基于球柱类辅体辅助的手工冷校直金属管方式的研究

邢月先 杨明明

摘 要：本文首先简述了三种典型的传统手工冷校直金属管方式及其所存在的主要缺陷。之后，针对传统手工冷校直金属管方式的主要缺陷提出了基于球柱类辅体辅助的手工冷校直金属管方式，并结合实例对这种手工冷校直金属管方式的操作、长处以及与其有关某些重要的概念进行了诠释。最后，本文明确地指出了基于球柱类辅体辅助的手工冷校直金属管方式的三大优点。

关键词：手工冷校直 ； 金属管 ； 缺陷 ；球柱类辅体

1 引言

所谓金属管的冷校直是指在常温状态下对金属管子不作加热的调直金属管子的工艺或做法。对批量小的金属管或进行临时施工时，手工冷校直往往是重要的调直金属管的手段。锤击调直、平台上调直和专用工具调直是传统手工冷校直技术的三种基本方式。锤击调直法常用于调直小管径的金属管，如图1所示。锤击调直主要做法是：将两把锤子中的一把锤子顶在管子弯曲凹面段的起点处并将其做为支点；另一把锤子敲打管子弯曲凸面段的高点。敲打时，两把锤子不能在管子的同一点上下对着敲打，以防将管子打扁；两锤的击点要相互错开，可根据管径和管子弯曲程度保持恰当的距离。对于长度和弯曲较大的金属管，可在普通平台上调直，如图2所示。在平台上调直管子时，一人站在管子的一端，边转动管子边观察，找出弯曲的部位，并將需要调直的弯曲凸面朝上，另一人按观察者的指点，用锤子在弯曲凸面处敲打。经几次翻转，反复矫正，管子即可调直。对于管径稍大的管子，也可用大锤从上向下敲打，但管子上面必须垫上胎模，不得直接打在管子表面上。调直时要细心，先从大弯处着手，继而再调小弯；用力要适中，过重了，管子会产生凹陷和斑点；边敲打，边观察，边转动管子，反复矫正，直到管子调直为止。 专用工具调直金属管是指使用专用工具来调直管子的工艺或做法。专用工具调直金属管的常见工艺或做法之一是用螺旋顶调直金属管，如图3所示。用螺旋顶可以很方便地调直DN125以内的管子。

比较图1、图2和图3，显然，图3的用专用工具螺旋顶调直金属管的做法要比图1的用锤击法调直金属管的做法及图2的在平台上调直金属管的做法更不易使金属管出现扁、皱、凹和裂纹等缺陷，更易保证校直质量。所谓“扁”是指金属管的局部或整体出现了压扁或扁化；所谓“皱”是指金属管的管壁出现了褶皱或折叠；所谓“凹”是指金属管表面发生了凹陷或出现了坑洼；所谓“裂纹”是指金属管管壁的内表面、外表面或管壁体内出现了开裂或裂纹。但是，对于某些特殊形状的金属管或管壁薄的金属管或材料软的金属管，无论是图3的用螺旋顶调直金属管做法，还是图1的用锤击法调直金属管做法或图2的在平台上调直金属管做法，在校直时均易产生或均会发生扁、皱、凹和裂纹等缺陷的。如何在用传统手工冷校直技术的三种基本方式对薄壁金属管、软质金属管以及某些特殊形状的金属管进行冷校直时不产生或不易产生扁、皱、凹和裂纹等缺陷呢？这是值得研究的问题。基于钢球辅助的手工冷校直金属管工艺可在一定程度与方面上较好地使传统手工冷校直技术的三种基本方式在对薄壁金属管、软质金属管以及某些特殊形状的金属管进行冷校直时不产生或不易产生扁、皱、凹和裂纹等缺陷。

2 基于球柱类辅体辅助的手工冷校直金属管方式的提出与诠释

所谓基于球柱类辅体（指质地刚硬的球体或短柱体等，如钢珠、钢柱、钢珠链和钢柱链等）辅助的手工冷校直金属管方式是指在用传统手工校直方式进行金属管冷校直之前，需向要校直的金属管内灌入或打入足够的、直径比需校直金属管的内径略小或等于其内径的钢珠、钢柱、钢珠链和钢柱链等之类的支撑辅助体的一种手工冷校直金属管的做法。两则典型的基于球柱类辅体辅助的手工冷校直金属管的实例见图4。图4（a）是一则钢球打入或灌入需手工冷校直金属管内的案例，图4（b）是一则钢珠链打入或灌入需手工冷校直金属管内的案例。这里把如图4（a）和图4（b）中的起着径向支撑作用的钢珠、钢珠链等称为支撑辅助体，简称辅体。基于球柱类辅助的手工冷校直金属管方式的辅体种类或形态是多种多样的，可以钢球的、短柱的，也可以单一的或混合的等等；辅体的材料不一定是钢，其它的刚硬性高且不易破裂的材料也可以。图4中的（a）与（b）的主要区别在于两者辅体的形式不同，一个是钢珠，一个是钢珠链。图5给出了几种典型的辅体。基于球柱类辅体辅助的手工冷校直金属管方式有诸多长处，这些长处主要有：在向需校直的金属管内打入足够的直径略小或等于其内径的球柱类等辅体时，需校直的金属管的凹扁处可被顶起变圆。换句话说，基于球柱类辅体辅助的手工冷校直金属管方式不会或不易产生扁、凹、皱等缺陷，可对需要校直的金属管可实现高质量的人工冷校直，即可对薄壁金属管、软质金属管，多弯曲金属管等实现高效和高质量的人工冷校直。特别是，当辅体为图4（a）中的球体时，基于球柱类辅体辅助的手工冷校直金属管方式可用于多弯急弯金属管子的高质量的人工冷校直。这是因为球形辅体在多弯急弯金属管内仍保持着或拥有着优良的被打入性或被灌入性。在使用基于球柱类辅体辅助的手工冷校直金属管方式校直管子时，需要特别注意的方面是：当金属管内被打入或被灌入足够的辅体后，应将辅体串的两端固定，即锁死辅体串。锁死辅体串的方式方法有很多，比较简单的做法是将辅体串两端处的金属管打凹或打扁。当金属管弯曲各处校直完后，可锯除打凹或打扁处的金属管，也可把打凹或打扁处的金属管撬开并打入新的辅体，且使新打入的辅体顶出管内的辅体，由基于球柱类辅体辅助的手工冷校直金属管方式的长处可知，被校直金属管的校直质量是可以保证的。

（a） （b）

3 结语

手工冷校直多弯急弯或薄壁金属管时，易出现扁管、皱管、凹管等现象，为防止或减少管子校直子时出现扁管、皱管、凹管等现象，可在管子校直之前预先灌入或打入适当的球柱类支撑辅助件。事实上，基于球柱类辅体辅助的手工冷校直金属管方式有三大优点：一是在校直管子时，不易发生或不发生扁管、皱管、凹管等现象；二是对那些校直之前已存在着管壁凹陷的管子，在打入适当的球柱类支撑辅助件后可使其凹陷处被顶起圆化；三是对某些仅存在着凹管问题的管子或对某些已被校直的管子有凹管现象的管子，可选择恰当的球柱类辅体打入并穿过其凹陷处可圆化其凹陷处。当然，基于球柱类辅体辅助的手工冷校直金属管方式还有其他方面的优点这里就不赘述了。

（a） （b） （c）

参考文献：

[1] 吴成宗.薄壁钢管校直装置[J].机械工人.冷加工.1983（03）：63.

[2] 张琦.铜管自动校直切断机的研制[J].航空工艺技术.1990（05）：30-33.

[3] 严尊湘.机械式钢管校直机[J].工程机械.1992（07）：6.

[4] 贺爱国，蒋良平.钢管校直经验[J].机械工人.1998（09）：9.

[5] 曹爱文，熊国良.压力校直技术的发展[J].锻压装备与制造技术.2007（01）：9-12.