从传动形式上区分，我们常见的（微）张力减径机主要有：单独传动、集中差动传动、串联集中差动传动、混合传动、固定速比集体传动。它们的优缺点如下：

传动形式	单独传动	集中差动传动	串联集中差动传动	混合传动	固定速比集体传动
张力分布	优	差	较好	好	最差
精轧机架调整	优	差	较好	好	最差
切头控制	优	差	较好	好	最差
轧制灵活性	优	差	较好	好	最差
产品范围	最广	较广	广	广	单一
操作简单	较好	优	好	好	优
传动刚性	差	优	好	好	优
电控复杂性	复杂	简单	较复杂	较复杂	最简单
知识产权	公开技术	公开技术	国外专利技术	国外专利技术	公开技术
设备投资		低	高	高

从表中可看出，单独传动、串联集中差动传动、混合传动（微）张力减径机综合技术性能，投资也较大，但后两者为国外公司的专利技术，无法由国内设计制造。

2.        单独传动（微）张力减径机的设备特点与设计

单独传动（微）张力减径机机组均由主电机、主传动装置（含联合减速机）、主机座、轧辊机架、机架更换装置、电控系统、液压系统、稀油润滑系统、干油润滑系统等组成（见附图1、2、3）。在设计中，对每一部件可按实际需要采用不同的结构型式。

    主传动装置：有两种型式，一种采用复式减速机（国外公司专利）；另一种则采用联合减速机，目前国内设计制造的均采用联合减速机。即单独传动的若干台电机分上下两层电机通过联轴器与联合减速机的输入轴相连，联合减速机内装有若干套单独的减速及分配机构，采用二（三）级传动，齿面均为硬齿面，公用一个箱体。

从主电机到联合减速机的连接，由于受电机尺寸的约束，可采用不同方式的连接形式。电机宽度大于两倍的机架间距时，电机轴中心线与减速机输入轴中心线不同心，因此必须采用万向接轴，为减少离心力的影响，在万向接轴前安装由支座固定的连接轴装置（如图1）。如电机宽度小于两倍的机架间距，设计时就把电机轴中心线与减速机输入轴中心线同心，由于转速较高，一般应采用特殊结构的联轴器，联轴器两端为鼓形齿齿轮联轴器，中间为连接轴，这种结构不仅节约了紧张的空间，而且减少了大量安装和维护工作（如图2、3）。

   主机座有两种结构形式: 框架式和C形机座。

   框架式机座是由用高强度螺栓把上下左右4个焊件机座把持在一起，快速水接头装置、锁紧缸装置、导卫装置等都装配在其上,具有结构紧凑、安装维修简单、重量轻的特点，适用于张力小、机架少的机组（如图2）。C形机座是以钢板为主的焊接结构件,为一整体结构，具有加工精度高、加工难度大、安装调试方便、刚性好的特点。传动轴装置、快速水接头装置、锁紧缸装置、导卫装置等都装配在其上。与框架式机座相比，每根减速机输出轴增加了一套联轴器和一套穿越机座的连接轴装置，整体重量比框架式约重25%以上。C形机座适用于张力大、机架多的机组（如图1、3）。

2.2.3轧制过程的安全保护装置：

 （微）张力减径机在轧制过程中经常出现轧卡等事故。对于单独传动（微）张力减径机，虽然能在电气控制系统能监测到每一机架力矩的变化情况，但为了保护减速机和电机不受意外情况的损坏，设计时，我们在减速机的输出轴后都加有安全保护措施。一种是在轧辊机架的连接部分装有安全环，当力矩大于安全值时，安全环断裂，不把力矩传递到减速机中。另一种是在减速机输出轴和C形机座的连接轴之间装有安全联轴器，当力矩大于安全值时，安全联轴器中的安全销被剪断，也不把力矩传递到减速机中。

  机架快速更换是衡量微张力减径机机组水平的重要指标，经过不断的发展和完善，目前机架更换装置的结构也日益完善、趋于统一，即都采用了双小车结构，换辊时间也缩短到7～10分钟。机架更换装置由左右小车、传动装置、机架推拉装置、轨道的组成。机架更换既可单独更换，也可成组或全部更换。两个小车能各可存放一套全部的机架。小车的移动由传动装置的链轮与小车下部的链条的啮合来实现的，传动采用液压马达，可以准确定位。机架推拉装置将主机座中需更换的机架拉到一个小车上，再将另一个小车上需更换的机架推入主机座，机架推拉装置是由两个（或四个）同步移动的长行程液压缸完成。

   轧辊机架是实现钢管减径和规圆的变形工具,要求机架间距小，机架刚度大，加工装配简单。从传动上轧辊机架分为内传动和外传动。采用内传动轧辊机架，机架主机座结构简单，一次投资小，它适用于受力状况小、切头损失小的情况，国内的机组大多采用内传动轧辊机架（如图2、3）。而外传动轧辊机架有利于缩小机架间距和提高机架刚度，但主机座结构复杂，且重量比内传动的主机座重量重10%以上，一次投资大，它适合受力状况大、切头损失大的机组（如图1）。由于外传动轧辊机架在机架中没有内传动轧辊机架中的两对螺旋伞齿轮，因此对于品种多的（微）张力减径机的数百套备用机架而言，将能节省较大的后续费用，同时较短的机架间距能大大减少切头损失，因此采用外传动轧辊机架的微张力减径机机组将有广阔的市场前景。

    为了减少轧制过程的动态、静态速降，主电机一般均为特制电机，对电机的过载作了特殊要求，过载系数为2.2～2.5倍（过载时间2秒）。同时为保证机械部分的安装，对电机的外形尺寸、接线方式也作了特殊处理。对电机的冷却方式，有采用自带风机进行冷却（如图3），更多的为管道通风冷却（如图1、2）。

（微）张力减径机的电气传动装置现都采用全数字直流调速装置，并采用光电编码器反馈的速度闭环控制方式。（微）张力减径机对传动装置有较高的动态指标要求，即传动刚性要硬。当钢管进入某一机架时，相应的驱动电机受到一个冲击负荷，这时要求电机的转速下降要小，恢复时间短，即要有尽可能小的静态速降和动态速降以及最短的速降恢复时间。现要求每个机架的Δn/n×Δt≤0.2%S。

采用2台计算机组成控制系统和物料跟踪系统。（微）张力减径机的生产控制和信息交换由统一的计算机系统控制。控制层为两级：一级为基础自动化即PLC，它控制设备的动作节奏和工作参数，在轧制过程中根据轧制工艺参数的变化自动调整每一机架的轧制速度（电机转速），使轧制始终处于设定的张力状态。二级为过程控制自动化即RMC1，它主要制订生产计划、物料跟踪、工艺参数采集、事故与诊断与报告、与PLC的数据交换、与操作者的数据交换等。

   液压系统由一个泵站、一个阀台和连接管路组成。它主要保证锁紧缸在轧制中处于稳定状态，在换辊时，驱动液压马达使换辊小车往复移动、驱动张紧缸实现链条与链轮的啮合和脱开、驱动机架推拉缸实现机架的更换。润滑系统由稀油润滑和干油润滑系统组成。主减速机内的齿轮啮合面、各轴承磨擦面的润滑冷却由稀油润滑系统来保证。主机座、主传动装置、机架更换装置中轴承、密封、齿轮等的润滑点为集中干油润滑；轧辊机架中轴承、密封、齿轮的润滑采用专用干油润滑装置，它由移动式干油泵、高压软管、快速接头组成，每隔3～5班，对持续工作中的轧辊机架进行一次给油，给油时只需将快速接头插入轧辊机架的特制接头即可。

衡量（微）张力减径机的工艺先进性主要有三个方面（1）适用的产品品种范围较广 （2）要使每个品种张力处于值从而保证钢管的质量（3）能进行切头切尾控制，使切损为最小。而单独传动（微）张力减径机在这方面具有的优势：可以适应不同的减径系列，可对任意品种进行张力匹配；可以使用计算机轧制技术（CRRTA），进行CEC、WTCA、WTCL等各种壁厚控制。

目前国内设计的工艺计算软件主要由减径系列子模块、材料数据子模块、轧制参数子模块和孔型数据库组成，它可以对任意品种进行计算并最终确定每一机架电机的转速。减径系列子模块是工艺计算的基础，而确定减径率是其中的最重要内容。微张力定减径时，为保证管子壁厚均匀，宜采用小的减径率（单机架通常小于3.5%），而且中间工作机架的减径率相同。在张力减径时，为满足张力的需要，采用了大的减径率（单机架减径率大于5%）。对中间工作机架，对轧制力小的情况可以采用相同的减径率。但对于轧制力较大的情况，考虑到轧件伴随轧制过程逐渐降温，为使各中间工作机架负荷和孔型磨损均匀，故相应减小各工作机架的减径率（见附图4）。

由于国产检测元件（测厚、测径）可靠性和精度等质量问题，阻碍了国内（微）张力减径机的在线壁厚控制的发展，目前新上的几套机组都没有进行测厚、测径，也就无法采用CEC、WTCA、WTCL等各种壁厚控制。

   目前先进的轧辊机床已能进行函数和多边形孔型的加工，使轧制工艺不断完善，大大地提高了钢管的质量。目前国内设计制造的轧辊机床仅能进行传统的椭圆孔型加工，不仅影响钢管的质量，也阻碍轧制工艺的的发展。