如上所述,早期的不銹鋼管張力減徑機有兩種形式即:(1)液壓動傳動的三輥式張力減徑機;(2)電機單獨傳動的二輥式張力減徑機。就機架形式而言,三輥式顯然比二輥式優越,因此也就定型了;關于傳動方式,則上述兩種傳動方式被證明是兩種極形式,為后來發展混合式傳動方式形成了基礎。
在浙江至德鋼業有限公司不銹鋼管生產車間內,我們見到最大允許的減壁量是減徑量所采用的機架架數的函數。圖11-1中的曲線就是從實際軋制表中所得出的減壁量與徑量的關系。圖中還畫出了理論上的最大允許減壁量曲線,這條曲線是根據軋制過程的理論分析畫出來的。
在一般不銹鋼管減徑機上,單架的減徑量只有3%~5%,而在張減徑機上,單架的減徑量可以達到12%~14%。張力減徑時在管徑減小的同時可以使管壁厚度減薄或保持不變,并且減徑過程穩定,鋼管橫向壁厚不均較小,因此,張力減徑工藝就成了生產薄壁小直徑鋼管的有效方法。后來,張力減徑機不僅用于生產小口徑不銹鋼管,也用于生產較大口徑不銹鋼管。這樣,軋管機組只用于生產少數幾種規格的鋼管,其生產率可達到最高;而其余的規格,可通過張力減徑機生產,由此大大提高了機組的生產能力。因此,張力減徑機成為三步軋管法(穿孔、延伸、精軋)中必不可少的設備。同時,從變形的角度講,可以和錐輥式穿孔機聯用,實現兩步軋制不銹鋼管工藝。
只有當不銹鋼管在機架間承受全張力的情況下,才有可能使管壁減小。很明顯,在不銹鋼管的端頭,至少有一段(等于機架中心距離C的長度)沒有產生張力。假定鋼管在減徑機中的延長等于E,那么在減徑后的成品鋼管的每一端,就會有一段長度(Cb×E部分)在整個減徑機中不可能產生連續不斷的全張力。在多數情況下,產生全張力需要多于一個機架的咬入力。因此,鋼管切頭長度就等于CD×E,×X,其中X是減徑量、減壁量和所采用的機架架數的函數。
根據 William Rodder 的經驗,對于大的減壁量和減徑量來說,整個切頭長度L(mm)可以大致地按照下列公式計算出來:上列公式雖然不能在所有的情況下都給出百分之百正確的結果,但它對計算切頭長度卻是一個很簡易的方法。
機架間距是張力減徑機諸參數中比較重要的一個參數,它的數值直接決定了切頭損失的長度。機架間距的大小取決于理想輥徑Do,早期張力減徑機的機架間距Ca=1.1Do.后來,一般張力減徑機的C1=(0.9~1.0)D0.應該指出:Ca值的大小不僅影響切頭長度,而且對張力值也有影響,在Ca值較小的情況下,可以加大張力值,甚至可以超過0.8。隨著母體管長度的增加,切頭長度所占的比例將會降低,有人認為母體管的長度達到60m以上時則切頭損失就不再成為問題,但這一長度對無縫不銹鋼管軋機來說是做不到的。當然,相對來說,能軋制較長的母體管的軋機顯得優越一些,如在連續軋制不銹鋼管機組后安設張力減徑機就可以收到較好的效果,而頂管機組和自動管機組就相形見絀了。