三輥限動芯棒連續軋管機PQF(Premium Quality Finishing)是意大利 INNSE公司為克服二輥連續軋管機的固有局限性而研制開發的。如圖4-6所示，PQF軋管機由4~7架三輥可調式機架組成，采用限動芯棒方式操作，其中ф168mm PQF機組由于采用了獨特的芯棒運行方式，使其軋制節奏達到24s/支。代表性機組為我國天津不銹鋼管廠的ф168mm機組。
從軋(ya)(ya)鋼(gang)工藝上講三(san)輥連(lian)續(xu)軋(ya)(ya)管機比二輥連(lian)續(xu)軋(ya)(ya)管機有明顯(xian)的(de)優點，但多了(le)一(yi)(yi)個軋(ya)(ya)輥使得(de)軋(ya)(ya)機結構(gou)有了(le)明顯(xian)的(de)差異，用什么樣(yang)的(de)結構(gou)形式才(cai)能滿足新機型的(de)要求，使其發揮優勢(shi)，實(shi)現(xian)高效生產，達到理想的(de)效果，一(yi)(yi)直是(shi)人(ren)們探索的(de)目標，多年來全世(shi)(shi)界一(yi)(yi)直沒有哪家(jia)企業(ye)開發采用這項(xiang)技術。進入21世(shi)(shi)紀，天(tian)(tian)津不銹鋼(gang)管廠和米爾(er)／因西(xi)公(gong)司(si)共同成功(gong)開發了(le)Φ168mm PQF限動芯棒連(lian)續(xu)軋(ya)(ya)管機，于(yu)2003年8月在天(tian)(tian)津不銹鋼(gang)管廠建成投產，并在當年12月就達到了(le)設(she)計(ji)產量。PQF一(yi)(yi)經(jing)問世(shi)(shi)，就引起了(le)國內外同行的(de)高度(du)重(zhong)視，現(xian)對其工藝、結構(gou)和傳動等特點作(zuo)一(yi)(yi)簡要介紹。
一、工藝特點
三輥連續軋管機簡稱PQF,是由因西公司開發推出的。軋管時芯棒是限動的、速度是可控的，芯棒的速度應高于第一架的咬入速度，屬于限動芯棒連續軋管機，每個機架由三個軋輥組成孔型，采用三輥設計的孔型比傳統的兩輥設計的孔型圓度好，且孔型的半徑差小，有利于軋件的均勻變形，也使軋輥的磨損均勻。軋槽底部和軋槽頂部之間的圓周速度差較小，從而能在穩定的條件下使軋制的金屬變形更加均勻，使所軋制的荒管徑壁比達到45以上。凸緣面積（不與軋輥或芯棒接觸的管子面積，也就是輥縫處壁厚／外徑的凸起面積，見圖4-2)有所減小，即流向凸緣的金屬量減少了，這一優點在軋制不受外端及其他機架約束的鋼管尾端時尤為重要。事實上鋼管尾端在三輥式軋管機上軋制時受控是由于凸緣面積較小（比二輥式的小30%左右）以及軋槽底部與軋槽頂部間的圓周速度差較小的緣故，因此可以避免或大大減少管端折疊和飛翅的形成。由于圓周壓應力較高，從而能在軋制時使輥縫處產生的縱向拉應力的危險性大大降低。孔型中芯棒的穩定性較高，PQF機組可以生產高強度（P110以上）特殊鋼級油井用管、高壓鍋爐管及13Cr、304L等不銹鋼管。POF最大的優勢是，由于三輥孔型的半徑差小于兩輥，軋件變形更加均勻、平穩，使產品的壁厚精度和表面質量高于MPM,軋制的荒管直徑越大，優勢越明顯。
二、結構特點
工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)架(jia)是由三個(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥組(zu)成一(yi)體相對(dui)獨立的(de)軋(ya)(ya)制(zhi)單元(yuan)。天(tian)津鋼管(guan)公司的(de)PQF連(lian)續軋(ya)(ya)管(guan)機(ji)(ji)由6個(ge)(ge)工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)架(jia)（包(bao)括第1架(jia)空減機(ji)(ji)架(jia)即VRS)組(zu)成。工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)架(jia)不承(cheng)受軋(ya)(ya)制(zhi)力(li)(li)，只承(cheng)受限(xian)動(dong)力(li)(li)。工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)架(jia)內的(de)三個(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥在壓(ya)下(xia)機(ji)(ji)構和(he)平衡裝置(zhi)的(de)控制(zhi)下(xia)構成一(yi)個(ge)(ge)孔型，并(bing)可對(dui)孔型進行調整。每個(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥（包(bao)括軸承(cheng)座(zuo)）安裝在一(yi)個(ge)(ge)杠(gang)桿臂上(shang)(shang)(shang)，杠(gang)桿臂通過銷軸安裝在工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)架(jia)上(shang)(shang)(shang)，孔型調整時杠(gang)桿以銷軸為支點擺(bai)動(dong)。每個(ge)(ge)軋(ya)(ya)輥軸承(cheng)座(zuo)的(de)兩(liang)側，工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)架(jia)上(shang)(shang)(shang)都(dou)有導向(xiang)滑(hua)板(ban)，用來保持軋(ya)(ya)輥調整時的(de)位置(zhi)，并(bing)承(cheng)受限(xian)動(dong)力(li)(li)。工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)架(jia)上(shang)(shang)(shang)有一(yi)套軋(ya)(ya)輥軸承(cheng)甘油潤滑(hua)管(guan)線系(xi)統和(he)一(yi)套軋(ya)(ya)輥冷卻水系(xi)統，由液(ye)壓(ya)缸操作(zuo)(zuo)的(de)快速接頭將這兩(liang)個(ge)(ge)系(xi)統連(lian)接到外管(guan)網上(shang)(shang)(shang)。PQF機(ji)(ji)架(jia)示意(yi)圖(tu)參見圖(tu)4-7。
承受軋(ya)(ya)(ya)制力(li)的(de)(de)是(shi)隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)，即(ji)安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)有(you)液壓(ya)壓(ya)下缸(gang)的(de)(de)高強度(du)、高剛度(du)的(de)(de)焊(han)接(jie)結(jie)構(gou)框(kuang)架(jia)(jia)(jia)，它起(qi)(qi)到了通(tong)常軋(ya)(ya)(ya)鋼機(ji)(ji)(ji)牌(pai)坊(fang)的(de)(de)作(zuo)(zuo)用(yong)，這個(ge)(ge)焊(han)接(jie)結(jie)構(gou)框(kuang)架(jia)(jia)(jia)就稱之為“隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)”，其示(shi)意圖參見圖4-8。PQF連(lian)續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)所有(you)的(de)(de)工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)和(he)芯(xin)(xin)棒(bang)支(zhi)撐架(jia)(jia)(jia)都安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)在(zai)(zai)隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)內，它們通(tong)過(guo)液壓(ya)缸(gang)從(cong)垂(chui)方向(xiang)(xiang)和(he)軋(ya)(ya)(ya)制線(xian)方向(xiang)(xiang)被(bei)固(gu)定(ding)在(zai)(zai)隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)內，與(yu)軋(ya)(ya)(ya)制線(xian)相吻合(he)。PQF的(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)制力(li)和(he)限(xian)動力(li)都是(shi)由隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)來承受的(de)(de)。隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)內有(you)用(yong)于(yu)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)、拆卸工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)和(he)芯(xin)(xin)棒(bang)支(zhi)撐架(jia)(jia)(jia)的(de)(de)軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)，軌(gui)道(dao)(dao)(dao)(dao)保(bao)證換輥時(shi)工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)和(he)芯(xin)(xin)棒(bang)支(zhi)撐架(jia)(jia)(jia)達(da)到正確的(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)。隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)出(chu)口有(you)一個(ge)(ge)鎖(suo)緊門，用(yong)隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)上的(de)(de)液壓(ya)缸(gang)沿軋(ya)(ya)(ya)制線(xian)方向(xiang)(xiang)將(jiang)工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)和(he)芯(xin)(xin)棒(bang)支(zhi)撐架(jia)(jia)(jia)固(gu)定(ding)在(zai)(zai)隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)內，換輥時(shi)鎖(suo)緊門隨工(gong)作(zuo)(zuo)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)一起(qi)(qi)被(bei)移(yi)出(chu)隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)到換輥位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)。驅動每(mei)個(ge)(ge)軋(ya)(ya)(ya)輥的(de)(de)傳動軸(zhou)（共(gong)計(ji)18根(gen)）從(cong)各自的(de)(de)位(wei)置(zhi)(zhi)(zhi)由外(wai)面伸入隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)與(yu)軋(ya)(ya)(ya)輥連(lian)接(jie)。PQF軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)設(she)(she)計(ji)非(fei)常緊湊，在(zai)(zai)隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)上安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)的(de)(de)設(she)(she)備很密集，其中包括(kuo)有(you)100個(ge)(ge)液壓(ya)缸(gang)、液壓(ya)管(guan)(guan)、潤滑管(guan)(guan)、冷卻水(shui)管(guan)(guan)、沖渣水(shui)管(guan)(guan)和(he)各種電(dian)器控制管(guan)(guan)線(xian)等輔助設(she)(she)備，只(zhi)有(you)通(tong)過(guo)統籌合(he)理地安(an)排(pai)才能安(an)裝(zhuang)(zhuang)(zhuang)恰當。與(yu)傳統的(de)(de)兩輥式(shi)連(lian)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)組交叉排(pai)列的(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)布置(zhi)(zhi)(zhi)方式(shi)比較(jiao)，使(shi)(shi)用(yong)圓形隧(sui)(sui)(sui)(sui)(sui)道(dao)(dao)(dao)(dao)式(shi)的(de)(de)軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)牌(pai)坊(fang)的(de)(de)機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)間距縮短(duan)了，減少了在(zai)(zai)軋(ya)(ya)(ya)制過(guo)程中因機(ji)(ji)(ji)架(jia)(jia)(jia)間距大而使(shi)(shi)軋(ya)(ya)(ya)件運行不穩定(ding)等因素(su)。
三(san)、傳(chuan)動系統(tong)
PQF每個(ge)工(gong)(gong)作機(ji)架上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)個(ge)軋輥(gun)(gun)互成(cheng)120°,驅(qu)動(dong)(dong)(dong)(dong)這三(san)個(ge)軋輥(gun)(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)系統在隧(sui)道外也要分布在互呈120°的(de)(de)(de)(de)(de)(de)位置上(shang)。同一工(gong)(gong)作機(ji)架上(shang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)三(san)個(ge)軋輥(gun)(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)速(su)(su)(su)和加速(su)(su)(su)度必(bi)須(xu)完全一致，因(yin)此，三(san)個(ge)減速(su)(su)(su)箱(xiang)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)速(su)(su)(su)比必(bi)須(xu)完全相同，減速(su)(su)(su)箱(xiang)和傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸的(de)(de)(de)(de)(de)(de)轉(zhuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)慣量必(bi)須(xu)基本(ben)一致，電動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)特(te)性和控制變形保持(chi)一致。相鄰POF連(lian)續軋管(guan)機(ji)工(gong)(gong)作機(ji)架之間(jian)布置非常緊湊，間(jian)距很小，相鄰的(de)(de)(de)(de)(de)(de)傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)系統的(de)(de)(de)(de)(de)(de)間(jian)距因(yin)此同樣(yang)也很小，給設計(ji)減速(su)(su)(su)機(ji)和選擇(ze)電動(dong)(dong)(dong)(dong)機(ji)提(ti)出了苛刻(ke)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)要求。傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸是可伸(shen)(shen)縮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)，在換(huan)輥(gun)(gun)時傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸回縮脫(tuo)離和軋輥(gun)(gun)的(de)(de)(de)(de)(de)(de)連(lian)接，新工(gong)(gong)作機(ji)架換(huan)入后傳(chuan)動(dong)(dong)(dong)(dong)軸伸(shen)(shen)出并(bing)和軋輥(gun)(gun)連(lian)接，伸(shen)(shen)縮的(de)(de)(de)(de)(de)(de)動(dong)(dong)(dong)(dong)作由(you)液壓缸來執行(xing)。
四、軋輥更(geng)換(huan)系(xi)統(tong)
已經投產的(de)最(zui)初(chu)兩套PQF連(lian)續軋(ya)管機，在設計時三個互呈120°的(de)傳(chuan)動系統占(zhan)據了軋(ya)機四周的(de)空(kong)間、傳(chuan)統（MPM式(shi)）的(de)換(huan)輥，即從(cong)側向(xiang)換(huan)輥方式(shi)已不(bu)可(ke)能，只(zhi)有采用從(cong)軸向(xiang)，即軋(ya)制線(xian)方向(xiang)來換(huan)輥。在PQF 連(lian)續軋(ya)管機和脫管機之間布置(zhi)一個換(huan)輥區，這個換(huan)輥區應滿(man)足以(yi)下要求：
1. 軋(ya)機出(chu)口到脫(tuo)管機的輸(shu)送(song)輥(gun)道在換(huan)輥(gun)時要能移開，換(huan)輥(gun)結束后(hou)，輸(shu)送(song)輥(gun)道要及時復位并可靠地(di)和軋(ya)制線(xian)對中；
2. 換(huan)(huan)(huan)輥區要布置(zhi)兩列換(huan)(huan)(huan)輥小車，分(fen)別放置(zhi)待換(huan)(huan)(huan)人的(de)工(gong)作機(ji)架和(he)承接從隧(sui)道中拉(la)出的(de)需要換(huan)(huan)(huan)掉的(de)工(gong)作機(ji)架；
3. 每列(lie)換(huan)輥(gun)小車由可(ke)單(dan)獨(du)橫(heng)(heng)移的換(huan)輥(gun)單(dan)元(yuan)組(zu)成，其數量(liang)與工作機架(jia)和芯棒支(zhi)撐(cheng)架(jia)的數量(liang)相一致，兩列(lie)換(huan)輥(gun)小車也可(ke)整列(lie)橫(heng)(heng)移，并能(neng)和軋制線(xian)正確對中以(yi)達到整列(lie)更(geng)換(huan)和個別任意一架(jia)單(dan)獨(du)更(geng)換(huan)的目的。
五(wu)、芯棒的運行方(fang)式
限動芯(xin)棒(bang)(bang)連續軋(ya)(ya)(ya)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)芯(xin)棒(bang)(bang)運(yun)(yun)行(xing)有(you)兩(liang)種(zhong)方(fang)式：1. 軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)結(jie)束(shu)時(shi)(shi)，芯(xin)棒(bang)(bang)停止運(yun)(yun)動，待(dai)荒(huang)(huang)(huang)管(guan)(guan)從芯(xin)棒(bang)(bang)中脫(tuo)(tuo)出后(hou)(hou)，芯(xin)棒(bang)(bang)快(kuai)速(su)返回，移出軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線，冷卻(que)(que)、潤(run)滑后(hou)(hou)循環(huan)使(shi)(shi)用(yong)(yong)，傳統的(de)(de)MPM均采(cai)用(yong)(yong)此(ci)種(zhong)運(yun)(yun)行(xing)方(fang)式；2. 軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)結(jie)束(shu)時(shi)(shi)，芯(xin)棒(bang)(bang)停止運(yun)(yun)動，待(dai)荒(huang)(huang)(huang)管(guan)(guan)由脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)從芯(xin)棒(bang)(bang)中脫(tuo)(tuo)出后(hou)(hou)，芯(xin)棒(bang)(bang)不是(shi)回送，而是(shi)向前(qian)(qian)快(kuai)速(su)運(yun)(yun)行(xing)跟隨荒(huang)(huang)(huang)管(guan)(guan)之后(hou)(hou)依(yi)次通過脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)，芯(xin)棒(bang)(bang)穿過脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)，移出軋(ya)(ya)(ya)線再回送、冷卻(que)(que)、潤(run)滑循環(huan)使(shi)(shi)用(yong)(yong)，該方(fang)法減(jian)少了芯(xin)棒(bang)(bang)的(de)(de)在線待(dai)軋(ya)(ya)(ya)時(shi)(shi)間，從而有(you)效地(di)縮短了軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)周期，加快(kuai)了軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)節奏(zou)，Φ168mm的(de)(de)PQF機(ji)(ji)(ji)組采(cai)用(yong)(yong)此(ci)種(zhong)運(yun)(yun)行(xing)方(fang)式。兩(liang)種(zhong)運(yun)(yun)行(xing)方(fang)式的(de)(de)主要區別是(shi)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)完(wan)成(cheng)后(hou)(hou)，芯(xin)棒(bang)(bang)是(shi)與荒(huang)(huang)(huang)管(guan)(guan)反向運(yun)(yun)行(xing)回退，離開軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)移出軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線冷卻(que)(que)、潤(run)滑、循環(huan)使(shi)(shi)用(yong)(yong)；還(huan)是(shi)同(tong)向運(yun)(yun)行(xing)芯(xin)棒(bang)(bang)前(qian)(qian)行(xing)離開軋(ya)(ya)(ya)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)、穿過脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)后(hou)(hou)撥出軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)線冷卻(que)(que)、潤(run)滑、循環(huan)使(shi)(shi)用(yong)(yong)。第二種(zhong)方(fang)法因芯(xin)棒(bang)(bang)要通過脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)，在軋(ya)(ya)(ya)制(zhi)(zhi)薄壁(bi)管(guan)(guan)（脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)的(de)(de)減(jian)徑(jing)量大于等于2倍(bei)的(de)(de)荒(huang)(huang)(huang)管(guan)(guan)壁(bi)厚(hou)）時(shi)(shi)要求(qiu)脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)必須具(ju)備快(kuai)開快(kuai)合功能，以免芯(xin)棒(bang)(bang)撞損脫(tuo)(tuo)管(guan)(guan)機(ji)(ji)(ji)軋(ya)(ya)(ya)輥(gun)。
