【正文】 .................................................一. 鋼管矯直機(jī)的用途管件在軋制、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。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?！　?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)。 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。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。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。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。擺在我們面前的任務(wù)，是生產(chǎn)新型管材矯直機(jī)。輥式矯直機(jī)以熱矯直機(jī)數(shù)量為多，總的趨勢(shì)如下：（1） 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)厚儀自動(dòng)控制矯直輥負(fù)荷和在線過(guò)程計(jì)算機(jī)進(jìn)行全自動(dòng)操作。（3） 為了提高矯直效果，矯直機(jī)出口處的上（或下輥） 可以單獨(dú)調(diào)整，且在矯直過(guò)程也可以進(jìn)行調(diào)整。（5） 下矯直輥可以沿矯直方向傾斜以調(diào)整矯直輥負(fù)荷。（7） 上、下矯直輥和支承輥分別裝在各自的框架上，框架及其輥?zhàn)涌梢詡?cè)向移動(dòng)進(jìn)行快速換輥，實(shí)現(xiàn)輥系的線外整備（即擁有兩套以上的輥系裝備供給一套矯直機(jī)使用）。（9） 在矯直輥入口處安裝一彎頭壓直機(jī)，消除頭部鋼管的上翹。對(duì)輥式矯直機(jī)必須保證工作輥和支承輥的輥面硬度有一個(gè)差值。三個(gè)快開(kāi)缸帶動(dòng)上矯直輥實(shí)現(xiàn)快速上下移動(dòng)； 下中輥快開(kāi)缸和下中輥高度調(diào)整液壓馬達(dá)用來(lái)實(shí)現(xiàn)下中輥高度調(diào)節(jié)，提高矯直精度；上輥平衡缸，六個(gè)，兩個(gè)為一組給主缸運(yùn)動(dòng)提供背壓，減少?zèng)_擊；下輥平衡鎖緊缸調(diào)整下輥角度，使?jié)L子受力更合理；入出口輥道升降液壓缸調(diào)整輥道高度，方便管材輸送； 換輥裝置液壓馬達(dá)換輥時(shí)用馬達(dá)帶動(dòng)倒鏈拖出滾子；夾送輥擺動(dòng)液壓缸送料，定位；閥，泵，電動(dòng)機(jī)，油箱自己選或設(shè)計(jì)?？爝M(jìn)時(shí)完成動(dòng)作時(shí)間t3=V3/Q3快進(jìn)=。 上輥平衡鎖緊液壓缸 Φ65/36X150 6個(gè) 10mm/S ，平衡缸內(nèi)徑為65mm，活塞桿直徑為36mm，即：快進(jìn)時(shí)：Q4快進(jìn)= ≈2L/min快退時(shí)： Q4快退 = =容積變化量V4=A4xL4== ?？焱藭r(shí)完成動(dòng)作時(shí)間t439。 下輥鎖緊液壓缸 Φ65/36X60 6個(gè) 10mm/S，平衡缸內(nèi)徑為65mm，活塞桿直徑為36mm，即：快進(jìn)時(shí)：Q5快進(jìn)= ≈2L/min快退時(shí)： Q5快退 = =容積變化量V5=A5xL5== ?？焱藭r(shí)完成動(dòng)作時(shí)間t3`=V5/Q5快退=?？爝M(jìn)時(shí)完成動(dòng)作時(shí)間t6=V6/Q6快進(jìn)=。=V6/Q6快退=。 X v7= ≈容積變化量V7=A7 x L7= = L 。快退時(shí)完成動(dòng)作時(shí)間t739。 X v8= ≈容積變化量V8=A8x L8= = 。快退時(shí)完成動(dòng)作時(shí)間t839。(s)換輥液壓馬達(dá)1下中輥高度調(diào)整馬達(dá) 1上輥快開(kāi)缸 Φ300/180X20 3127上輥平衡缸 Φ65/36X150 6215下輥鎖緊缸Φ65/36X60626下中輥快開(kāi)缸Φ250/180X20 1.入，出輥道升降液壓缸CD250A80/56150A10/02CGDMA各4夾送輥擺動(dòng)液壓缸CD250B40/2850A10/02CGDMA2流量時(shí)間圖9. 蓄能器的計(jì)算與選擇根據(jù)教材《液壓傳動(dòng)系統(tǒng)》第三版第五章“蓄能器回路分析”提到‘經(jīng)大量的例證可以得出，蓄能器的工作容積應(yīng)該等于負(fù)的△Vi中絕對(duì)值最大的與正的△Vi中絕對(duì)值最大的二者之和，表現(xiàn)為Vw=∣△Vi∣max+∣+△Vi∣max式中 Vw—蓄能器工作容積； ∣△Vi∣max—負(fù)的△Vi中絕對(duì)值最大值； ∣+△Vi∣max—正的△Vi中絕對(duì)值最大值；由流量時(shí)間圖可以求出△Vi1=()x6= △Vi2=() x9+△Vi1= =327△Vi3=() +△Vi2= =338△Vi4=()+△Vi3==△Vi5=() +△Vi4==△Vi6=() +△Vi5==△Vi7=() +△Vi6==△Vi8=() +△Vi7==△Vi9=()+Vi8==由上式可以看出∣△Vi∣max=338；∣+△Vi∣max=則Vw=∣△Vi∣max+∣+△Vi∣max=338+93=431L因?yàn)橐陨蟿?dòng)作順序可能不完全對(duì)，導(dǎo)致計(jì)算數(shù)據(jù)偏大，現(xiàn)在假設(shè)全部靠蓄能器來(lái)保壓，Σ△VK=(+++++)=計(jì)算方法二： △V=Σ△VK1Σqmt式中 △V有效排油量（L） Σ△V系統(tǒng)中各個(gè)工作點(diǎn)耗油量總和（L） K系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般可以選K1= Σqmt泵總供油量（一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)系統(tǒng)所需的平均流量），可按下式計(jì)算：Σqm=K2ΣVi/T或Σqm=K2(QmaxQmin)/2式中Ｋ２－－－系統(tǒng)泄漏系數(shù)，Ｋ＝－ ΣVi系統(tǒng)中一個(gè)工作循環(huán)內(nèi)各個(gè)執(zhí)行機(jī)構(gòu)耗油量總和（L） Qmax系統(tǒng)中最大流量 Qmin系統(tǒng)中最小流量 T機(jī)組工作周期時(shí)間(s) t最大耗油量時(shí)泵的工作時(shí)間(s)T=21,t=。長(zhǎng)X寬X高=15OOX1000X800=1200L d=(4Q/πv)189。==63mm液壓系統(tǒng)壓油管道推薦流速36，壓力高，管道短，粘度小取大值；；②給快開(kāi)缸供油的管子，則d2=(4x127/1000/60/)189。==4mm④給入出口輥道升降液壓缸供油的管子，取速度值為3，則d4=()189。==7mm⑥給下中輥高度調(diào)整液壓馬達(dá)供油的管子，取速度值為3，因?yàn)轳R達(dá)轉(zhuǎn)速不同，所需流量不同，,則d6=()189。==27mm最后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 軟管 取值如下名稱D1D2D3D4D5D6D7內(nèi)徑819管道壁厚δ=pd/2[σ]根據(jù)流量和過(guò)濾精度選擇ZUH250X10FS,40通徑、流量計(jì)算及泵的規(guī)格選擇1）泵工作壓力確定實(shí)際工作過(guò)程中，液壓油在進(jìn)油路中有一定的壓力損失，因此在計(jì)算泵的工作時(shí)必須考慮壓力損失。本液壓機(jī)執(zhí)行部件的最大工作壓力P1=14MPA，進(jìn)油路中的壓力損失，取=。即：通過(guò)計(jì)算，泵的工作壓力Pp=。此外，為了延長(zhǎng)設(shè)備的使用壽命，設(shè)備在設(shè)計(jì)時(shí)必須有一定的壓力儲(chǔ)備量，并確保泵的壽命，因此在選取泵的額定工作壓力Pn時(shí)，應(yīng)滿足，取Pp=。 式中：—液壓泵的最大流量；KL—液壓系統(tǒng)泄漏系數(shù)，一般取KL=～，取KL=；—同時(shí)動(dòng)作的各執(zhí)行元件所需流量之和的最大值。將參數(shù)代入公式中，即：但是有蓄能器補(bǔ)油，可以選擇A10VS0100DR1500r/min時(shí)，流量150L/min,功率62千瓦，尺寸206X液壓機(jī)的執(zhí)行件有兩個(gè)，即：主缸和平衡缸。電動(dòng)機(jī)額定功率的確定必須根據(jù)消耗功率最大的工況來(lái)確定，因此要分別計(jì)算主缸、頂出缸各工況消耗的功率。P=18X10^6 X 140/1000/60 /=45600W=選擇電動(dòng)機(jī)型號(hào)Y250M4,額定功率55千瓦，轉(zhuǎn)速1480轉(zhuǎn)每分，質(zhì)量520千克，電動(dòng)機(jī)尺寸845X435. 4． 繪制液壓系統(tǒng)圖5． 液壓元件的選擇通過(guò)液壓系統(tǒng)的參數(shù)計(jì)算查閱液壓手冊(cè)，液壓元件選擇如表22所示： 表22 液壓元件明細(xì)表序 號(hào)液 壓 元 件 名 稱元 件 型 號(hào)數(shù)量額定流量（L/min）廠家1油箱12002過(guò)濾器ZUH250X10FS1250太原液壓機(jī)械廠3液壓泵A10VS01002力氏樂(lè)4電磁溢流閥DBW102001QMAX=250力氏樂(lè)5液控單向閥2Z2S611力氏樂(lè)液控單向閥1Z2S106力氏樂(lè)6Y1，Y3，Y5，Y7Y16,Y174WEH10E30各1100力氏樂(lè)7Y2，Y4，Y6，Y8，Y9，Y10，Y11，Y12，Y13，Y14,Y154WE6E5各160力氏樂(lè)9單向節(jié)流閥3Z2SF106 力氏樂(lè)10單向節(jié)流閥4Z2SF64 力氏樂(lè)12溢流閥18DBDS8P1100250力氏樂(lè)13溢流閥19DBDS20P11002250力氏樂(lè)14蓄能器NXQLF63/H,163奉化液壓件廠15電動(dòng)機(jī)Y250m441 泵站圖 六．液壓系統(tǒng)性能驗(yàn)算液壓系統(tǒng)壓力損失，壓力損失包括管路的沿程損失△p1 ，和管路的局部壓力損失△p2，和閥類元件的局部壓力損失△p3，總的壓力損失△p=△p1+ △p2+ △p3 △p1=^2l/d 。式中 l管道的長(zhǎng)度（m） d管道的內(nèi)徑（m） v 液流平均速度 (m/s) ρ 液壓油密度 (kg/m3) λ沿程阻力系數(shù) ξ 局部阻力系數(shù) △p3=△pn(Q/Qn)^2式中Qn閥的額定流量 (m3/s) Q通過(guò)閥的實(shí)際流量(m3/s) △pn閥的額定壓力損失(Pa),矯直機(jī)執(zhí)行部件有主缸和平衡缸，夾送輥擺動(dòng)缸，輥道升降缸，換輥馬達(dá)，下中輥高度調(diào)整液壓馬達(dá)，供油管子管徑如下名稱D1D2D3D4D5D6D7內(nèi)徑819最后根據(jù)標(biāo)準(zhǔn) 軟管 取值如下液壓油選用LHL32液壓油，15℃時(shí)該油液的運(yùn)動(dòng)粘度,油液密度。進(jìn)油管長(zhǎng)度為3m，沿程壓力損失為：閥的壓力損失；那么進(jìn)油路總的壓力損失為：=+=由于進(jìn)出口管徑相同，要求工作速度相同，所以估算壓力損失也相同，那么回油壓力損失；△p=+= 其他元件可以看成是和主缸并聯(lián)的，入出口輥道升降液壓缸速度比較高，做一驗(yàn)算，其他元件忽略。進(jìn)油管長(zhǎng)度為10m，沿程壓力損失為：閥的壓力損失；那么進(jìn)油路總的壓力損失為：=+=由于進(jìn)出口管徑相同，要求工作速度相同，所以估算壓力損失也相同，；△p=+=要求工作壓力14兆帕，而設(shè)計(jì)的是18兆帕，所以這點(diǎn)壓力損失對(duì)系統(tǒng)的工作幾乎沒(méi)有影響！通過(guò)對(duì)主缸、入出口輥道升降缸各工況的壓力損失驗(yàn)算可知，液壓系統(tǒng)的油路構(gòu)及元件參數(shù)選擇滿足要求。開(kāi)始，我不會(huì)用 ＣＡＤ，在老師的強(qiáng)烈建議下，我學(xué)會(huì)了ＣＡＤ，出了我的第一張ＣＡＤ圖紙，雖然很糟糕，頗有詬病，我還是很高興，因?yàn)槲矣侄嗔艘豁?xiàng)技能，以后的路就更好走一些。后來(lái)問(wèn)老師才知道不要求做三維制圖，也不用管缸，馬達(dá)等實(shí)體如何空間布置，只做系統(tǒng)圖和泵站圖，這才明白，所想與所要求的背道而馳。元件選型感觸最深，第一次我選擇的元件很多，很雜，在畫裝配圖時(shí)，怎么也組合不起來(lái)，很是納悶！仔細(xì)觀察油孔布置之后發(fā)現(xiàn)力氏樂(lè)的六通徑和油研的六通徑空位置不一樣。第二次選擇，全部選擇力氏樂(lè)的電磁換向閥，液控單向閥，單向節(jié)流閥，可是，還是組合不到一起來(lái)，除非管式連接，可是老師要求的是疊加閥，怎么就疊不起來(lái)呢？問(wèn)同學(xué)，又問(wèn)老師，還是不明白，明明他們都可以疊加起來(lái)，為什么我的就不行？思來(lái)想去，突然大笑，原來(lái)我是一個(gè)很爛的月老，非要把普通閥當(dāng)作疊加閥用，能疊起來(lái)嗎？第三次，經(jīng)歷元件選型就比較順利。這個(gè)過(guò)程就像織繭一樣，每一個(gè)動(dòng)作都是在為最后的“房子”增磚添瓦。在老師的指導(dǎo)下，我順利的完成了畢業(yè)設(shè)計(jì)。 the speed of an actuator depends on how much oil is pumped into it per unit of time. It is possible to regulate flow w