管道切割機(jī)中往往被忽略的零件檢測(cè)也很重要

用于管道帶水壓切割和帶氣切割的管道機(jī)械冷切割設(shè)備，在實(shí)際的管道切割作業(yè)中，如果出現(xiàn)切割刀片及坡口刀片容易磨損、管道切割過程中容易被夾刀、主軸切割呈規(guī)則性斜線的情況，往往會(huì)猜測(cè)刀片質(zhì)量問題及管道材質(zhì)過硬所致。在最近定期檢修的二代液壓切管機(jī)在保養(yǎng)工作中發(fā)現(xiàn)，內(nèi)部的彈簧由于使用時(shí)間過長(zhǎng)，切割作業(yè)較多的情況下，彈簧已嚴(yán)重發(fā)生彈性形變并且彈簧底座出現(xiàn)了相應(yīng)的磨損?？蛻粢苍l(fā)現(xiàn)過刀片磨損有所增加，但并未察覺。

在這種工況下的管道切割機(jī)在進(jìn)行管道切割時(shí)，由于彈簧發(fā)生了彈性形變，失去了原有的彈力和彈性，其所施加渦輪及渦桿的力損失后，動(dòng)力有所下降。并伴隨著動(dòng)力下降，造成了切削力量的減小和切削方向的輕微改變。因此，會(huì)造成管道切割機(jī)的切割軌跡稍有偏斜、切割過程中夾刀現(xiàn)象的出現(xiàn)。

管道切割機(jī)所用的彈簧屬于壓縮彈簧。壓縮彈簧在制造時(shí)，繞成分開的螺旋圈，使各圈有間隙（節(jié)距），以便受力收縮，保持有向兩端伸張的張力。受最大負(fù)荷時(shí)，不能被完全壓縮，必須在有效圈數(shù)間保留間隙，以免摩擦或其他物質(zhì)嵌入，引起疲勞破壞。在實(shí)際的管道切割作業(yè)中，由于管道材質(zhì)較硬，或者在夾刀的情況下，彈簧會(huì)被壓縮至最小，會(huì)造成有效圈數(shù)間的間隙變小，引起彈性形變，造成彈簧力度減小。

彈簧自由長(zhǎng)度應(yīng)等于彈簧之實(shí)長(zhǎng)加上間隙，再加變形量。壓縮彈簧為增加接觸面，接觸面在初級(jí)加工時(shí)給予磨平，以獲取60~80%有效接觸面。壓縮彈簧的端部形狀有多種：兩端坐圈和兩端磨平等。壓縮彈簧的變體彈簧有直筒型、錐形壓縮、凸腰形，乃至各種尾端的變體，均可依設(shè)計(jì)成型。自爬式液壓切管機(jī)所用彈簧即為直筒型，兩端為磨平形式。

自爬式液壓切管機(jī)使用的彈簧是一種利用彈性來工作的機(jī)械零件。用彈性材料制成的零件在外力作用下發(fā)生形變，除去外力后又恢復(fù)原狀?！断蠕h管道設(shè)備組裝檢測(cè)規(guī)程》中規(guī)定，一般自爬式液壓切管機(jī)所用彈簧鋼加工而成，最常用的鋼材是65Mn，熱處理形式為淬火加回火定形。彈簧成型工藝是使用冷成形工藝一次性自動(dòng)化完成。

彈簧的主要功能：

1.控制機(jī)械的運(yùn)動(dòng)，如自爬式液壓切管機(jī)離合器中的控制彈簧等。

2.吸收振動(dòng)和沖擊能量。

3.儲(chǔ)存及輸出能量作為動(dòng)力。

4.用作測(cè)力元件，如測(cè)力器、彈簧秤中的彈簧等。

顯然，自爬式液壓機(jī)的彈簧使用是利用了彈簧的以上兩點(diǎn)用途。

彈簧的載荷與變形之比稱為彈簧剛度，剛度越大，則彈簧越硬。那么依據(jù)胡克定律所能計(jì)算彈簧的壓力或拉力時(shí)，用以下公式：

F=-k·x或△F=-k·Δx

彈性定律是胡克最重要的發(fā)現(xiàn)之一，也是力學(xué)最重要基本定律之一。在現(xiàn)代，仍然是物理學(xué)的重要基本理論。胡克的彈性定律指出：彈簧在發(fā)生彈性形變時(shí)，彈簧的彈力Ff和彈簧的伸長(zhǎng)量（或壓縮量）x成正比。重要條件是在彈簧的彈性限度內(nèi)可用以上公式計(jì)算。

其中k是常數(shù)，是物體的勁度（倔強(qiáng)）系數(shù)。在國(guó)際單位制中，F的單位是牛，x的單位是米，它是形變量（彈性形變），k的單位是牛/米。勁度系數(shù)在數(shù)值上等于彈簧伸長(zhǎng)（或縮短）單位長(zhǎng)度時(shí)的彈力。負(fù)號(hào)表示彈簧所產(chǎn)生的彈力與其伸長(zhǎng)（或壓縮）的方向相反。

倔強(qiáng)系數(shù)：k

（N/mm）

其中：

G=線材的剛性模數(shù)，單位N/mm^2（即切變模量）：碳素彈簧鋼絲（如65Mn）以及常用彈簧鋼絲79000 ；不銹鋼絲71000 ，硅青銅線G=41000 【其他詳見機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第五版）第三卷P11-10】

因此，自爬式液壓切管機(jī)的彈簧也是需要在年度檢測(cè)時(shí)重要一項(xiàng)，用彈簧檢測(cè)設(shè)備來測(cè)量彈簧的位力是否改變或彈簧發(fā)生了形變，從而影響了切管機(jī)的管道切割效率，以致于造成切管機(jī)出現(xiàn)文章開始時(shí)所出現(xiàn)的現(xiàn)象發(fā)生。發(fā)現(xiàn)彈簧失效，就應(yīng)當(dāng)依據(jù)《先鋒管道設(shè)備檢測(cè)規(guī)范》中規(guī)定的方法更換合格的彈簧。