毕业设计（论文）_直缝钢管扩径机移动回路设计说明书.doc

摘 要 随着国家能源项目的进一步开发及各项长距离输油输气工程的开工，大口径的石油天然气输送管道的需求量剧增，但是国内生产的焊接钢管均因为没有扩径而造成生产的钢管质量不合格，因此，对焊接钢管扩径的研究极其重要。 焊管扩径的作用 对钢管进行“整形”，提高钢管的形状与尺寸精度； 减少或消除由于成型及实验造成的鲍辛格效应，提高钢管的屈服强度； 消除钢管成型和焊接的残余应力。 直缝焊管机械扩径工艺技术国内外制造大口径直缝埋弧焊管的成型方法有uoe成型法、排辊成型法(cfe)、ce成型等。对于绝大多数成型方法的最后一道工序都是对焊接后管坯再进行一次全长扩径，以提高焊接管形质量。扩径成为大口径直缝焊管生产中确保成品管质量的一道重要工序。扩径是一种利用液压或机械方式从钢管内壁加力使钢管沿着径向向外扩胀成型的压力加工工艺。机械方式比液压方式，设备简单且效率更高，在世界上最先进的几条大口径直缝焊管制管线扩径工序都被采用，其工艺为：机械扩径利用扩径机端部的分瓣的扇形块沿径向扩张，使管坯沿长度方向以步进方式，分段实现全管长塑性变形的过程。分为5个阶段1初步整圆阶段。扇形块打开直到所有扇形块都接触到钢管内壁，此时步长范围内钢管内圆管中各点半径大小都几乎一致，钢管得到初步整圆。2名义内径阶段。扇形块从前段位置开始降低运动速度，直到抵达要求位置，这个位置是质量要求的成品管内圆周位置。3弹复补偿阶段。扇形块在2阶段的位置开始进一步将低速度，直到抵达要求位置，这个位置是工艺设计要求的弹复前钢管内圆周位置。4保压稳定阶段。扇形块在弹复前钢管内圆周位置一段时间保持不动，这是设备和扩径工艺要求的保压稳定阶段。5卸荷回归阶段。扇形块从弹复前钢管内圆周位置开始迅速回缩，直到抵达初始扩径的位置，这是扩径工艺要求的扇形块最小收缩直径。在实际应用中，工艺简化中，2、3步骤可以合并简化，这对钢管的扩径质量没有影响。国内，能生产x120直缝焊管的宝钢、太钢在其扩径中都采用了以上5阶段的机械扩径工艺技术。 1 1.1 直缝钢管扩径机移动回路工作原理 1 1.2 直缝钢管扩径机移动回路主要技术参数 1 2 系统方案的拟定 2 2.1 拟定直缝钢管扩径机移动回路各部分的工作方案 2 2.2 拟定直缝钢管扩径机移动回路原理图 3 3 液压元件的选择计算 4 3.1 执行机构工作压力的确定 4 3.2 执行元件的计算 4 3.2.1 液压缸主要尺寸的计算 5 3.2.2 液压缸所需流量的计算 6 3.2.3 液压缸工作压力的计算 7 3.2.4 液压缸输入功率的计算 7 3.3 泵的选择计算 8 3.4 电动机的选择 9 3.5 管道的计算 10 3.6 液压控制阀的选择 11 3.7 油箱的设计计算 12 4 液压辅助元件的选择计算 13 4.1 加热器的选择计算 13 4.2 冷却器的选择计算 14 4.2.1 系统温升的计算 14 4.2.2 冷却器的计算 15 4.2.3 冷却水流量的计算 16 4.2.4 冷却器型号的选择 16 4.3 过滤器的选择 17 4.4 蓄能器的选择 18 4.5 油箱辅件的选择 19 4.6 液压工作介质的选取 19 结 束 语 20 参 考 文 献 22 致 谢 23 1 绪 论 液压系统移动回路是液压系统中最基本的回路，一般用于系统的快速运动。在实际工作中多出现在运送机构、移动机构和定位机构中等辅助机构中。直缝钢管扩径机移动回路就是作为扩径机的辅助机构，完成直缝钢管的快速移动。 1.1直缝钢管扩径机移动回路工作原理 电动机为液压系统提供动力。 液压系统移动回路主要由泵、油缸、安全溢流阀、调速法、蓄能器、加热器、 冷 却器油箱及其它附件等组成。液压回路为开式，由发动机输出轴直接驱动。整机安装了一个安全溢流阀以控制系统的最高工作压力，并可根据执行机构的需要来进行调节。通过调速法来调节执行液压缸的移动速度，通过调节进入执行液压缸流量的大小来实现执行液压缸的快速运动。液压油箱容积根据系统流量大小而定，在环境温度过高或使用温度较低时，可根据液温选择开启冷却器或者加热器。液压工作装置采用先导式电液比例换向阀操作控制。采用压力补偿变量泵，它由发动机直接带动，是液压系统的动力源。 移动回路工作过程：液压泵打出的压力油经过换向阀从一端进入执行液压缸，液压缸的活塞杆升出，当到达最大行程后，换向阀换向，压力油从执行液压缸的另一端进入液压缸，活塞杆缩回，促使先进油的油缸腔泄油，泄油压力为零，同样经过换向阀通过回油管回油箱，完成一个回路。 1.2 直缝钢管扩径机移动回路主要技术参数 （1）液压缸： 执行元件 数量 行程（mm） 时间（s） 负载（KN） 移动缸 1 7200 5 110 系统方案的拟定