帶壓開孔的機座與滑動軸承原理

帶壓開孔設(shè)備的機座是帶壓開孔設(shè)備的基礎(chǔ)部件，機器的零部件安裝在機座上進行管道帶壓開孔作業(yè)。因此，帶壓開孔機座既要起到帶壓開孔刀及中心鉆以及鉆軸的支承作用，承受這些零部件的重量，又要起到設(shè)備的基準(zhǔn)作用，保證部件之間的相對位置。因此，帶壓開孔機座是保障其它零配件在作業(yè)時的基本狀態(tài)保持有序的分工作用。

帶壓開孔機座設(shè)計時，要注意帶壓開孔機座的尺寸和位置精度對設(shè)備進行帶壓開孔作業(yè)時產(chǎn)生整體性的影響，必須合理選擇機座的各項精度。既然提到機座的承重，因此機座還要有足夠的剛度。通常機座是以剛度作為主要設(shè)計準(zhǔn)則，故其截面形狀和尺寸主要由剛度條件決定。一般情況下，機座達(dá)到剛度要求，其強度也是足夠的。對于承受重載、沖擊及變載荷的設(shè)備，那么機座則以強度為設(shè)計準(zhǔn)則。

對于大于DN1000mm以上的帶壓開孔大型機座的結(jié)構(gòu)不僅要滿足以上承重和剛度的要求，還要考慮其底座的加工、操作及搬運裝吊以及增加剛性等特殊工藝要求。

帶壓開孔機底座的截面形狀選擇主要考慮為保證機座的剛度和強度，減輕重量和節(jié)約材料，必須根據(jù)受力情況，選擇經(jīng)濟合理的截面形狀。

當(dāng)帶壓開孔機的底座受彎、扭等力的作用時，底座的強度和剛度不僅和截面積有關(guān)，而且還與截面的形狀（截面抗彎、抗扭慣性矩）有關(guān)。

帶壓開孔機底座的截面積相等而截面形狀不同的等截面梁的抗彎和抗扭慣性矩的相對值。一般來說，空心結(jié)構(gòu)的剛度比實心結(jié)構(gòu)的剛度大；封閉圓形截面的抗扭剛度好，而封閉方形截面的抗彎和抗扭都較好；加大橫截面輪廓尺寸和減小壁厚時，可提高剛度。

隔板與加強筋具有封閉空心截面機座的剛度較好，但為了鑄造清砂及其內(nèi)部零部件的裝配和調(diào)整，必須在機座壁上開“窗口”，其結(jié)果使機座整體剛度大大降低。若單靠增加壁厚提高剛度，勢必使機座笨重且浪費材料，在帶壓開孔機最早的設(shè)計中通常用增加隔板和加強筋的辦法來提高剛度。

如使用鑄造普通閥門的材料來鑄造帶壓開孔底座，其安全性無法得到保障。因此，為解決帶壓開孔機的抗彎及強度以及輕量化技術(shù)，鑒于目前由于我國冶金技術(shù)的發(fā)展，各種鋼材整體材料的突破以及機加工設(shè)備及技術(shù)突飛猛進，帶壓開孔機底座的制造已經(jīng)完全放棄了鑄造的方法制造，改為鍛鑄一體、高純度鋼坯或合金鋼坯直接進行機加工的方式進行。

也有許多前期采用分部加工與焊接工藝，最后車床細(xì)加工等方法，有效地改變了帶壓開孔機底座由于鑄造而形成的氣孔、縮松、夾渣等缺陷。比較復(fù)雜的承重部件使用五軸聯(lián)動數(shù)控機床進行個性化加工，有效地解決了小批量的個性化生產(chǎn)問題。

帶壓開孔機底座及承壓部件的生產(chǎn)重要在于選材和加工方法上有所區(qū)別。在承壓部件上用料足，制造先進，加工細(xì)致對于帶壓開孔安全施工有著重要的影響。尤其是帶壓開孔底座還要起到滑動軸承的底座設(shè)計部分，因此用料更加不能馬虎。

依據(jù)流體動壓潤滑理論的基本方程（雷諾方程）的原理可知，徑向滑動軸承的軸勁與軸承之間必須要留有空隙。當(dāng)軸頸靜止時，軸頸處于軸承的最低位置，并與軸瓦接觸。此時，兩表面間自然形成一種收斂的楔形空間。

當(dāng)軸頸開始轉(zhuǎn)動時，速底極低約等零時，帶壓開孔機鉆桿與軸承間隙中的油量較少，這時軸瓦對軸頸摩擦力的方向與軸頸表面圓周速度方向相反，迫使軸頸在摩擦力的作用下會沿著孔壁向右爬升。

在此期間，底座軸瓦內(nèi)油量最小，鉆桿軸轉(zhuǎn)動時因缺油會產(chǎn)生摩擦，雖然在轉(zhuǎn)速大于20左右的時候，潤滑油補充上，但在0-20期間，軸與底座的油量最小，磨損自然增加。每一個工作周期至少有兩次這樣的現(xiàn)象發(fā)生（啟動與停止）。如果帶壓開孔機底座使用有氣孔或縮松的鑄造件制造，不僅底座自身的磨損會增大（后期磨損量呈指數(shù)級增長），同樣會對鉆桿軸也產(chǎn)生復(fù)加的磨損，這種磨損對于鉆桿軸來說是非正常磨損。