管道切割机主轴作用及选料方法

管道切割机是指对管道进行定点或管段实施切割作业的工具。管道切割所用的设备有很多种，可以分为：手动切管机、半自动切管机、全自动切管机等；按使用类型可分为：电动切管机和液压切管机；按使用场地可分为：普通切管机和防爆切管机。

由于防爆切管机切割范围较广DN200-DN4000（4米），对管材也无特殊要求，可以切割球墨铸铁、钢管、不锈钢管及美标X系列合金管道等。其使用液压驱动，既可以在燃气、石油等易燃易爆场合，也可在水中切割，不仅能将管材平滑地切断，还可以在切割的同时进行管道的坡口的坡口打磨。

为什么它能够胜任这么多管材的切割任务呢？这与它有着强有力的液压系统与较强的主轴驱动切割能力有关。下面就防爆切管机在实际切割作业中的问题进行分析：

通过实际的管道切割测试及现场工程施工分析，切管机铣刀在切割管道时引起管道切割变形的原因主要有：

1.切削力导致变形

在切管机对管道进行切削过程中，产生的切削力可以分解为轴向切削力PX、径向切削力PY及切向切削力PZ。不同的切削力对切管机切割管道时产生弯曲变形的影响是不同的。因此，在进行管道切割时，链条的紧固程度直接影响管道切割质量。

1.1径向切削力PY的影响

切管机铣刀片的径向切削力是垂直作用在管道中轴线水平平面内的，由于管道被切削后的刚性变差，径向力将会把管道切断部分向相反的方向分离，再加上重力的作用，使被切割管道在水平面内发生弯曲变形。

1.2轴向切削力PX的影响

切管机的轴向切削力是以链条为参照，平行作用在管道中轴线方向上的，它在管道进行切割时，会自然地沿着管道壁形成一个弯矩。对于一般通径较小（DN1000以下）的管段内切割，切管机的轴向切削力对管道切割弯曲变形的影响并不大，可以忽略。但是由于直径较大（大于DN1000至DN4000）的管道在进行切割作业时，刚性变差，切割作业越到后期，管道的稳定性也较差。因此，在进行大管径切割作业时，应当使用吊装机械或稳固平台来稳定管道，以防止其在进行切割作业时位置相对变化，造成切割变形，无法回至切割起始点（重口率降低）。

2.防爆切管机主轴箱又称驱动切割箱，它的主要任务是将液压泵站经高压油管传递给液压马达提供动力，并由液压马达传来的旋转运动经过主轴箱的变速机构使主轴得到所需的正反两种转向的不同转速，同时主轴箱分出部分动力将运动传给驱动轴。在切管机的主轴箱中，主轴是切管机的关键零件。主轴在轴承上运转的平稳性直接影响管道切割的加工质量，一旦主轴的旋转精度降低，则切管机的切割性能就会有所降低。

2.1防爆切管机主轴材料选择：

防爆切管机的主轴材料应当尽量选择锻造加工后的钢材，加工出的主轴钢性与韧性极好。也可以选择45号圆钢进行直接加工，但要预留加工余量。禁止使用铸造阀门和管件的材质加工切管机主轴，其主要存在气孔、缩松、夹渣等天然缺陷，致使主轴容易变形或断裂。其中气孔对主轴的影响较大。

2.2铸造材料中含有的气孔是存在于铸件表面或内部的孔洞，呈圆形、椭圆形或不规则形，有时多个气孔组成一个气团，皮下一般呈梨形。明孔外观检查就能发现，皮下气孔经机械加工后才能发现，发现后只能报废工件，但却浪费了许多成本。

气孔形成的原因有很多，比如：模具预热温度太低，液体金属经过浇注系统时冷却太快、模具排气设计不良，气体不能通畅排出、涂料不好，本身排气性不佳，甚至本身挥发或分解出气体。

如果主轴使用铸造材质，所形成的气孔会对主轴质量产生影响：

a.破坏金属连续性

b.较少承载有效面积

c.气孔附近易引起应力集中，机械性能下降弥散孔，气密性下降。

因此，防爆切管机的主轴材料选择很重要，其强度和韧性直接影响切管机的性能和切割效果。在每次进行管道切割作业后，打开切管机前机盖查看切管机主轴磨损情况，并定期进行维护和保养工作。