数控相贯线切割机

引言 
　　相贯线是海洋石油工程钢结构中管与管以及管与板相连的主要结构形式，它切割质量的好坏对导管架和组块焊接强度具有重大作用，所以在加工时必须保证相贯线切割的精度，以免在焊接时出现质量问题。相贯线切割传统的做法均是手工完成，具体的施工流程是：对相贯线轨迹放样——制作模板——工件划线——手工切割——对样打磨，如此繁琐的加工方法，不仅生产效率低，劳动强度大，而且产品质量差，无法保证工件相贯后均匀的焊缝。为了解决以上高耗低产的问题，就需要运用数控相贯线切割机来最终提高产量和质量，同时也要随着海洋石油钢结构的发展进行必要的改进。 
　　目前，用于相贯线切割的设备主要是金凤XMG型系列切割机、可旋转管端自动切割机。本文针对这两台设备分别从结构、能力、优缺点这4个方面进行介绍，以高效地进行设备资源的配置，提高生产的效率。1 两种数控相贯线切割机特点 
　　1.1 金凤XMG型数控相贯线切割机 
　　金凤XMG型系列数控切割机主要是用于切割各种低碳钢、不锈钢等管材，其效率高、精度高、自动化水平也很高。 
　　1.1.1 结构 
　　由移动机架、动力旋转头和切割头等组成。通过移动机架使得运行导轨与托架导轨保持平衡，进而调高了机器的切割精度。动力旋转头通过卡盘带动工件的上下、正反旋转，切割头则用于切割管材，它可以轴向和径向的偏摆。通过系统控制以上运动轴的联动，来最终实现钢管相贯线的切割。 
　　1.1.2 切割能力 
　　1.1.3 优缺点 
　　金凤切割机不仅生产效率高、劳动强度低，而且切割精度高，切割后的杆件口型准确，质量较高，减少了相贯线坡口的打磨修复工作。通过控制台的数控系统，装在机器上的割炬按照输入的切割参数进行平面几何运动，只需要调整割炬的高度、火焰的大小及机器的行走速度来实现钢管的连续切割。 
　　管径大于Φ406mm的钢管一般是卷制管，必然会存在纵向焊缝。而金凤切割机在切割过程中钢管是始终处在滚轮上面的，滚轮在径向转动过程中会带动钢管旋转，必然会导致纵缝和滚轮最高点接触，也就自然而然将管子抬高，导致切割相贯线时会出现豁口，当纵焊缝旋转到另一端与另一侧也同样出现此类问题。 
　　1.2 可旋转管端切割机 
　　1.2.1 结构 
　　此台设备系统共由2台相贯线切割机、3个电动移动管子支撑定位车、2个移动节料车、宽窄两副钢轨组成（如图1）。  
　　1.2.2 切割能力 
　　1.2.3 优缺点 
　　首先它采用管子固定在支撑定位台车上而设备旋转的切割方式，可以克服一般相贯线切割机对管子不直（也即直线度）引起的在切割过程中的摆动补偿不理想问题。其次，在切割时管子始终固定在台车上，切割机采用回转臂的形式，机头绕被切管旋转运动，因而对管子重量和长度无限制，可以满足建造中遇到的超长、超重、大管径管子的切割需求。但是，在切割过程中会存在一台设备在切割，而另外一台处于闲置状态，造成了设备资源的浪费。 
　　2 数控相贯线切割机在海洋石油钢结构工程中的应用 
　　在海洋石油钢结构导管架和组块总装之前都要进行导管、拉筋马鞍口的切割，为了能够更好的利用三台设备和保证切割质量，根据各自的切割能力，有必要进行切割任务的分配。在荔湾3-1项目和丽水36-1项目中，以上2台切割机都发挥了巨大的作用。  
　　通过以上表格分析可以看出，针对每个项目的不同，可以根据预先统计出来的规格进行这两台设备的切割分配，管径Φ≤406mm的管子采用金凤XMG型切割机，Φ≥406mm以上的管子采用行健切割机。如此一来既能保证切割的高效率，也能保证切割的质量，同时更在一定程度上避免了返修，节约了成本，提高了设备的利用率。 
　　3 两台数控相贯线切割机的改进 
　　3.1 金凤XMG型数控相贯线切割机的改进 
　　管径Φ≥406mm的钢管存在纵向焊缝，在切割时，为了解决纵向焊缝和滚轮接触造成管子升高的难题，可以采用胶轮代替滚轮的措施，这样靠管子自身的重量削减了抬起的高度，进而降低了切割的误差。此种情况也满足了较大管径的钢管相贯线切割，不仅仅局限于Φ406mm以内的无缝钢管，扩大了其使用范围。  
　　切割机本身也受到管子长度的限制，这样可以通过增加轴向运动装置或采取扩展移动机架轨道长度，来解决切割盲区问题。 
　　3.2 可旋转管端切割机的改进 
　　和金凤XMG型数控相贯线切割机相比，可旋转管端自动切割机无论是切割能力还是切割质量都大幅度得到了提高，但是在实际运行中存在设备的利用率低现象。为了解决此问题，可以通过增加相应的转胎来提供支撑功能，这样就保证了一台切割设备对应两个支撑，在切割时互不影响，能同时进行不同杆件的切割工作，极大的提高了设备的利用率。 
　　4 结语 
　　随着海洋石油钢结构整体趋向于大型化，对建造质量和技术都提出了更高的要求，相贯线切割的质量和技术都有待进一步提高。在以上2台设备的实际应用中，采取必要的措施进行阶段性的改进，必将产生巨大的经济效益，在一定程度上实现降本增效的目的。