。弹簧成型工艺是使用冷成形工艺一次性自动化完成。

弹簧的主要功能：

1.控制机械的运动，如自爬式液压切管机离合器中的控制弹簧等。

2.吸收振动和冲击能量。

3.储存及输出能量作为动力。

4.用作测力元件，如测力器、弹簧秤中的弹簧等。

显然，自爬式液压机的弹簧使用是利用了弹簧的以上两点用途。

弹簧的载荷与变形之比称为弹簧刚度，刚度越大，则弹簧越硬。那么依据胡克定律所能计算弹簧的压力或拉力时，用以下公式：

F=-k·x或△F=-k·Δx

弹性定律是胡克最重要的发现之一，也是力学最重要基本定律之一。在现代，仍然是物理学的重要基本理论。胡克的弹性定律指出：弹簧在发生弹性形变时，弹簧的弹力Ff和弹簧的伸长量（或压缩量）x成正比。重要条件是在弹簧的弹性限度内可用以上公式计算。

其中k是常数，是物体的劲度（倔强）系数。在国际单位制中，F的单位是牛，x的单位是米，它是形变量（弹性形变），k的单位是牛/米。劲度系数在数值上等于弹簧伸长（或缩短）单位长度时的弹力。负号表示弹簧所产生的弹力与其伸长（或压缩）的方向相反。

倔强系数：k

（N/mm）

其中：

G=线材的刚性模数，单位N/mm^2（即切变模量）：碳素弹簧钢丝（如65Mn）以及常用弹簧钢丝79000 ；不锈钢丝71000 ，硅青铜线G=41000 【其他详见机械设计手册（第五版）第三卷P11-10】

因此，自爬式液压切管机的弹簧也是需要在年度检测时重要一项，用弹簧检测设备来测量弹簧的位力是否改变或弹簧发生了形变，从而影响了切管机的管道切割效率，以致于造成切管机出现文章开始时所出现的现象发生。发现弹簧失效，就应当依据《先锋管道设备检测规范》中规定的方法更换合格的弹簧。