鉆桿矯直機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【優(yōu)秀課程畢業(yè)設(shè)計(jì)含7張CAD圖紙+帶開(kāi)題報(bào)告+外文翻譯】-jxsj45
油田鉆桿矯直機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)
鉆桿矯直機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)【含7張CAD圖紙】
摘 要
本次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)是油田鉆桿矯直機(jī)的液壓系統(tǒng)，此液壓系統(tǒng)主要為矯直機(jī)的工作提供動(dòng)力，油田鉆桿生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生彎曲變形，油田鉆桿矯直機(jī)的主要功能是解決變形的鉆桿，來(lái)達(dá)到減低生產(chǎn)成本，提高施工精度的目的。
輥輪式矯直機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中十分重要的機(jī)械設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工業(yè)﹑建筑材料業(yè)﹑以及機(jī)械制造業(yè)中。由于老式的矯直設(shè)備主要是機(jī)械傳動(dòng)和手動(dòng)操作，限制矯直機(jī)的加工精度和發(fā)展空間，液壓伺服系統(tǒng)在矯直機(jī)中的廣泛使用最大限解決了這個(gè)問(wèn)題，不僅提高了加工精度，而且具有矯直力大，反應(yīng)速度快等優(yōu)點(diǎn)。
本設(shè)計(jì)主要對(duì)液壓系統(tǒng)的回路進(jìn)行了設(shè)計(jì)，分析了矯直機(jī)的工作原理并且對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法做了簡(jiǎn)要敘述，對(duì)主要液壓源、電動(dòng)機(jī)、冷卻器及控制元件進(jìn)行了擬定并根據(jù)設(shè)計(jì)要求選擇最優(yōu)選項(xiàng)。通過(guò)對(duì)本機(jī)機(jī)液壓系統(tǒng)分析，我們計(jì)算了輔助系統(tǒng)和油箱的相關(guān)參數(shù)，而且對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力損失展開(kāi)了計(jì)算和解析。在論文最后，對(duì)液壓系統(tǒng)的裝配﹑檢查及保養(yǎng)做了全面說(shuō)明。
關(guān)鍵詞 矯直機(jī)；液壓系統(tǒng)；輥輪；
Hydraulic system design of oil field drill pipe straightener
Abstract
The hydraulic system design of the hydraulic system of oil drill pipe straightening machine, the hydraulic system provides power for the main straightening machine, the bending deformation is easy to produce oil drill pipe production process, the main function of oil drill pipe straightening machine is to solve the deformation of drill pipe, to reduce production cost, improve the precision of the construction.
Roller type straightening machine is a very important mechanical equipment in industrial production, widely used in petroleum chemical industry, building materials industry and machinery manufacturing industry. Because of the old-fashioned straightening equipment is mainly mechanical drive and manual operation, the processing precision and the development space of the straightening machine, widely used in maximum limit straightening in the hydraulic servo system to solve this problem, not only to improve the machining accuracy, but also has the advantages of straightening force, fast response.
The design of the main circuit of the hydraulic system are designed, analyzed the working principle of the straightening machine and the design method of hydraulic system are briefly described. The main source of hydraulic motor, control, cooler and components are developed and designed according to the requirements to choose the optimal option. Based on the analysis of the machine hydraulic system. We calculate the related parameters of the auxiliary system and the fuel tank, and the pressure loss of the hydraulic system carried out calculation and analysis. In the end, assembly, inspection and maintenance of the hydraulic system to do a comprehensive description.
Keywords flattening machine,hydraulic system,roller
目 錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒論 1
1.1 研究背景及意義 1
1.2 矯直機(jī)國(guó)外現(xiàn)狀 1
1.3 矯直機(jī)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 3
1.4 本章小結(jié) 5
第2章 矯直機(jī)的設(shè)計(jì) 6
2.1 矯直機(jī)的介紹 6
2.2 設(shè)計(jì)要求 6
2.3 方案制定 7
2.4 本章小結(jié) 8
第3章 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 9
3.1 初選系統(tǒng)壓力 9
3.2 計(jì)算液壓缸尺寸 9
3.3 計(jì)算系統(tǒng)最大流量 11
3.4 本章小結(jié) 11
第4章 液壓元件的選擇 12
4.1 液壓泵選擇 13
4.2 液壓馬達(dá)的選擇 14
4.3 液壓泵的功率和電機(jī)的選擇 14
4.4 控制閥的選擇 14
4.5 管道選擇和計(jì)算 15
4.5.1 管道種類(lèi)的選擇 15
4.5.2 管道內(nèi)徑的計(jì)算 15
4.5.3 管道壁厚計(jì)算 16
4.5.4 管接頭的設(shè)計(jì) 16
4.6 油箱的設(shè)計(jì) 17
4.6.1 油箱的功用與分類(lèi) 17
4.6.2 油箱基本結(jié)構(gòu) 17
4.6.3 油箱容量的計(jì)算 17
4.7 油箱設(shè)計(jì)參考原則 18
4.8 液壓系統(tǒng)驗(yàn)算 19
4.8.1 系統(tǒng)壓力損失 19
4.8.2 計(jì)算雷諾數(shù) 20
4.8.3 計(jì)算壓力損失 20
4.8.4 系統(tǒng)效率計(jì)算 21
4.8.5 系統(tǒng)的發(fā)熱計(jì)算 21
4.9 本章小結(jié) 22
第5章 輔件的設(shè)計(jì)與選擇 22
5.1 過(guò)濾器的選擇 23
5.2 加熱器的選擇 23
5.3 溫度計(jì)的選擇 23
5.4 油路板的設(shè)計(jì) 24
5.5 本章小結(jié) 24
第6章 液壓系統(tǒng)的安裝、維護(hù) 24
6.1 液壓系統(tǒng)的安裝 25
6.2 液壓系統(tǒng)的調(diào)試 26
6.3 液壓系統(tǒng)維護(hù) 27
6.3.1 液壓系統(tǒng)的檢查 27
6.3.2 液壓系統(tǒng)的保養(yǎng) 28
6.4 本章小結(jié) 29
結(jié)論 29
致謝 30
參考文獻(xiàn) 31
附錄A 32
附錄B 38
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A0-液壓系統(tǒng)圖.dwg
A1-液壓裝配圖.dwg
A2-示意圖.dwg
A3-前缸蓋.dwg
A3-后缸蓋.dwg
A3-缸體.dwg
A3-軸.dwg
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附錄 A of of of is an by a of is of in or of to of he of be of 1. he of on 800 000 003 . of as ? is to of a ? to of of be by a of in of ? is to ? of of SM is in to ? SM a be to a to a in is is to of of of of in in In do ? of ? in a ? a of in in ? of of a of ? to to as to by a in in o. 3 in is of to is to of of of in of of of to in is a is of HM of of is to of 2. of he is on a is as a or to a in to of to be be as at is on be in by to of to SM is in is to if a of is it so in be of of of a of to in to of of is of SM is It be to of to or of be to be In of of of is in a of It in a w = ?(M); at 3. on to t = 20 C); A is on a at 0m is on at of In a in to SM In to If a of be to In is a to so is or to In by As a is in by 4. he to a is a as a In to a 7 on of a ). is of a of he is by SM of on of to in be to or as is a by of on of of to of SM is of to is on to of by is SM of to a A a of a To is as In is by on In in of on of SM of by of BS is to an to is at a to 5. in to a of it to of of on of no to of of is as a of of s to of In is a of of s 附錄 B 矯正扁軋制品現(xiàn)代化設(shè)備的自動(dòng)化 摘要： 本文通過(guò)實(shí)例對(duì)新型矯直設(shè)備發(fā)展進(jìn)行介紹， 新 型 矯直機(jī)是包括一個(gè)有由數(shù)字和模擬信號(hào)控制的大范圍液壓和電力驅(qū)動(dòng)組件構(gòu)成的先進(jìn)多功能系統(tǒng)機(jī)制。整個(gè)復(fù)雜的機(jī)制可以被劃分為以下兩個(gè)功能組：主要功能組，包括直接參與矯直運(yùn)作的機(jī)制（ 阻跌機(jī)制，單獨(dú)調(diào)整輥的機(jī)制，調(diào)整不同矯直過(guò)程的組件，從頂部輥到各支線(xiàn)的機(jī)制，主驅(qū)動(dòng)器 ）；輔助功能組，（包括暗盒更換機(jī)制，軸鎖機(jī)制，輥冷卻系統(tǒng)設(shè)備）。運(yùn)用現(xiàn)代化的液壓及電力驅(qū)動(dòng)使得 矯直機(jī) 及其元件上操作的主輔運(yùn)作都能實(shí)現(xiàn)完全的自動(dòng)化 。最后對(duì)新型設(shè)備自動(dòng)化的現(xiàn)狀及未來(lái)的發(fā)展進(jìn)行總結(jié)。 關(guān)鍵詞： 矯直機(jī) ： 自動(dòng)化 ： 輥 1. 簡(jiǎn)介 司 于 2003 年 8 月在其 2800 和 5000 輾軋器上成功完成引進(jìn)新的線(xiàn)內(nèi)矯直機(jī)（ 此機(jī)器的主要設(shè)計(jì)特點(diǎn)如下： 每臺(tái)機(jī)器配備液壓暫緩機(jī)制（以改善機(jī)器調(diào)整的動(dòng)力和準(zhǔn)確度，更加可靠地維持恒定差距） ; 每臺(tái)機(jī)器擁有借助液壓缸來(lái)單獨(dú)調(diào)整每個(gè)工作輥的機(jī)制（這就通過(guò)提供對(duì)一個(gè)曲率改變的控制拓寬了矯直的范圍）； 每一工作輥由其自身的可調(diào)驅(qū)動(dòng)提供（以消除軸與軸之間堅(jiān)硬的動(dòng)力約束）； 輥的 方便維修和降低輥更換費(fèi)用）； 就是雙倍的輥間距離（這就拓寬了機(jī)器可提供的板厚范圍）。 以下是對(duì)最重要的板矯直機(jī)器機(jī)制的特點(diǎn)和自動(dòng)化控制系統(tǒng)的描述。同時(shí)討論下這些機(jī)制的運(yùn)作機(jī)制。單片矯直機(jī)器功能的液壓阻跌機(jī)制（ 要是以下兩個(gè)機(jī)制：調(diào)整機(jī)制；通過(guò)此機(jī)制維持特殊位置。每一機(jī)制對(duì)應(yīng)的控制系統(tǒng)和一定效率標(biāo)準(zhǔn)都需滿(mǎn)足一定要求。在調(diào)整機(jī)制中，液壓阻跌機(jī)制控制系統(tǒng)必須完成以下職能： 與液壓缸同步運(yùn)動(dòng)并保持偏差角度在規(guī)定范圍內(nèi)； 為調(diào)整一個(gè)新板的尺寸而加速； 維持機(jī)制安置的高精度； 在維持機(jī)制的運(yùn)作時(shí)控制系統(tǒng)需滿(mǎn)足以下條件： 穩(wěn)固頂部暗盒與頂部支線(xiàn)輥的高精度協(xié)調(diào)； 減少當(dāng)設(shè)備發(fā)生偏差時(shí)將其返回至規(guī)定坐標(biāo)所需的時(shí)間（比如因矯直一塊板而用的力）； 需要同步化。在 別是軸配置重量的影響）。服務(wù)系統(tǒng)閥的“電力零點(diǎn)”及其關(guān)聯(lián)的“液壓零點(diǎn)”也是一個(gè)作用因素。液壓缸的體積越小，后者的作用就越為顯著。因此，支線(xiàn)的頂部輥的 2. 輥的單獨(dú)驅(qū)動(dòng) 上述設(shè)計(jì)基于帶不同能量供應(yīng)的自控馬達(dá)驅(qū)動(dòng)頻繁地轉(zhuǎn)換實(shí)現(xiàn)。每個(gè)單獨(dú)的驅(qū)動(dòng)提供多于一個(gè)足驅(qū)動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)如下： 更大的可靠性，工作輥線(xiàn)速與板的速度差異使機(jī)制少了很多負(fù)載的組件； 當(dāng)一個(gè)或甚至幾個(gè)驅(qū)動(dòng)發(fā)生故障時(shí)機(jī)器仍能繼續(xù)運(yùn)作；在這種情況下，輥的回應(yīng)能從矯直區(qū)域撤去； 輥的線(xiàn)速可以根據(jù)板的實(shí)際速度單獨(dú)被糾正；此糾正能被作為預(yù)備措施（在已測(cè)值和已計(jì)算值的基礎(chǔ)上）也可以在矯直運(yùn)作的過(guò)程中（通過(guò)雇傭人員來(lái)獲得頻繁轉(zhuǎn)化的數(shù)據(jù)）進(jìn)行。 主驅(qū)動(dòng)繞九個(gè)矯直輥和兩個(gè)外罩輥轉(zhuǎn)動(dòng)。因?yàn)?裝在輾軋線(xiàn)上，也就是說(shuō)，如果驅(qū)動(dòng)在即使很短的時(shí)間內(nèi)也無(wú)法正常運(yùn)作，那么可能造成不能大批量生產(chǎn)，所以驅(qū)動(dòng)在運(yùn)作中必須高可靠。 驅(qū)動(dòng)必須要滿(mǎn)足的要求決定機(jī)器的運(yùn)作和設(shè)計(jì)特性如下： 進(jìn)行矯直的板必須在矯直輥，外罩輥以及輥轉(zhuǎn)送器的毗鄰部分建立剛性的動(dòng)力學(xué)連接； 由于在矯直操作中塑性變形，板需要伸長(zhǎng)，長(zhǎng)度的增加隨著各工作輥長(zhǎng)度因彎曲半徑的不同而不同。這種情況導(dǎo)致板速在朝 必須可能使用不同直徑的工作輥（這一點(diǎn)還正在做，比如，因?yàn)椴痪鶆虻哪p或重磨）； 輥的負(fù)載應(yīng)根據(jù)所選矯直機(jī)制來(lái)區(qū)分 ； 反向的矯直也應(yīng)該可以； 鑒于以上因素與此處討論的板矯直機(jī)器實(shí)際運(yùn)作機(jī)制問(wèn)題，以下是建立電力驅(qū)動(dòng)的要求： 速度的規(guī)定在較廣的限制內(nèi)，包括負(fù)荷下的馬達(dá)啟動(dòng)； 在逆向機(jī)制中也可運(yùn)行； 剛性特性 ???= ?(M)； 維持規(guī)定速度的高精度； 完全同步操作； 3. 節(jié) 步驟 基于板厚和鋼組成的預(yù)備調(diào)整，適用于冷軋板（ t = 20°C ）； 深一層調(diào)整基于安裝在與 0 最終調(diào)整基于安裝在機(jī)器入口處的高溫及獲得的數(shù)據(jù)； 在自動(dòng)化變種中，當(dāng)下一塊板將要到達(dá)機(jī)器的時(shí)候，控制機(jī)器的毗鄰輥轉(zhuǎn)送器轉(zhuǎn)變?yōu)? 在這種情況下，板要直到調(diào)整完成后才可進(jìn)入機(jī)器工作區(qū)。如果通過(guò)機(jī)器的一塊板不需要矯直，那么機(jī)器將轉(zhuǎn)入傳輸機(jī)制。在這種情況下，頂部橫架以及暗盒被升至一規(guī)定量，輥的速度改變，這樣其速度就與毗鄰的輥轉(zhuǎn)送器速度一致了。暗盒更換機(jī)制用在當(dāng)輥破損或需要再次研磨工作輥和備用輥時(shí)。在這種情況下，操作者可通過(guò)控制輔助機(jī)制控制運(yùn)作：軸鎖機(jī)制，出輥車(chē)，鎖住暗盒底部以及車(chē)位置，以及移動(dòng)車(chē)的液壓缸。 該機(jī)制通過(guò)非接觸式傳感器固定于適當(dāng)位置。 4. 制系統(tǒng) 控制板矯直機(jī)需要開(kāi)發(fā)一個(gè)強(qiáng)有力的高性能系統(tǒng)，為其提供理想的控制精度并結(jié)合快速的運(yùn)作。 此控制系統(tǒng)被劃分為兩個(gè)層次：基礎(chǔ)層次，更高層次。診斷系統(tǒng)被建立為一個(gè)分離的系統(tǒng)。為了控制 泵站還提供了一個(gè)第二控制器。控制系統(tǒng)的基礎(chǔ)層次采用 7工業(yè)程序控制器，而上等層次控制器和診斷控制器則建立在標(biāo)準(zhǔn)的計(jì)算機(jī)基礎(chǔ)之上。用于更高層次系統(tǒng)的計(jì)算機(jī)同時(shí)也為 制器的不同元素與一個(gè) 3）。第一個(gè)環(huán)路的功能是與控制器，更高層次計(jì)算機(jī)，診斷站， 水泵站控制器 之間的溝通連接。第二個(gè)環(huán)路由系統(tǒng)功能元素連接 率轉(zhuǎn)換，線(xiàn)更換儀器，輸入/輸出遙控模塊）。 控制系統(tǒng)的功能依據(jù)下列原則被劃分為基礎(chǔ)層次和更高層次：所有牽涉從安裝在機(jī)制上的傳感器接收數(shù)據(jù)，通過(guò)自動(dòng)過(guò)程控制系統(tǒng)從將被矯直的板上獲取信息，為執(zhí)行機(jī)制（傳動(dòng)裝置）生成或發(fā)射信號(hào)的運(yùn)作都被指定為基礎(chǔ)層次。歸檔控制點(diǎn)與控制控制板運(yùn)作的功能被指定為更高層次。以下具體功能則都是由控制板上的基礎(chǔ)層次自動(dòng)化系統(tǒng)完成的： 從更高層次系統(tǒng)獲得指定矯直參數(shù)（輥速度，頂部橫臂坐標(biāo)，與橫臂相關(guān)聯(lián)的輥的坐標(biāo)）； 加工 參數(shù)，將控制信號(hào)的回應(yīng)發(fā)送給自動(dòng)器； 從安裝在機(jī)制上決定 從安裝在機(jī)制上計(jì)算控制行動(dòng)的反饋傳感器獲取信息； 分析從感應(yīng)器所讀數(shù)據(jù)確定數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性； 與 水 泵電池站 (行數(shù)據(jù)交換，并將該站的運(yùn)作參數(shù)發(fā)射高更高層次顯示； 接收從更高層次系統(tǒng)傳輸來(lái)的為機(jī)器或 為作出恰當(dāng)調(diào)整從更高層次系統(tǒng)獲取為數(shù)據(jù)自動(dòng)糾正的初始數(shù)據(jù)； 更高層次的自動(dòng)系統(tǒng)功能如下： 在矯直機(jī)制上為機(jī)制選拔輸入數(shù)據(jù)并將這些信息計(jì)入數(shù)據(jù)庫(kù) ； 從回應(yīng)板數(shù)據(jù)庫(kù)手 動(dòng)選擇矯直機(jī)制（此由操作者完成）； 基于從更高層次系統(tǒng)所獲信息自動(dòng)選擇矯直機(jī)制； 在矯直與暗盒更換機(jī)制內(nèi)手動(dòng)控制機(jī)器； 基于從感應(yīng)器所讀信息與限制轉(zhuǎn)換位置指示機(jī)制位置； 指示在 指示由測(cè)溫計(jì)所量板的溫度； 視覺(jué)指示矯直機(jī)制與機(jī)器調(diào)整的代表； 為診斷而視覺(jué)指示機(jī)器機(jī)制與 遠(yuǎn)程輸入輸出模塊 來(lái)為不受管制的驅(qū)動(dòng)器供電。腔內(nèi)包括中繼設(shè)備，連接它們的驅(qū)動(dòng)器與控制器保持相當(dāng)距離。使用這一模塊可以顯著縮端連接電纜。 5. 結(jié)論 立國(guó)家聯(lián)合體（獨(dú)聯(lián)體） 的合作伙伴成功引進(jìn)配備現(xiàn)代自動(dòng)化控制系統(tǒng)的板矯直機(jī)器。此機(jī)器的使用減小并幾乎徹底消除了成品板質(zhì)量對(duì)其操作者技術(shù)的依賴(lài)。 其控制系統(tǒng)與方便的用戶(hù)接口允許沒(méi)有受過(guò)專(zhuān)業(yè)培訓(xùn)的人員快速地掌握機(jī)器的操作。由于機(jī)器機(jī)制的準(zhǔn)確動(dòng)作以及使用恰當(dāng)?shù)目刂婆c特殊的控制算法的精密設(shè)備使其位置維持在高準(zhǔn)確度，生產(chǎn)高質(zhì)量產(chǎn)品就得到了保障。 另外，此機(jī)器還配備了先進(jìn)的診斷系統(tǒng)來(lái)記錄其重要運(yùn)作參數(shù)。此系統(tǒng)的有效性方便機(jī)器許多復(fù)雜組件的維護(hù)與維修。 哈 爾 濱 理 工 大 學(xué) 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 題 目： 油田鉆桿矯直機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 院、 系： 榮成 成學(xué)院 機(jī)械工程系 姓 名： 鄭旭航 指導(dǎo)教師： 趙金濤 系 主 任： 杜野 2017 年 6 月 23 日 哈爾濱理工大學(xué) 畢業(yè)設(shè)計(jì) (論文 ) 開(kāi) 題 報(bào) 告 學(xué)生姓名 鄭旭航 學(xué) 號(hào) 1330060233 專(zhuān) 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 13 指導(dǎo)教師 趙金濤 2017 年 3 月 17 日 課題題目及來(lái)源： 題目：鉆桿矯直機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 題目來(lái)源：自擬 課題研究的意義和國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn) 狀： 研究意義： 液壓技術(shù)對(duì)現(xiàn)代社會(huì)中人們的日常生活、工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)、科學(xué)研究活動(dòng)正起著越來(lái)越重要的作用，已成為現(xiàn)代機(jī)械設(shè)備和裝置中的基本技術(shù)構(gòu)成、現(xiàn)代工程控制的基本技術(shù)要素和工業(yè)及國(guó)防自動(dòng)化的重要手段，并在國(guó)民經(jīng)濟(jì)各行業(yè)以及幾乎所有技術(shù)領(lǐng)域中日益廣泛應(yīng)用，應(yīng)用液壓技術(shù)的程度已成為衡量一個(gè)國(guó)家工業(yè)化水平的重要標(biāo)志 在工業(yè)生產(chǎn)中，各種矯直機(jī)被廣泛用作材料的矯直，由于液壓矯直機(jī)優(yōu)良的性能，液壓矯直機(jī)的使用相當(dāng)廣泛 ,它不僅操作方便 ,而且可以大大提高工作效率。液壓矯直機(jī)也是冶金行業(yè)的重要設(shè)備，被廣泛應(yīng)用在冶煉、焊接、噴 涂、搬運(yùn)、裝配等工作場(chǎng)合。 油田管在加熱、精整、運(yùn)輸及各種加工過(guò)程中，由于外力作用，溫度變化及內(nèi)力消長(zhǎng)等因素的影響，往往產(chǎn)生不同程度的彎曲、瓢曲、浪形、鐮彎或歪扭等塑性變形或內(nèi)部殘余應(yīng)力。為了消除這些形狀缺陷和殘余應(yīng)力，獲得平直的成品油田管，油田管需要在矯直機(jī)上進(jìn)行矯直。 管件在軋制、冷卻和運(yùn)輸過(guò)程中，由于各種因 素的影響，往往產(chǎn)生形狀缺陷。如鋼軌、型鋼和鋼管經(jīng)常出現(xiàn)弧形彎曲；某些型鋼 (如工字鋼等 )的斷面會(huì)產(chǎn)生翼緣內(nèi)并、外擴(kuò)和扭轉(zhuǎn)；板材和帶材則會(huì)產(chǎn)生縱向 彎曲 (波浪形 )、橫向彎曲、邊緣浪形、中間瓢曲和鐮刀彎等。 為了獲得 很 直的板材和具有正確幾何形狀的鋼材，軋件需要在矯直機(jī)上進(jìn)行矯直。所以矯直機(jī)是軋鋼生產(chǎn)中的重要機(jī)械設(shè)備，而且也廣泛用于以軋材作坯料的各種車(chē)間 (如汽車(chē)、 船 舶制造廠(chǎng)等 )。 由于軋材品種規(guī)格的多樣化和對(duì)其形狀精度要求的提高，促進(jìn)了矯直理論和矯直機(jī)結(jié)構(gòu)的研究工作的快速發(fā)展以及矯直技術(shù)水平的不斷提高，矯直不同品種規(guī)格的軋件，采用不同結(jié)構(gòu)形式和不同規(guī)格的矯直機(jī)。所以矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)形式繁多，矯直方式也不大相同，按其用途和工作原理可以分為壓力矯直機(jī)、輥式矯直機(jī)、管棒材矯直機(jī)、拉伸矯直機(jī)、拉伸彎曲矯直機(jī)和扭轉(zhuǎn)矯直機(jī) 等幾種類(lèi)型。 矯直技術(shù)多用于金屬加工的后部工序，在很大程度上決定著成品的質(zhì)量水平。 20 世紀(jì) 70年代以來(lái)，矯直技術(shù)與矯直理論的發(fā)展明顯加快，如拉彎直技術(shù)很快走向成熟；開(kāi)發(fā)成功平動(dòng) (萬(wàn)能 )矯直技術(shù)、行星矯直技術(shù)、全長(zhǎng)矯直技術(shù)、程序控制矯直技術(shù)、變凸度及變輥距矯直技術(shù)，以及雙間旋轉(zhuǎn)矯直技術(shù)等。新的矯直技術(shù)也需積極開(kāi)發(fā)，如振動(dòng)矯直、高效高精度滾光矯直、液壓拉彎矯直、高精度壓力矯直，矯直過(guò)程的計(jì)算機(jī)控制、復(fù)合輥形的矯直技術(shù)以及復(fù)合轉(zhuǎn)轂矯直技術(shù)等；在矯直理論研究方面應(yīng)該走出自己的道路，如材料強(qiáng)化影響的計(jì)算方法、變形能 的測(cè)定及計(jì)算方法、等曲率塑性區(qū)長(zhǎng)度及深度對(duì)矯直質(zhì)量的影響，在矯直過(guò)程中克服殘留應(yīng)力影響的方法，減矯直過(guò)程的摩擦損失，最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法，斜輥的受力測(cè)定與計(jì)算方法、熱處理軋材的矯直方法以及雙向旋轉(zhuǎn)矯直法等。 國(guó)內(nèi)應(yīng)用比較普遍的是 列單柱矯直壓裝機(jī)，該產(chǎn)品自動(dòng)化程度低，屬于憑經(jīng)驗(yàn)矯直，矯直精度低。 近年來(lái)，國(guó)內(nèi)的矯直設(shè)備有了很大的發(fā)展，總的發(fā)展趨勢(shì)如下： （ 1）系列完整、品種規(guī)格完全。 （ 2）精度高，檢測(cè)、顯示手段完善，矯直工件質(zhì)量好。 （ 3）附件齊全、矯直工藝范圍擴(kuò)大。 （ 4）向數(shù)控化、柔性化、自動(dòng) 化方向發(fā)展。 合肥工業(yè)大學(xué)與合肥壓力機(jī)械廠(chǎng)合作，研究成功最大矯直力為 100精密矯直液壓機(jī)。該機(jī)采用移動(dòng)式手動(dòng)液壓伺服控制，具有壓力、行程和油溫?cái)?shù)字顯示和預(yù)置功能，并具有多種報(bào)警。該機(jī)的研制成功，提高了我國(guó)型材精密矯直工藝裝備的水平。對(duì)軸類(lèi)零件，棒類(lèi)零件等進(jìn)行精密矯直，可提高工件精度和生產(chǎn)效率。 手動(dòng)伺服控制精密矯直液壓機(jī)帶有適應(yīng)各種軸類(lèi)零件的附件，調(diào)整操作方便，矯直精度高，國(guó)外發(fā)達(dá)國(guó)家已普及應(yīng)用。我國(guó)液壓機(jī)行業(yè)在調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)中，應(yīng)積極開(kāi)發(fā)技術(shù)附加值高的精密矯直液壓機(jī)系列及成套附件，完善檢測(cè)裝置，這樣對(duì) 以國(guó)產(chǎn)品替代自產(chǎn)品，提高經(jīng)濟(jì)效益，增強(qiáng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)力等都具有廣闊的前景。 在型材轎直方面，國(guó)外學(xué)者將重點(diǎn)放在了鋼軌的研究上面，代表性的是澳大利亞的 “鋼軌輥式矯直殘余應(yīng)力的研究”。這篇論文通過(guò)建立彈塑性模型，從理論上研究了鋼軌矯直過(guò)程，并通過(guò)建立三維有限元模型，全面仿真了矯直時(shí)鋼軌內(nèi)的殘余應(yīng)力變化。通過(guò)結(jié)合試驗(yàn)和已有文獻(xiàn)，徹底分析了鋼軌內(nèi)應(yīng)力的分布及對(duì)鋼軌性能的影響。比較全面的還有美國(guó)的 “輥式矯直機(jī)理”。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近年內(nèi)，管材生產(chǎn)不論在數(shù)量上還是品種上，都有相當(dāng) 大的增長(zhǎng)。新型高效率的管材精整設(shè)備，尤其是管材矯直機(jī)，是保證管材質(zhì)量的重要關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外對(duì)管材矯直機(jī)均做了大量的研究工作。管材生產(chǎn)在數(shù)量和品種方面有很大增長(zhǎng)，這就提出了管材精整過(guò)程現(xiàn)代化。制造新型高生產(chǎn)率的精整設(shè)備的任務(wù)首先是管材矯直機(jī)。擺在我們面前的任務(wù)，是生產(chǎn)新型管材矯直機(jī)。 管材矯直機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)是：用數(shù)字控制系統(tǒng)精確調(diào)整上矯直輥位置，并借助自動(dòng)測(cè)量裝置控制矯直輥負(fù)荷和在線(xiàn)計(jì)算機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)操作；高剛度矯直機(jī)座，可滿(mǎn)足大直力條件下的使用，變形小，精度高；為了提高矯直效果，矯直機(jī)出口處的上（下）輥可以單獨(dú)調(diào)整 ，且在矯直過(guò)程可以進(jìn)行調(diào)整；裝備有液壓安全裝置和快速松開(kāi)裝置，以便在設(shè)備過(guò)載、卡鋼和停電時(shí)快速松開(kāi)矯直輥；為避免矯直輥輥面滑傷，輥面應(yīng)有一定的硬度。 研究現(xiàn)狀： 矯直技術(shù)多用于金屬加工的后部工序，在很大程度上決定著產(chǎn)、成品的質(zhì)量水平。矯直技術(shù)同其他金屬加工技術(shù)一樣在 20 世紀(jì)取得了長(zhǎng)足的進(jìn)展，相應(yīng)的矯直理論比取得了很大的進(jìn)步。不過(guò)理論滯后于實(shí)踐的現(xiàn)象比較明顯。另外，就矯直理論的總體來(lái)看，仍然處于粗糙階段，首先就是其基本參數(shù)的確定還要依靠許多經(jīng)驗(yàn)算法和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，如輥數(shù)、輥距、輥徑、 壓彎量及矯直速度等。 到 20 世紀(jì) 70 年代以來(lái)，矯直技術(shù)與矯直理論的發(fā)展明顯加快，如拉彎矯直技術(shù)很快走向成熟；開(kāi)發(fā)成功平動(dòng) (萬(wàn)能 )矯直技術(shù)、行星矯直技術(shù)、全長(zhǎng)矯直技術(shù)、程序控制矯直技術(shù)、變凸度及變輥距矯直技術(shù)，以及雙間旋轉(zhuǎn)矯直技術(shù)等。根據(jù)近年矯直技術(shù)的不斷提高和發(fā)展，首先在矯直過(guò)程的變形機(jī)理方而取得不少的研究成果，如拉力對(duì)矯直的作用，在斜輥矯直機(jī)上壓緊力對(duì)矯直的作用，殘留應(yīng)力對(duì)矯直尺寸精度的影響，等曲率接觸區(qū)對(duì)矯直變形的重義作用等。就我國(guó)工業(yè)發(fā)展水平來(lái)看，常規(guī)的矯直設(shè)備尚需添補(bǔ)和改造，不過(guò)應(yīng)該盡量采用新的高效能的常規(guī)設(shè)備，如新 的拉彎矯直設(shè)備，新的 3— 1— 3 矯直機(jī)，大型二輥矯直機(jī)、滾動(dòng)模轉(zhuǎn)矯直機(jī)及變輥距矯直機(jī)等；新的矯直技術(shù)也需積極開(kāi)發(fā)，如振動(dòng)矯直、高效高精度滾光矯直、液壓拉彎矯直、高精度壓力矯直，矯直過(guò)程的計(jì)算機(jī)控制、復(fù)合輥形的矯直技術(shù)以及復(fù)合轉(zhuǎn)轂矯直技術(shù)等；在矯直理論研究方面應(yīng)該走出自己的道路，如材料強(qiáng)化影響的計(jì)算方法、變形能的測(cè)定及計(jì)算方法、等曲率塑性區(qū)長(zhǎng)度及深度對(duì)矯直質(zhì)量的影響，在矯直過(guò)程中克服殘留應(yīng)力影響的方法，減少矯直過(guò)程的摩擦損失，最佳結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定方法，斜輥的受力測(cè)定與計(jì)算方法、熱處理軋材的矯直方法以及雙向旋轉(zhuǎn) 矯直法等。所有這些已經(jīng)遇到的和想到的問(wèn)題，即使不能概括全面，只要同行們從實(shí)際出發(fā)，發(fā)現(xiàn)問(wèn)題，抓住不放，搞出結(jié)果，將來(lái)一定會(huì)集腋成裘，形成我國(guó)的矯直理淪體系。并讓它更好地為我國(guó)社會(huì)主義四化建設(shè)服務(wù)。 隨著國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，近年內(nèi)，管材生產(chǎn)不論在數(shù)量上還是品種上，都有相當(dāng)大的增長(zhǎng)。新型高效率的管材精整設(shè)備，尤其是管材矯宜機(jī)，是保證管材質(zhì)量的重要關(guān)鍵。國(guó)內(nèi)外對(duì)管材矯直機(jī)均做了大量的研究工作。 管材生產(chǎn)在數(shù)量上和晶種方面有很大增長(zhǎng)，這就提出了管材精整過(guò)程現(xiàn)代化。制造新型高生產(chǎn)率的精整設(shè)備的任務(wù)首先是管材矯直機(jī)。擺在 我們面 前的任務(wù)，是生產(chǎn)新型管材矯直機(jī)。為進(jìn)一步完善精整過(guò)程和提高軋制速度，必須制造新的高效率管材矯 直機(jī)。提高被矯管材材質(zhì)的機(jī)械性能和矯直速度，要求認(rèn)其而客觀(guān)地研究 斜輥式和其它型式矯直機(jī)的矯直過(guò)程。足夠精確地確定矯宜過(guò)程的力能參 數(shù)，對(duì)于設(shè)計(jì)和使用管材矯直饑是非常重要的，因?yàn)檫@樣才有可能正確地 評(píng)價(jià)矯直機(jī)的承裁能力，減少多余的安全系數(shù)，進(jìn)而減輕不必要的設(shè)備重 量。在研究工作中，最困難的是測(cè)量斜輥式矯直機(jī)矯直力能參數(shù)。因?yàn)樵? 這種情況下其力的相互作用關(guān)系是相當(dāng)復(fù)雜的 . 課題研究的主要內(nèi)容和方法，研究 過(guò)程中的主要問(wèn)題和解決辦法： 研究?jī)?nèi)容： 1、了解 矯直原理 2、 矯直機(jī)基本參數(shù)確定 3、設(shè)計(jì) 各零件 的 基本參數(shù)及 對(duì)主要零件的 校核 4、 液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) （ 1）完成動(dòng)作：直線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，液壓缸的壓下和上升。 （ 2）運(yùn)動(dòng)速度要求：沖頭缸缸和矯直缸對(duì)運(yùn)動(dòng)速度并不像精密機(jī)床那樣要求嚴(yán)格，可以說(shuō)基本上沒(méi)有什么要求，只要能完成動(dòng)作即可，但要求動(dòng)作穩(wěn)定。 （ 3）操作控制方式：沖頭缸和矯直缸的壓下和上升，均由各自的電磁換向閥控制。 （ 4） 液壓缸的設(shè)計(jì) （ 5） 液壓泵站的設(shè)計(jì) （ 6） 液壓管路的設(shè)計(jì)與計(jì)算、校核 5、 設(shè)計(jì)小結(jié) 根據(jù)以 上的設(shè)計(jì)要求，初步制定液壓系統(tǒng)的主要部分實(shí)現(xiàn)方案。 （ 1）調(diào)速方式 執(zhí)行元件是由機(jī)械部分給定的油缸，對(duì)速度的精度要求不高，故本系統(tǒng)采用單向節(jié)流閥的回油調(diào)速回路。 （ 2）液壓系統(tǒng)及其工作原理 系統(tǒng)的油源為變量液壓泵，液壓執(zhí)行器為上輥缸（三個(gè)），沖頭缸（兩個(gè)）和兩個(gè)雙向定量液壓馬達(dá)。系統(tǒng)的控制主要采用了疊加式液壓閥，各液壓缸的升降由電磁換向閥控制，速度通過(guò)疊加式單向節(jié)流閥調(diào)節(jié)；系統(tǒng)最高工作壓力由疊加式電磁溢流閥設(shè)定，兩沖頭缸的工作壓力分別由疊加式減壓閥和控制，在液壓馬達(dá)回路上，設(shè)有分流集流閥，以保證二液壓馬達(dá)通 過(guò)擺線(xiàn)針輪行星減速器帶動(dòng)下輥同步旋轉(zhuǎn)，液壓馬達(dá)的換向則由閥 11 控制。通過(guò)調(diào)節(jié)變量葉片泵上的壓力調(diào)節(jié)器，葉片泵的輸出流量變化，各執(zhí)行器速度相應(yīng)變化。電接觸式溫度計(jì)、加熱器、冷卻器等溫控裝置分別用于系統(tǒng)的溫度檢測(cè)、加熱和冷卻。整個(gè)液壓站安裝在機(jī)器的底座上。 （ 3）技術(shù)特點(diǎn) 該管材矯直機(jī)工藝先進(jìn)、性能穩(wěn)定、效率高，具有良好的社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。液壓系統(tǒng)為變量泵供油的回油節(jié)流調(diào)速系統(tǒng)，有利于系統(tǒng)能量的合理使用和散熱。二液壓馬達(dá)采用分流集流閥實(shí)現(xiàn)同步控制。系統(tǒng)采用疊加閥式集成，液壓站結(jié)構(gòu)緊湊，外形美觀(guān)，調(diào)整方便。該系 統(tǒng)可推廣至其他型材的矯直機(jī)中。 研究方法： 矯直機(jī)有一個(gè)初步了解，并對(duì)液壓式矯直機(jī)有深入的認(rèn)識(shí)； 對(duì)方案進(jìn)行比較，經(jīng)過(guò)計(jì)算及經(jīng)驗(yàn)，并請(qǐng)指導(dǎo)老師指導(dǎo)，最終確定最優(yōu)方案。 定各回路，選取各元器件，并對(duì)整個(gè)系統(tǒng)的穩(wěn)定性，工作效能進(jìn)行計(jì)算校核。 助設(shè)計(jì)繪圖，繪制液壓系統(tǒng)圖、裝配圖、部分零件圖。 所設(shè)計(jì)的圖紙及系統(tǒng)進(jìn)行深入的認(rèn)識(shí)，并作出修改。最終定稿。 解決的主要問(wèn)題： 擬定液壓系統(tǒng)原理圖是設(shè)計(jì)液壓系統(tǒng) 的關(guān)鍵，也是整個(gè)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì)中最重要的一步，它是從油路原理上來(lái)具體體現(xiàn)設(shè)計(jì)任務(wù)中提出的各項(xiàng)性能要求的。 擬定液壓系統(tǒng)原理圖包括兩項(xiàng)內(nèi)容： 比選出合適的液壓回路：根據(jù)工況圖上壓力、流量和功率的大小以及系統(tǒng)對(duì)溫升、工作平穩(wěn)性等方面的要求選擇調(diào)速回路，調(diào)速回路一旦確定，快速回路也基本上就確定了，選擇壓力控制回路時(shí)，應(yīng)該仔細(xì)推敲這種回路在選用時(shí)所考慮的問(wèn)題以及各種方案的特點(diǎn)和適用場(chǎng)合； 采用經(jīng)驗(yàn)法。 課題研究所需的參考文獻(xiàn)： [1] 丁紹南 M]界圖書(shū)出版社， 1992. 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[16] 王國(guó)彪，饒明杰 M]炭工業(yè)出版社， 1994. 指導(dǎo)教師審查意見(jiàn)： 指導(dǎo)教師簽字： 20 年 月 日 指導(dǎo)委員會(huì)意見(jiàn)審核意見(jiàn)： 組長(zhǎng)簽字： 20 年 月 日 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 田 鉆桿 矯直機(jī)液壓系統(tǒng)設(shè)計(jì) 摘 要 本次設(shè)計(jì)的液壓系統(tǒng)是油田鉆桿 矯直機(jī) 的 液壓系統(tǒng) ，此液壓系統(tǒng)主要為矯直機(jī)的工作提供動(dòng)力，油田鉆桿 生產(chǎn)過(guò)程中易產(chǎn)生彎曲變形， 油田鉆桿矯直機(jī) 的主要功能是解決變形的 鉆桿 ， 來(lái)達(dá)到減低生產(chǎn)成本，提高施工精度的目的。 輥輪式矯直機(jī)是工業(yè)生產(chǎn)中十分重要的機(jī)械設(shè)備，廣泛應(yīng)用于石油化工業(yè)﹑建筑材料業(yè)﹑以及機(jī)械制造業(yè)中。由于老式的矯直設(shè)備主要是機(jī)械傳動(dòng)和手動(dòng)操作，限制矯直機(jī)的加工精度和發(fā)展空間，液壓伺服系統(tǒng)在矯直機(jī)中的廣泛使用最大限解決了這個(gè)問(wèn)題，不僅提高了加工精度，而且具有矯直力大，反應(yīng)速度 快等優(yōu)點(diǎn)。 本設(shè)計(jì)主要對(duì)液壓系統(tǒng)的回路進(jìn)行了設(shè)計(jì)， 分析了矯直機(jī)的工作原理并且 對(duì)液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)方法做了簡(jiǎn) 要 敘述 ， 對(duì)主要液壓源、電動(dòng)機(jī)、 冷卻器 及控制元件進(jìn)行了 擬定并根據(jù)設(shè)計(jì)要求 選擇 最優(yōu)選項(xiàng) 。 通過(guò)對(duì)本機(jī)機(jī)液壓系統(tǒng)分析，我們計(jì)算了輔助系統(tǒng)和油箱的相關(guān)參數(shù)，而且對(duì)液壓系統(tǒng)的壓力損失展開(kāi)了計(jì)算和解析。 在論文最后，對(duì)液壓系統(tǒng)的裝配﹑ 檢查 及 保養(yǎng) 做了 全面說(shuō)明 。 關(guān)鍵詞 矯直機(jī)；液壓系統(tǒng)；輥 輪 ； 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 of he of of is to of is to of to of is a in in of is of in in to to of of of of of of to to on of We of of In 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 of to do a 爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 錄 摘要 ...................................................................................................................... I .............................................................................................................. 1 章 緒論 ......................................................................................................... 1 究背景及意義 ........................................... 1 直機(jī)國(guó)外現(xiàn)狀 ........................................... 1 直機(jī)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 ........................................... 3 章小結(jié) ................................................. 5 第 2 章 矯直機(jī)的設(shè)計(jì) ......................................................................................... 6 直機(jī)的介紹 ............................................. 6 計(jì)要求 ................................................. 6 案制定 ................................................. 7 章小結(jié) ................................................. 8 第 3 章 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) ......................................................................... 9 選系統(tǒng)壓力 ............................................. 9 算液壓缸尺寸 .......................................... 10 算系統(tǒng)最大流量 ........................................ 11 章小結(jié) ................................................ 11 第 4 章 液壓元件的選擇 ................................................................................... 13 壓泵選擇 .............................................. 13 壓馬達(dá)的選擇 .......................................... 14 壓泵的功率和電機(jī)的選擇 ................................ 14 制閥的選擇 ............................................ 14 道選擇和計(jì)算 .......................................... 15 道種類(lèi)的選擇 ...................................... 15 道內(nèi)徑的計(jì)算 ...................................... 15 道壁厚計(jì)算 ........................................ 16 接頭的設(shè)計(jì) ........................................ 17 箱的設(shè)計(jì) .............................................. 17 箱的功用與分類(lèi) .................................... 17 箱基本結(jié)構(gòu) ........................................ 17 箱容量的計(jì)算 ...................................... 18 箱設(shè)計(jì)參考原則 ........................................ 18 壓系統(tǒng)驗(yàn)算 ............................................ 19 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 系統(tǒng)壓力損失 ........................................ 19 算雷諾數(shù) .......................................... 20 算壓力損失 ........................................ 20 統(tǒng)效率計(jì)算 ........................................ 21 統(tǒng)的發(fā)熱計(jì)算 ...................................... 21 章小結(jié) ................................................ 22 第 5 章 輔件的設(shè)計(jì)與選擇 ............................................................................... 23 濾器的選擇 ............................................ 23 熱器的選擇 ............................................ 23 度計(jì)的選擇 ............................................ 24 路板的設(shè)計(jì) ............................................ 24 章小結(jié) ................................................ 24 第 6 章 液壓系統(tǒng)的安裝、維護(hù) ....................................................................... 25 壓系統(tǒng)的安裝 .......................................... 25 壓系統(tǒng)的調(diào)試 .......................................... 26 壓系統(tǒng)維護(hù) ............................................ 27 壓系統(tǒng)的檢查 ...................................... 27 壓系統(tǒng)的保養(yǎng) ...................................... 28 章小結(jié) ................................................ 29 結(jié)論 ..................................................................................................................... 30 致謝 ..................................................................................................................... 31 參考文獻(xiàn) ............................................................................................................. 32 附錄 A ................................................................................................................. 33 附錄 B ................................................................................................................. 39 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1章 緒論 究背景及意義 隨著人類(lèi)技術(shù)的不斷發(fā)展，人類(lèi)社會(huì)對(duì)于能源的依賴(lài)與需求與日劇增，各行各業(yè)以及日常生活的正常運(yùn)行都離不開(kāi)能源的支持。雖然各種新興能源如核能 ﹑ 潮汐能 等得到了快速的發(fā)展，但在生產(chǎn)生活中 占主體地位的能源仍然是石油、天然氣等化石能源 。據(jù)有效統(tǒng)計(jì)在世界能源占比中石油能源處于第一位，隨著能源爭(zhēng)奪的日益嚴(yán)重，設(shè)備因素成為能源產(chǎn)量的關(guān)鍵因素。 圖 1油鉆桿矯直加工 我國(guó)石油開(kāi)采主要是在陸地進(jìn)行，石油開(kāi)采需要經(jīng)過(guò)精確勘探，在石油開(kāi)采過(guò)程中鉆井工作尤為重要，鉆井工作主要是使用鉆桿進(jìn)行，而鉆桿經(jīng)過(guò)反復(fù)打壓和高強(qiáng)度擠壓后極易產(chǎn)生彎曲以及產(chǎn)生形變，鉆桿發(fā)生形變后會(huì)影響鉆井精度，以至于必須 校直 加工后 才 可以繼續(xù) 使用 ，已達(dá)到節(jié)約成本的目的 。目前， 隨著石油行業(yè)的興起，人們對(duì)先進(jìn)設(shè)備的需求也日益增加，而矯直 設(shè)備更是其中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。 直機(jī)國(guó)外現(xiàn)狀 按照 設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū) 的要求和海內(nèi)海 外 現(xiàn)有材料的整理 ，國(guó)外 較 發(fā)達(dá) 的 國(guó)哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 都 很重視 矯直機(jī) 的發(fā)展，有專(zhuān)門(mén) 制造企業(yè)和 的 科研機(jī)構(gòu)。在過(guò)去的十 幾年中，許多 發(fā)達(dá) 國(guó)家都 研發(fā)液壓 伺服控制 的矯 直機(jī)。 圖 1本高精度矯直機(jī) 日本 公司制造 的 自動(dòng) 型矯直機(jī) 列克服了直接經(jīng)驗(yàn)不足， 零件在立體方向上的撓度可以通過(guò)該系列機(jī)器智能分析運(yùn)算 ， 并 根據(jù) 計(jì)算 結(jié)果，選擇矯直撓度值。 韓國(guó) 公司與 中國(guó)企業(yè)聯(lián)合研發(fā) 列機(jī) 型 。該機(jī)具有 智能和 半 智能兩種 不同的 型號(hào)， 采納 日本 較先進(jìn)的科技以及核心零 件， 主要機(jī)體 部分是由長(zhǎng)春實(shí)驗(yàn)研究所 制造的 。 該系列的 矯直機(jī)具有 自動(dòng)運(yùn)算 系統(tǒng) ，能夠根據(jù)需求進(jìn)行 編程 ，從而達(dá)到對(duì) 機(jī)械、液壓等 元件的調(diào)控 。 操作界面 智能 、 操作簡(jiǎn)便 ， 以向使用者提供先進(jìn)的 技術(shù) 為根本 ， 最大程度的 提高機(jī)器 使用 效率 [ 1 ]。 德國(guó) 達(dá)克斯 公司 研制 的 半自動(dòng) 伺服單柱液壓校直機(jī) ， 矯直力從00 ，能夠根據(jù)需求選擇不同規(guī)格進(jìn)行使用 。 圖 1國(guó)矯直機(jī)控制裝置 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 國(guó) 公司開(kāi)發(fā)的 動(dòng)液壓校直機(jī)。該 機(jī)械 具有 分析 材料 特性的智能系統(tǒng) ，能根據(jù)特性智能 優(yōu)化過(guò)程， 并且能夠通過(guò) 微處理器 調(diào)節(jié) 矯直和測(cè)試序列。它的 特點(diǎn)主要 是： 可允許安裝 8個(gè) 位置測(cè)量﹑感覺(jué)處理和存儲(chǔ)系統(tǒng)； 觸摸顯示 屏幕和人機(jī)對(duì)話(huà)系統(tǒng) ，極大程度的方便操作者的使用 ；糾錯(cuò) 提示 和清晰文本 的 相應(yīng)程序， 分析加工階段 的最后 順序 ；大量統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)的修改和評(píng)價(jià)； 還可以和 主計(jì)算機(jī) 連接 。 可以對(duì)大量 對(duì)稱(chēng) 件進(jìn)行矯直處理 ， 且應(yīng)用于流水 生產(chǎn)線(xiàn) 中 [ 2 ]。 司 研制 的 壓矯直機(jī) ，此系列機(jī) 主要加工 桿 類(lèi) 工 件 ， 矯直機(jī)是封閉 型 、組合 型機(jī) 身結(jié)構(gòu)， 零 件的旋轉(zhuǎn)和 固定 由 智能 系統(tǒng) 調(diào)控，該矯 直機(jī)具有程序 控制器可 以對(duì)參數(shù)進(jìn)行限定，從而預(yù)防事故的發(fā)生，并且可對(duì)材料加工 數(shù)據(jù) 進(jìn)行 存儲(chǔ) 并且對(duì) 矯直過(guò)程 進(jìn)行 控制等。 在型材矯直方面， 海外人員 對(duì)軌道的研究 尤其看重?！盾壍?矯直輥殘余應(yīng)力的 分析 》很具有代表性 。 此 文通過(guò)建立彈性模型，對(duì) 軌道 矯直過(guò)程 展開(kāi) 了 原理 研究，并 且 建立有限元模型，模擬了軌道 的殘余應(yīng)力 變化，對(duì)內(nèi)應(yīng)力的分布展開(kāi)分析。于此類(lèi)似的還有輥 輪矯直機(jī)構(gòu) 》 。 直機(jī)國(guó)內(nèi)現(xiàn)狀 圖 1列石油鉆桿矯直機(jī) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 國(guó)使 用 最廣泛 的是 這類(lèi)機(jī)器智能 化程度較低， 主要靠 經(jīng)驗(yàn) 矯直 ， 導(dǎo)致 精度 不高 。 隨著近年科技的進(jìn)步 ，中國(guó)矯直設(shè)備有了很大 提高 ： （ 1）系列齊全，品種齊全，規(guī)格齊全。 （ 2） 定位 精度高， 并且 檢測(cè)和顯示方法 相對(duì)完備 ，矯直質(zhì)量好。 （ 3）配件齊全，矯直工序擴(kuò)大。 （ 4） 壓頭移動(dòng)更換校直點(diǎn)，移動(dòng)負(fù)載小，移動(dòng)速度快 。 （ 5） 大力 發(fā)展數(shù)控、柔性及自動(dòng)化。 合肥壓力機(jī)械 公司制造出 最大矯直力 100直液壓機(jī)。本實(shí)用新型 矯直機(jī) 采用移動(dòng)式液壓伺服控制，具有數(shù)字顯示 操作屏，可以根據(jù)需求設(shè)置 壓力、行程、油溫等， 并且遇到危險(xiǎn)事件時(shí)會(huì)發(fā)出危險(xiǎn)信號(hào) 。 此機(jī)器 的 制造成功 提 升 了精密矯直設(shè)備的水平。它可以提 升 軸類(lèi)、桿件等工件的精度和生產(chǎn)效率。 圖 1長(zhǎng)春機(jī)械科學(xué)有限公司生產(chǎn)的 列機(jī)械式軸類(lèi)自動(dòng)校直機(jī)， 該類(lèi)產(chǎn)品 基于 直機(jī)的研發(fā)經(jīng)驗(yàn)， 研制出 的一款 自動(dòng)化程度高的矯 直機(jī) ，可以全方位模擬人工加工， 能夠普遍應(yīng) 用于 各 軸 類(lèi) 、 桿類(lèi)零件的自動(dòng)矯直工作。該機(jī)器具有智能化的人機(jī)操作界面可以根據(jù)工件變化繪制柱狀圖，自動(dòng)對(duì)公差進(jìn)行判斷分析，如果公差不符合會(huì)進(jìn)行提示，并且可以對(duì)修正量 進(jìn)行 限定， 可以防止 工件 出現(xiàn) 壓斷或壓裂 的現(xiàn)象 ， 提高了工 件的生產(chǎn)效率。該機(jī)器還具有手動(dòng)調(diào)節(jié)功能，可以對(duì)特定的單元進(jìn)行操作。該機(jī)器占地面積小并且無(wú)噪音污染，實(shí)用范圍廣。 移 動(dòng)伺服控制精密校直液壓機(jī) 可以適用 多種 桿 類(lèi) 工件 ，易于操 控 ， 加工 精度 較 高， 獲得工業(yè)化 國(guó)家 的 廣泛 認(rèn)可 。 目前中國(guó)正處于供給側(cè)改革的關(guān)鍵時(shí)期 ，中國(guó)的 矯直 機(jī)行業(yè)應(yīng)積極 研發(fā) 高附加值的精密校直機(jī)系列配件哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 配 套設(shè)備， 嚴(yán)格的檢驗(yàn)制度 ，使 國(guó)產(chǎn)機(jī)器代替進(jìn)口機(jī)器 ，提高 國(guó)家 經(jīng)濟(jì)效益，提高市場(chǎng) 占有率 ， 使中國(guó)矯直機(jī)行業(yè)具有更輝煌未來(lái) [ 3 ]。 章小結(jié) 本章對(duì)鉆桿矯直機(jī)的發(fā)展前景進(jìn)行介紹，通過(guò)具體機(jī)型更全面的了解了 近年來(lái)各國(guó)在矯直機(jī)行業(yè)取得的進(jìn)步，全面分析了國(guó)內(nèi)外矯直機(jī)現(xiàn)狀，總結(jié)各方優(yōu)缺點(diǎn)，明確了發(fā)展方向。哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2章 矯直機(jī)的設(shè)計(jì) 直機(jī)的介紹 現(xiàn)行矯直方式可分為兩大類(lèi)： 式矯直機(jī) 的應(yīng)用相對(duì)廣泛 ，本文研 究的是 輥式矯直理論及其所 應(yīng) 用的液壓系統(tǒng)。 圖 2直機(jī)工作示意圖 機(jī)架上 部分安裝三個(gè) 上矯直輥， 由各自的液壓缸提供動(dòng)力，加工臺(tái) 上設(shè)有 一對(duì) 較低的矯直輥。軋輥的母線(xiàn)為雙曲線(xiàn)。在 加工 臺(tái) 下部 的兩端， 安裝一對(duì) 沖頭 輥 ，由 各自的沖頭 缸 提供動(dòng)力 。 傳輸設(shè)備 是 把加工 后 的鉆桿 送到收集架里 。 本次設(shè)計(jì)的機(jī)器 使用電 機(jī)驅(qū)動(dòng)滾筒輸送管 [ 4 ]。 計(jì)要求 線(xiàn)運(yùn)動(dòng)，液壓缸上下。 頭液壓 缸和 輥 筒上的速度 限制 不象精密機(jī)床 那樣嚴(yán)格 ， 甚至能 說(shuō)基本上 沒(méi) 有什么 特別的限制 ，只要 能 完成動(dòng)作 就滿(mǎn)足條件 ，但 必須哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 證 動(dòng)作平穩(wěn)。 壓力升高的情況下，沖頭缸和矯直缸由各自的電磁換向閥 進(jìn)行調(diào)控 。 案制定 按照上述的 設(shè)計(jì)要求， 擬定 了 油田鉆桿矯直機(jī)的 液壓系統(tǒng)的 組成部分的完成方案 。 式 執(zhí)行 部件實(shí)現(xiàn)由機(jī)械 機(jī)構(gòu) 給出， 對(duì)液壓 缸 速率 精度 沒(méi)有嚴(yán)格的規(guī)定 ，因此本 設(shè)計(jì)使用 單向節(jié)流閥 的調(diào)速回路 。 及其工作原理 圖 2壓系統(tǒng)圖 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 系統(tǒng)的油源是變量泵，液壓執(zhí)行機(jī)構(gòu)是 三個(gè) 上輥缸， 一對(duì) 沖頭缸 以及一對(duì) 雙向定量液壓馬達(dá)?？刂葡到y(tǒng)主要采用液壓閥疊加，各缸 運(yùn)動(dòng) 的 方向是由 電磁閥控制，速度 的控制 通 過(guò)疊加式節(jié)流閥；最大系統(tǒng)工作壓力由疊加式 電磁閥 進(jìn)行設(shè)置 ， 沖頭缸 工作 時(shí)的 壓力分別由 兩個(gè) 疊加 式減壓 閥 控制， 在液壓馬達(dá)控制回路 上的分流集流閥主要是為了確保兩個(gè)液壓馬達(dá)經(jīng)過(guò)擺線(xiàn)針輪減速器的帶動(dòng)可以達(dá)到同步旋轉(zhuǎn) ， 而液壓馬達(dá)的 換向 由三位四通的電磁換向 閥 控制 。通過(guò)調(diào)節(jié)變量葉片泵上的壓力調(diào)節(jié)器，使葉片泵的輸出流量發(fā)生變化，并且各執(zhí)行器的 流量 也隨之變化。 如圖 述的溫度控制裝置，如電接點(diǎn)溫度計(jì)、加熱器、冷卻器等，分別用于系統(tǒng)的溫度檢測(cè)、加熱和冷卻；空氣過(guò)濾器為空氣過(guò)濾器。液壓站安裝在機(jī)器的底座上 [ 5 ]。 本實(shí)用 新型技術(shù) 成熟 ，性能 優(yōu)越 ，效率 較 高，具有 非常高 的 經(jīng)濟(jì)回報(bào)率 。液壓系統(tǒng)是一個(gè)變量油泵調(diào)速系統(tǒng)， 可以最大限度的 使用 能源，并且散熱 較好 。 本設(shè)計(jì) 采用一體化式疊加閥， 系統(tǒng)各部分連接緊密 ， 布局相對(duì)合理 ， 調(diào)試簡(jiǎn)單 。 本 系統(tǒng) 還 可擴(kuò)展到 不同型材 矯直機(jī) 的設(shè)計(jì)中 。 章小結(jié) 本章主要從分析了目前 以及 現(xiàn)行矯直方式 的種類(lèi)、特點(diǎn)和適用條件，通過(guò)特點(diǎn)對(duì)比并結(jié)合實(shí)際設(shè)計(jì)要求，最終確定了 液壓系統(tǒng)圖 的方案。哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3章 確定液壓系統(tǒng)主要參數(shù) 選系統(tǒng)壓力 眾所周知， F=106沖床液壓缸在整個(gè)矯直工作 最大負(fù)載 F=96上 部輥輪 的 下降 速度 40mm/ ，沖頭 輥輪上升 速度20mm/ 。 通過(guò)壓力和流量 計(jì)算 的數(shù)據(jù)進(jìn)行液壓元件 、附件 以及電 動(dòng)機(jī) 的 選 取 。在 確定 系統(tǒng)壓力后，可以 進(jìn)行 液壓缸的位移 和排量的計(jì)算 。 系統(tǒng)壓力 的 合理 性決定了整個(gè)液壓 系統(tǒng)的 安全等級(jí) 。在 確定一個(gè) 動(dòng)力系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)的 條件 下，如果選擇的壓力太 小 ， 會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng) 元件、輔件的 大小 和重量的 增長(zhǎng) ， 成品 的成本也相 對(duì)提高 ；如果壓力較 大 ， 會(huì)導(dǎo)致 設(shè)備的重量 和大小的相對(duì)減 少，從而 成本也相 對(duì) 減少。如果 一再增加 系統(tǒng)壓力， 導(dǎo)致壓力過(guò)大，會(huì)使 液壓元件的 生產(chǎn) 、輔助材料 難度提高 、 并且 密封要求 和 精度 要求也會(huì)相應(yīng)增加 ， 不但導(dǎo)致 尺寸、重量和成本 的增加 ， 而且引起 效率系數(shù)和使用壽命減少，所以 不應(yīng)該 盲目 提高 高壓力。參見(jiàn) 《 液壓傳動(dòng)系統(tǒng) 》 中常用的系統(tǒng)壓力 ，選定的 初始?jí)毫?為6 ]。 由于回 路上有單向節(jié)流閥， 以至于 選擇取回油腔壓力 表 表 3壓經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù) 回路特點(diǎn) 背壓 (回路特點(diǎn) 背壓 (回油路上設(shè)有節(jié)流閥 回油路上有背壓閥或調(diào)速閥 采用補(bǔ)油泵的閉式回路 活塞 桿徑比 當(dāng)活塞桿受 到 拉 力 ， 通常當(dāng)桿受 到 壓 力 ，為 確保 壓桿的 平 穩(wěn)性， 通常 d[3] 。d 。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 算液壓缸尺寸 液壓缸示意圖如圖 2 所示 圖 2 液壓缸 根據(jù)公式 2211 ? (3 式 中 1A — 無(wú)桿腔有效面積 1P — 無(wú) 桿腔有效壓力 2A — 有桿腔有效面積 2P — 有桿腔有效壓力 1A = 22 ??????? D? 2A = 2222 ??????????????? ? 液壓缸的機(jī)械效率為 ? ，一般范圍 本次選擇 由原始數(shù)據(jù)：沖頭液壓缸負(fù)載 F=96輥液壓缸負(fù)載 F=106入上式可得 上輥液壓缸： D=]})(1[1{42121 ???D=爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 整后取 D 為標(biāo)準(zhǔn) 110 可得 d=7 d=80得 1A = 22 ??????? D? =， 2A =2222 ??????????????? ? =頭液壓缸： ]})(1[1{42121 ????計(jì)算得 D =整后取 D 為標(biāo)準(zhǔn) 100可得 d=0得 1A = 22 ??????? D? = 2A = 2222 ??????????????? ? =算系統(tǒng)最大流量 上輥液壓缸： ? =0410 3 ??? ? = ?q =3 q? =： ? =0210 3 ??? =?q =2 q? =+章小結(jié) 本章主要是對(duì) 系統(tǒng)壓力和流量 進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，給出了設(shè)計(jì)依據(jù)和計(jì)哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 過(guò)程，介紹了 液壓缸尺寸 ，利用 各部件進(jìn)行繪圖 ，并借助 個(gè)液壓缸 進(jìn)行裝配，從而完成整體結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4章 液壓元件的選擇 壓泵選擇 ??? 1 （ 4中 P — 為執(zhí)行元件的 最大工作壓力 12 ?? — 為液壓泵出口到執(zhí)行元件入口之間的壓力損失。由于本次是 初次計(jì)算可以按意愿選擇：管路簡(jiǎn)單、流速不大的取 P?? =路復(fù)雜、流速較大的取 P?? = 1P — 機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí) 執(zhí)行部件的最大壓力 ,據(jù)經(jīng)驗(yàn)取1 ?， 故3?由圖分析可知，系統(tǒng)流量最大時(shí)，為上輥液壓缸和沖頭缸同時(shí)出油時(shí) m a x)( P ??（ 4 式中 K—系統(tǒng)泄漏系數(shù)，取 1.2 q?—同時(shí)動(dòng)作的液壓缸的總流量 由于系統(tǒng)采用一個(gè)泵供油 ， 故： . 選擇液壓泵的規(guī)格： 參考液壓泵的工作方式，按照系統(tǒng)最大壓力和流量，根據(jù)現(xiàn)有液壓泵產(chǎn)品進(jìn)行規(guī)格選擇。 通過(guò)上述計(jì)算的液壓泵的最大壓力 P ，稱(chēng)此壓力為靜態(tài)壓力。機(jī)器工作過(guò)渡過(guò)程中產(chǎn)生的壓力通常大于 P ，通常稱(chēng)此壓力為動(dòng)態(tài)壓力。因此為保證系統(tǒng)正常工作需要泵具有一定后備壓力，額定壓力需要高于系統(tǒng)最大壓力 %60~%20 ，由于高壓持續(xù)時(shí)間短壓力儲(chǔ)備可以取小些，中、低壓系統(tǒng)持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)壓力儲(chǔ)備應(yīng)該取大些；綜上所述泵的流量需要按系統(tǒng)最大流量進(jìn)行選擇 [ 7 ]。故最大工作壓力為 大流量為 =爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 過(guò)以上計(jì)算，選擇型號(hào) 液壓泵 ，此泵的最高工作壓力大流量 181 。 壓馬達(dá)的選擇 為使系統(tǒng)正常工作，選取 此馬達(dá)工作時(shí) 位移mL/ 額定壓力為 額定轉(zhuǎn)矩 額定轉(zhuǎn)速 r/ 最大扭矩 定功率 4]。 壓泵的功率和電機(jī)的選擇 由于在工作過(guò)程中，影響液壓泵的因素很少，所以液壓泵所產(chǎn)生的壓力和流量并無(wú)太大變 化，故液壓泵的驅(qū)動(dòng)功率 η? （ 4 式中 P —最高工作壓力； 液壓泵的流量； η —液壓泵的總效率。 由于液壓泵的總效率 η =容積效率 ×機(jī)械效率。由于液壓泵種類(lèi)較多，效率也各不相同，在此計(jì)算中取 ，故葉片泵的驅(qū)動(dòng)功率 ? ? ??=選擇電機(jī)型號(hào)： 4[4]，其額定功率為 30 制閥的選擇 一般來(lái)說(shuō)按照系統(tǒng)最大工作壓力 、 通過(guò)閥的實(shí)際流量以及閥門(mén)的裝配這幾個(gè)因素 選 取 控制閥， 以下是較容易出錯(cuò)的地方 ： 量不超過(guò)其額定值。否則 會(huì)產(chǎn)生 液壓夾緊和液壓動(dòng)力， 會(huì)降低閥門(mén)質(zhì)量，導(dǎo)致液壓油的泄漏 。 應(yīng)該加大 通過(guò) 減壓 閥 和順序閥的流量 ， 如果 閥門(mén)的流量遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于其額定流量，容易 引發(fā) 振動(dòng)等不 良反應(yīng) 。 通常 來(lái) 講 ，為了 降低不必要的能哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 消耗 ，應(yīng) 選 用開(kāi)啟壓力 較小 止回閥 ，以便于降低流量阻力損失 。 流閥的最 低 穩(wěn)定流量， 是否 滿(mǎn)足閥門(mén)的 開(kāi)啟條件 ，使最 低 穩(wěn)定流量達(dá)到最 低 運(yùn)行速度的部件即可實(shí)現(xiàn)， 應(yīng)該值得注意 。 根據(jù)系統(tǒng)的工作壓力和各部件和附件的實(shí)際流量，所選 閥門(mén)如表 44]。 表 4壓元件表 元件名稱(chēng) 型號(hào) 額定流量（ L） 額定壓力（ 單向閥 50 250 疊加式減壓閥 60 加式電磁溢流閥 加式單向節(jié)流閥 位四通電磁換向閥 340 流集流閥 301 道選擇 和計(jì)算 道種類(lèi)的選擇 傳動(dòng)系統(tǒng)一般使用鋼、銅、橡膠軟、尼龍等材料的管道。選取一般根據(jù)液壓系統(tǒng)的工作時(shí)的壓力、機(jī)構(gòu)的總體排布和工作環(huán)境等，分析具體工作條件以及查閱液壓手冊(cè)進(jìn)行確定。本次設(shè)計(jì)采用鋼管，主要因?yàn)槌袎耗芰^強(qiáng)，價(jià)格相對(duì)便宜，并且能較好的滿(mǎn)足需求 [ 8 ]。 道內(nèi)徑的計(jì)算 管道內(nèi)徑按以下公式進(jìn)行計(jì)算 ? （ 4 式中 q — 通過(guò)管道的最大流量； v — 管道內(nèi)液流允許流速； d — 管道的內(nèi)徑； 取 ? =1m/s 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 0/160 10m 1 ?? ?? ? 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選 01 ? [5] 取 ? =4m/s 6010m 1 ???? ? 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選 01 ? [5] 取 v=2m/s 6/26010m 1 ???? ? 根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)選 02 ? 道壁厚計(jì)算 2? （ 4 式中 ? — 金屬管道內(nèi)壁（ m） d — 管子內(nèi)徑 (m) P — 工作壓力 (b?— 管道材料的抗拉強(qiáng)度 n — 安全系數(shù)； 因?yàn)?以系統(tǒng)驗(yàn)算后符合要求 統(tǒng)效率計(jì)算 由回路效率一般表達(dá)式： ??? pp qp 1?（ 4 式中 11 各執(zhí)行器的負(fù)載壓力和負(fù)載流量（輸入流量）城際的總和(W) 各個(gè)液壓泵供油壓力和輸出流量乘積總和 (W) ??? pp qp 1?=葉片泵的總效率 P? =壓缸的總效率 A? = 則系統(tǒng)效率 ：??? ???? 統(tǒng)的發(fā)熱計(jì)算 液壓系統(tǒng)的能量損失轉(zhuǎn)化為熱量， 導(dǎo)致油溫增加 。 所以 ，必須對(duì) 溫度進(jìn)行調(diào)節(jié) ， 以免產(chǎn)生危險(xiǎn) 。 計(jì)算系統(tǒng)的總發(fā)熱量，即 )1( ???4液壓泵的輸入功率 ? — 液壓系統(tǒng)總效率 所以 )1( ??? 6 3 2 k 7 1 )-(1×30 ?? 當(dāng)只考慮油箱散熱時(shí)，其散熱量，即 ?0（ 4 式中 A— 為油箱散熱面積 2m 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 t? — 系統(tǒng)溫升，單位為 C? ，一般工作機(jī)械 ?? 35 ;工程機(jī)械 ?? 40 ；數(shù)控機(jī)床 ?? 25 ， 本次取 35 C? H— 系統(tǒng)的發(fā)熱量，單位為 W K— 傳熱系數(shù)，單位 ? ??/ ,計(jì)算時(shí)可選用推薦值；通風(fēng)很差 （空氣不循環(huán)）時(shí)， K=8;通風(fēng)良好時(shí)， K=14～ 20;風(fēng)扇冷卻時(shí) K=20～ 25;用循環(huán)水冷卻時(shí) ,K=110～ =18 因油箱容量設(shè)計(jì)為 1800L 設(shè)計(jì)長(zhǎng)為 1500為 1200為1200箱支架高 200散熱面積 A 為 =m 所以散熱量 ?0)(???? 由于 1134W 小 于 8632W 所以系統(tǒng)要冷卻裝置。 在經(jīng)過(guò)安全性﹑散熱率和本次設(shè)計(jì)情況進(jìn)行考慮 選 ，最終選 取冷卻器類(lèi)型： 章小結(jié) 本章對(duì) 油田鉆桿矯直機(jī)的液壓系統(tǒng) 進(jìn)行了 部件尺寸選擇 。分析了 液壓系統(tǒng) 中 的效率和發(fā)熱計(jì)算 ，并通過(guò)強(qiáng)度校核計(jì)算公式計(jì)算 油箱尺寸， 通過(guò)計(jì)算可知， 液壓泵和系統(tǒng)壓力損失等滿(mǎn)足設(shè)計(jì)要求可以進(jìn)行應(yīng)用 。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5章 輔件的設(shè)計(jì)與選擇 濾器的選擇 在液壓系統(tǒng) 工作 中，由于 外部 入侵和 和內(nèi)部產(chǎn)生 ，不可避免地會(huì)出現(xiàn)各種各樣 的污染物，污染物不 但 會(huì)加 快系統(tǒng) 元件的 消耗 ， 并且阻塞小 孔 卡住閥芯 ， 破壞 密封， 使 液壓閥的故障，系統(tǒng)故障。 所以 ，有必要對(duì)油中的污染物進(jìn)行 清除 。 過(guò)濾器 的選擇時(shí)需要注意下列因素 ： 用 方案進(jìn)行 的過(guò)濾器類(lèi)型的選 取 ， 按照位置布局進(jìn)行 選擇。 允許通過(guò) 足夠油量， 而 且損失小。 須保證達(dá)到 液壓系統(tǒng)或部件的清潔要求， 還要保證使用 強(qiáng)度 滿(mǎn)足要求 。 件 ，安 裝后會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)的部分壓降或背壓。 要 符合工作介質(zhì)的 需 求。更換和清洗應(yīng)方便。 裝形式、緊湊合理。 從價(jià)格層面看，應(yīng)該選擇價(jià)格便宜，以降低制作成本 。 空氣過(guò)濾器的準(zhǔn)確度為 一般 過(guò)濾器，材料為多層疊加式濾芯，可濾除大于 10微米的 污垢 。 經(jīng)過(guò)多方面考慮 ，因此決定使用 回油過(guò)濾器的準(zhǔn)確度為普通過(guò)濾器，過(guò)濾材料為濾紙和纖維濾芯，可過(guò)濾 5用 的回油過(guò)濾器，濾芯型號(hào) X [ 14 ]。 熱器的選擇 液壓系統(tǒng)油溫應(yīng)控制在 C?30 ～ C?50 。最高不應(yīng)高于 C?70 ，最低不應(yīng)小于 C?15 。油的溫度 超標(biāo) ，會(huì)使機(jī)油變質(zhì)， 減少 油的粘度，導(dǎo)致組件的泄漏 提高 ，降低了效率； 當(dāng) 油溫過(guò)低，使 油 的粘度 變 大， 導(dǎo)致液壓 泵吸油 難度增加 。油溫 過(guò)高或者過(guò)低 會(huì)造成工作 異常 ，為了 使 油能工作在 允許溫度范圍內(nèi)，需要 調(diào)節(jié) 油溫的系統(tǒng)，即采用 溫度調(diào)節(jié) 的方法 [ 15 ]。 本設(shè)計(jì)采用美國(guó)電熱器 ? 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 度計(jì)的選擇 電接點(diǎn)溫度計(jì)的 288 設(shè)計(jì)，能在溫度達(dá)到和超過(guò)給定值時(shí)，發(fā)出一個(gè)電子 脈沖 ， 并 且 可以 當(dāng)作 溫度控制系統(tǒng)電路開(kāi)關(guān)。 路板的設(shè)計(jì) 油路板的一部分 為 集成塊制造的主要 根據(jù) ： 油路板的各部分應(yīng)具有 一定 數(shù)量的 圖紙 ， 用來(lái) 表示和反映油路板的形狀和尺寸。 通常 應(yīng) 該 包括油路板的前視圖和各層的剖面圖。 標(biāo)注必須完整， 有必要確定元件的基本線(xiàn)坐標(biāo)，并指示每個(gè)孔的大小和深度 。一般孔位公差和孔深誤差為自由公差， 所以 不能標(biāo)注， 如果有特殊需求 ，應(yīng) 寫(xiě)明 。 油板材料，通常為 45鋼。鑄件不得松動(dòng)、收縮和裂紋等缺 點(diǎn) 。安裝前應(yīng)對(duì)元件進(jìn)行磨削，表面 粗糙度可根據(jù)液壓閥進(jìn)行加工。 本設(shè)計(jì)的部件為三 個(gè)換向 閥和單向節(jié)流元件 構(gòu) 成的油路板 [ 16 ]。 章小結(jié) 本章對(duì)輔件進(jìn)行設(shè)計(jì)和選擇，對(duì)過(guò)濾器 ﹑加熱器和溫度計(jì)進(jìn)行最優(yōu)選擇，并對(duì)油路板進(jìn)行設(shè)計(jì)，最終各部分均滿(mǎn)足本次設(shè)計(jì)要求。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6章 液壓系統(tǒng)的安裝、維護(hù) 壓系統(tǒng)的安裝 驟 ： (1)預(yù)安裝（試裝）：彎頭， 安 上油管及 部件 ， 全部 管道 固定 ； (2)第一 次 清洗（清洗）：酸洗回路、清洗槽及各種部件等； (3)第 一次 安裝：連接清洗電路和系統(tǒng)； (4)二次清洗（系統(tǒng)清洗）：用清洗油清洗管路； (5)第二次安 裝：正式系統(tǒng)； (6)實(shí)際工作的調(diào)整與測(cè)試：加油，正式測(cè)試系統(tǒng)。 管 道 路連接泵、 各類(lèi)元件 和執(zhí)行機(jī)構(gòu)。 所以 管道 應(yīng) 選擇合理，安裝正確，清洗干凈等。 (1)管道檢查，確保管路 擁有 足夠的抗壓強(qiáng)度，在輸送過(guò)程中油量損失小，安裝方便，管路 干凈 ，內(nèi)壁 沒(méi)有 銹 痕 ， 沒(méi)有 水垢。 檢查管道 得時(shí)候 ，如果內(nèi)部和外部有腐蝕或 顯著 的變色， 有 切斷的 裂痕和小孔 ，管 上 表面壓痕深度 達(dá)到 管道直徑管 %20 ，裂紋的深度創(chuàng)面 達(dá)到管壁厚度 10%以上， 則 不能用統(tǒng) 一的。 檢查管道的存放情況，如果發(fā)現(xiàn)內(nèi)部腐蝕 損壞 ，使用酸 全面 清洗內(nèi)壁，然后檢查合格， 后 安裝。 (2)管道彎曲半徑不宜過(guò)小。彎曲曲率過(guò)大，會(huì) 引起 應(yīng)力集中 加劇 ，減少 疲勞強(qiáng)度，而且容易出現(xiàn) 褶皺 。當(dāng)管 道為填充物彎曲管道 時(shí)，最小彎曲半徑為： 鋼管熱彎： R>3D 鋼 管 冷彎： R>6D 最大彎管橢圓度 不能大于 %15 ；彎曲的側(cè) 壁 厚度不超過(guò)該管彎頭 壁厚厚度的 20%；內(nèi)側(cè)部分不 應(yīng)該 有扭傷、 壓壞 或 褶皺 ，在外部彎曲 可以出現(xiàn)鋸齒或不規(guī)則的現(xiàn)象。平面 轉(zhuǎn)彎區(qū)域 外徑應(yīng)小于原管道直徑的 %70 [ 17 ]。 (1)吸油管安裝及要求： ①吸油管道 應(yīng)該 盡可能短 并且盡量保持直線(xiàn) ， 降低 吸 油 的阻力， 方便吸油 ， 防止產(chǎn)生空 吸 情況 。泵的吸入 垂直距離 ， 各種 類(lèi)型泵的要求是不 一樣的 ， 通常應(yīng)該小于 500 ②油管的連接 需要較好密封性 ， 不應(yīng) 泄漏 現(xiàn)象 ， 如果工作時(shí)吸入氣體會(huì) 造成噪音， 嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致 無(wú)法吸收油。 ③ 吸油管應(yīng)安裝在過(guò)濾器上，機(jī)油濾清器的精度一般為 200~100 目，哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 油量 要大于 是泵額定流量的 %200 ， 還應(yīng)該參照 清洗和拆卸的 難易 性。 (2)回油管的安裝和要求： ①執(zhí)行機(jī)構(gòu)的主回路和 輔件 的回油閥應(yīng) 處于 油面 之 下， 預(yù)防 油濺入氣泡內(nèi)。 ②安全閥可 接 回油箱 并且允許 與 冷卻器 連接 ，來(lái)降低油溫上升速度，但 不 可以 泵 的 進(jìn)油口直接連接 。 ③單向減壓閥的排油口 和回油管 之間 不 可以存在 背壓， 如果存在需要取回油箱， 來(lái)避免出現(xiàn)故障 。 ④安裝水平油管應(yīng)為 1000/3 ～ 1000/5 坡度。當(dāng)管道太長(zhǎng)， 需要使用夾持油管進(jìn)行安裝 。 油的壓力管道的安裝位置應(yīng)靠近設(shè)備基礎(chǔ) 也要便于連接和維修 ， 在震動(dòng)劇烈處應(yīng)該將木塊或橡膠加在管夾上， 還應(yīng)該注意以下事項(xiàng)： (1)管線(xiàn)應(yīng)該盡量減少轉(zhuǎn)彎，和不必要的長(zhǎng)度，安裝管道時(shí)應(yīng)盡量平行或者垂直 。 (2)在交叉處應(yīng)該有 10免相互干擾，在最高位置上應(yīng)該設(shè)置排氣裝置。 液壓系統(tǒng)的輔助部件包括：油管、管接頭、油箱、冷卻密封裝置等。 輔助元件的安裝注意以下幾點(diǎn)： (1)應(yīng)按照設(shè)計(jì)要求 進(jìn)行組裝 和 保持 整潔。 (2)原封件和材料如果不能滿(mǎn)足需求，應(yīng)主動(dòng)更換 。 按照設(shè)計(jì)要求，盡量考慮使用方便保養(yǎng) 液壓系統(tǒng)的調(diào)試 施工機(jī)械設(shè)備 組 裝完畢后，試驗(yàn)精度 是否滿(mǎn)足要求 ， 一定要 進(jìn)行試運(yùn)行 ， 以檢測(cè)設(shè)備的狀況。 操作條件滿(mǎn)足設(shè)備 制造 工藝 需 求，實(shí)現(xiàn) 機(jī)器預(yù)期的最大生產(chǎn)率。 液壓系統(tǒng)的調(diào)試 是機(jī)器檢驗(yàn)的重要環(huán)節(jié) 。 液壓系統(tǒng)的調(diào)試應(yīng)遵循以下步驟： （ 1）安裝與 連接是否正確 安全 ；各種閥門(mén)進(jìn) 出油口是錯(cuò)誤的； 液壓泵的輸出流向是否正確 。 （ 2） 為防止冷卻液、磨料顆粒、灰塵等雜質(zhì)進(jìn)入罐體，液壓元件的保護(hù)裝置可用且處于良好狀態(tài)。 （ 3） 油箱油位和液位都很好。 （ 4） 系統(tǒng)中的元件、管路及管路接頭安裝、調(diào)試、檢修方便， 確定哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 力表安裝 位置能否易于 觀(guān)察。 目視檢查發(fā)現(xiàn)，調(diào)試前應(yīng)糾正的問(wèn)題。 先進(jìn)行潤(rùn)滑，然后 用液壓油裝滿(mǎn)油箱，用手 帶動(dòng) 液壓泵，使泵內(nèi) 注 滿(mǎn)液壓油， 預(yù)防 液壓泵 工作 時(shí)因缺油而燃燒或 卡住 。 空氣負(fù)試驗(yàn)機(jī) 可以在沒(méi)有 負(fù)載 情況 下， 仔細(xì) 檢查每個(gè)元件，輔助裝置和系統(tǒng)循環(huán)是 否 正 確 ， 閥 門(mén)的切換是 否符合要求。 （ 1）運(yùn)轉(zhuǎn) 液壓泵， 在 泵 無(wú)載荷工作 時(shí)，檢查泵的壓力是否在 合理的區(qū)間 內(nèi)；看操作是否正常，有 無(wú) 噪音；罐內(nèi)液面 有無(wú) 氣泡， 油 面 的 高度 是否處于 規(guī)定限度 里面 。 （ 2） 空載運(yùn)行狀態(tài)的系統(tǒng)， 應(yīng)使 活塞 頂在液壓 缸蓋上或移動(dòng)部件在上死點(diǎn)停止，或用 別的手段 使運(yùn)動(dòng) 緩慢暫 停， 使 溢流閥慢慢調(diào)整到 合理 的壓力， 查看 調(diào)整過(guò)程中 是否存在故障 ，然后讓液壓缸多次 重復(fù) 運(yùn)動(dòng)，打開(kāi)存儲(chǔ)在排氣系統(tǒng)的閥 門(mén) ；檢驗(yàn)工作正確性和安全 設(shè)備 的 安全 性。檢查所有部件和管道泄漏，內(nèi)泄漏量 處于可以接受的 范圍 里 ；空載運(yùn)行時(shí)間結(jié)束后，看 液位 是否 下降，由于液壓油進(jìn)入管道和液壓缸 ，會(huì)導(dǎo)致 水平 面降 低。 （ 3） 用電氣設(shè)備 查看 啟動(dòng)和更換動(dòng)作的 穩(wěn)定 性，不 允許出現(xiàn) 爬行、跳躍和碰撞。 （ 4） 系統(tǒng) 持續(xù) 續(xù) 工作 一段時(shí)間后，查 看 油溫升高，溫度升高應(yīng)在規(guī)定值內(nèi)（ 通常 油溫為 ? 60~35 ）。 負(fù)載測(cè)試機(jī)是根據(jù) 設(shè)定 的載荷設(shè)計(jì)的系統(tǒng)，查 看 系統(tǒng)是否達(dá)到預(yù)期要求；檢查噪聲和振動(dòng)在允許范圍內(nèi)；穩(wěn)定性檢查工作部件和扭轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，應(yīng)無(wú)爬行、跳躍和影響檢查電源 [ 18 ]。 壓系統(tǒng)維護(hù) 通常來(lái)說(shuō)液壓系統(tǒng)的安全程度較高，依舊需要定期的進(jìn)行維護(hù)和保養(yǎng)，如果維護(hù)不達(dá)標(biāo)，會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的安全隱患，影響生產(chǎn)，嚴(yán)重時(shí)甚至?xí)?/div>
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