管道在進(jìn)行帶壓開(kāi)孔作業(yè)施工過(guò)程中，由于管道自重和加裝馬鞍三通、閥門等原因，需要在管道帶壓開(kāi)孔處進(jìn)行加固或澆注水泥承重墩來(lái)消除管道附加的應(yīng)力。而大口徑帶壓開(kāi)孔機(jī)XJ-ZYDN1000以上設(shè)備，安裝于管道及管件之上后，除了采取以上措施外，還需要吊車來(lái)配合以減少帶壓開(kāi)孔機(jī)對(duì)管道的應(yīng)力。

以側(cè)方位90度大口徑帶壓開(kāi)孔工程來(lái)說(shuō)，帶壓開(kāi)孔時(shí)出現(xiàn)最大應(yīng)力點(diǎn)在最外圍，即帶壓開(kāi)孔機(jī)的最外端。而最外端為帶壓開(kāi)孔機(jī)的進(jìn)刀總成和鉆桿。因此，進(jìn)刀總成的設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)小巧或遠(yuǎn)離尾端，而鉆桿也要減重來(lái)實(shí)現(xiàn)盡量減少管道應(yīng)力。

鉆桿的材質(zhì)使用普通直線光軸（sf）時(shí)，由于普通直線光軸與帶壓開(kāi)孔機(jī)滑動(dòng)軸承點(diǎn)對(duì)面接觸所以對(duì)普通直線光軸的表面硬度要求很高，因此材料以及熱處理方法很重要。材質(zhì)為suj2（相當(dāng)）國(guó)標(biāo)gcr15，硬度：hrc602硬化層深度要達(dá)到：0.8-3mm。表面粗糙度：ra0.10m-ra0.35m直線度：70m/1000mm以下軸外徑公差g6 2。

而使用鍍鉻直線光軸（sfc）時(shí)，是在普通直線光軸的基礎(chǔ)上鍍了一層硬鉻，可適用于易腐蝕環(huán)境或高鹽環(huán)境。此軸大量應(yīng)用于工業(yè)機(jī)械人、海況鉆探，自動(dòng)滑移系統(tǒng)裝置的運(yùn)動(dòng)部分。材質(zhì)：suj2（相當(dāng)）國(guó)標(biāo)gcr15.硬度：hrc602硬化層深度：0.8-3mm表面粗糙度：ra0.10m-ra0.35m直線度：70m/1000mm以下。鍍鉻層厚度：3m-5m。軸外徑公差g6 3。

而鍍鉻空心軸由于其空心結(jié)構(gòu)上的特點(diǎn)，空心軸在很大程度上減輕了重量，并簡(jiǎn)化了結(jié)構(gòu)，其內(nèi)部適合于穿入測(cè)量電線，壓縮空氣，加入潤(rùn)滑油，或者用于機(jī)械人手臂。

帶壓開(kāi)孔機(jī)鉆桿是屬于直線光軸，它是一種直線與旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的結(jié)合裝置，體現(xiàn)在圖紙上是螺旋進(jìn)刀形式。它可以讓傳動(dòng)設(shè)備與切削部件之間減少摩擦，增加工作效率，讓其運(yùn)作起來(lái)更加的方便。

而相對(duì)于XJ-ZYDN1000以上大口徑管道帶壓開(kāi)孔機(jī)來(lái)說(shuō)，其鉆桿除要承受較大轉(zhuǎn)動(dòng)力矩，就需要較粗的軸徑，而較粗的鉆桿其重量也呈指數(shù)級(jí)增長(zhǎng)，因此，較大口徑的帶壓開(kāi)孔機(jī)其鉆桿減重就成了重要的指標(biāo)之一。

較大口徑的帶壓開(kāi)孔機(jī)使用空心軸，是一種被廣泛使用的機(jī)械傳動(dòng)部件，尤其是在航空航天領(lǐng)域，因?yàn)樗蛯?shí)心軸相比，有兩個(gè)極為明顯的優(yōu)越性：

1.在承受相同荷載的條件下，空心軸的重量比實(shí)心軸??；

2.空心軸的強(qiáng)度比實(shí)心軸高。

為什么說(shuō)空心軸具有以上兩個(gè)優(yōu)越性能呢？通過(guò)以下理論原理來(lái)分析。單從力學(xué)角度來(lái)看，空心軸要比實(shí)心軸更有效地利用材料，因?yàn)閺臋M截面上的剪應(yīng)力分布分析，由于帶壓開(kāi)孔鉆桿的扭轉(zhuǎn)剪應(yīng)力與離圓心的距離成正比，圓心附近的應(yīng)力很小，材料沒(méi)有充分發(fā)揮作用，故把靠近圓心處承受應(yīng)力較小的材料移到軸的外緣處，使其為空心軸，就會(huì)增加IP和WP，提高軸的強(qiáng)度。在帶壓開(kāi)孔的應(yīng)用中，空心軸是用實(shí)心軸通過(guò)鉆孔得到的，它的重量要比實(shí)心軸小，材料的利用率高。

帶壓開(kāi)孔機(jī)在設(shè)計(jì)時(shí)空心軸與實(shí)心軸的選擇，就是最明顯的不同的兩種類型，而對(duì)于它們的實(shí)用性，哪個(gè)更好的話，當(dāng)然是需要通過(guò)比較才知道的。

1.假設(shè)外圓直徑相同，材料相同、熱處理相同的情況下，肯定是實(shí)心軸比空心軸的抗彎和抗扭能力更高。

2.假設(shè)截面積相同，材料相同、熱處理相同的情況下，空心軸的抗彎和抗扭能力更高。但也不是無(wú)條件的，如果壁太薄的話，盡管它的慣性矩和抗彎截面模數(shù)很高，但對(duì)于承受彎矩的情況下，壓應(yīng)力可能會(huì)造成受壓區(qū)局部失穩(wěn)破壞。

上面提到的熱處理?xiàng)l件，對(duì)剛度沒(méi)有影響，但對(duì)強(qiáng)度有影響。

如果直徑一樣，那么無(wú)論抗彎、抗扭還是抗拉，都是實(shí)心比空心強(qiáng)。

如果重量一樣，那就不一定了，那要看具體的截面形狀了，一根直徑100mm的空心軸，控制好壁厚，也可以做的比直徑10mm的實(shí)心軸有更高的抗彎能力。

帶壓開(kāi)孔機(jī)工程中使用空心軸的設(shè)備較多，是因?yàn)檫x材時(shí)并不單純看強(qiáng)度，而是看所謂比強(qiáng)度和比剛度。舉個(gè)不恰當(dāng)?shù)睦樱耗掣鶎?shí)心軸比空心軸強(qiáng)度高了20%，可是卻重了50%，那么從工程上來(lái)說(shuō)在強(qiáng)度合格的前提下，選擇空心軸更合適。

因此，帶壓開(kāi)孔機(jī)的設(shè)計(jì)時(shí)要考慮滿足工程所需要的強(qiáng)度及抗扭條件后，則可考慮在此基礎(chǔ)上進(jìn)行帶壓開(kāi)孔機(jī)的減重和經(jīng)濟(jì)性。因此，XJ-ZYDN100-2000型大口徑帶壓開(kāi)孔機(jī)的實(shí)際制造中，某種程度上空心軸的使用會(huì)比實(shí)心軸更廣泛些。