油田钻杆矫直机液压系统设计（全套含CAD图纸）
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录 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 2- 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 . 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. 4- 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 5- 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 6- 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 录 B 矫正扁轧制品现代化设备的自动化 摘要：本文通过实例对新型矫直设备发展进行介绍， 新型矫直机是包括一个有由数字和模拟信号控制的大范围液压和电力驱动组件构成的先进多功能系统机制。整个复杂的机制可以被划分为以下两个功能组：主要功能组，包括直接参与矫直运作的机制（ 阻跌机制，单独调整辊的机制，调整不同矫直过程的组件，从顶部辊到各支线的机制，主驱动器 ）；辅助功能组，（包括暗盒更换机制，轴锁机制，辊冷却系统设备）。运用现代化的液压及电力驱动使得矫直机及其元件上操作的主辅运作都能实现完全的自动化。最后对新型设备自动化 的现状及未来的发展进行总结。 关键词： 矫直机 ：自动化：辊 1. 简介 司于 2003 年 8 月在其 2800 和 5000 辗轧器上成功完成引进新的线内矫直机（ 此机器的主要设计特点如下： 每台机器配备液压暂缓机制（以改善机器调整的动力和准确度，更加可靠地维持恒定差距） ; 每台机器拥有借助液压缸来单独调整每个工作辊的机制（这就通过提供对一个曲率改变的控制拓宽了矫直的范围）； 每一工作辊由其自身的可调驱动提供（以消除轴与轴之间坚硬的动力约束）； 辊的 方便维修和降低辊更 换费用）； 就是双倍的辊间距离（这就拓宽了机器可提供的板厚范围）。 以下是对最重要的板矫直机器机制的特点和自动化控制系统的描述。同时讨论下这些机制的运作机制。单片矫直机器功能的液压阻跌机制（ 要是以下两个机制：调整机制；通过此机制维持特殊位置。每一机制对应的控制系统和一定效率标准都需满足一定要求。在调整机制中，液压阻跌机制控制系统必须完成以下职能： 与液压缸同步运动并保持偏差角度在规定范围内； 为调整一个新板的尺寸而加速； 维持机制安置的高 精度； 维持机制的运作时控制系统需满足以下条件： 稳固顶部暗盒与顶部支线辊的高精度协调； 减少当设备发生偏差时将其返回至规定坐标所需的时间（比如因矫直一块板而用的力）； 需要同步化。在 第三制板车间的板矫直机器运作的经验中显示大多在调整机器中的问题因素都是应用液压缸时力量的不均匀造成的。 大量的运作部分的不对称分配是引起这一不均匀的原因（特别是轴配置重量的影响）。服务系统阀的“电力零点”及其关联的“液压零点”也是一个作用因素。液压缸的体积越小，后者的作用就越为显著。因此，支线的顶部 辊的 2. 辊的单独驱动 上述设计基于带不同能量供应的自控马达驱动频繁地转换实现。每个单独的驱动提供多于一个足驱动的优点如下： 更大的可靠性，工作辊线速与板的速度差异使机制少了很多负载的组件； 当一个或甚至几个驱动发生故障时机器仍能继续运作；在这种情况下，辊的回应能从矫直区域撤去； 辊的线速可以根据板的实际速度单独被纠正；此纠正能被作为预备措施（在已测值和已计算值的基础上）也可以在矫直运作的过程中（通过雇佣人员来获得频繁转化的数据）进行。 主驱动绕九个矫直辊和两个外罩辊转动。因为 就是说，如果驱动在即使很短的时间内也无法正常运作，那么可能造成不能大批量生产，所以驱动在运作中必须高可靠。 驱动必须要满足的要求决定机器的运作和设计特性如下： 进行矫直的板必须在矫直辊，外罩辊以及辊转送器的毗邻部分建立刚性的动力学连接； 由于在矫直操作中塑性变形，板需要伸长，长度的增加随着各工作辊长度因弯曲半径的不同而不同。这种情况导致板速在朝 必须可能使用不同直径的工作辊（这一点还正在做，比如，因为不均匀的磨损或重磨）； 辊的负载应 根据所选矫直机制来区分； 反向的矫直也应该可以； 鉴于以上因素与此处讨论的板矫直机器实际运作机制问题，以下是建立电力驱动的要求： 速度的规定在较广的限制内，包括负荷下的马达启动； 在逆向机制中也可运行； 性特性 = (M)； 维持规定速度的高精度； 完全同步操作； 3. 节步骤 基于板厚和钢组成的预备调整，适用于冷轧板（ t = 20C ）； 深一层调整基于安装在与 0 最终调整基于安装在机器入口处的高温及获得的数据； 在自动化变种中，当下一块板将要到达机器的时候 ，控制机器的毗邻辊转送器转变为 在这种情况下，板要直到调整完成后才可进入机器工作区。如果通过机器的一块板不需要矫直，那么机器将转入传输机制。在这种情况下，顶部横架以及暗盒被升至一规定量，辊的速度改变，这样其速度就与毗邻的辊转送器速度一致了。暗盒更换机制用在当辊破损或需要再次研磨工作辊和备用辊时。在这种情况下，操作者可通过控制辅助机制控制运作：轴锁机制，出辊车，锁住暗盒底部以及车位置，以及移动车的液压缸。 该机制通过非接触式传感器固定于适当位置。 4. 制系统 控制板矫直机需要开发一个强有力的 高性能系统，为其提供理想的控制精度并结合快速的运作。 此控制系统被划分为两个层次：基础层次，更高层次。诊断系统被建立为一个分离的系统。为了控制 泵站还提供了一个第二控制器。控制系统的基础层次采用 7工业程序控制器，而上等层次控制器和诊断控制器则建立在标准的计算机基础之上。用于更高层次系统的计算机同时也为 制器的不同元素与一个 3）。第一个环路的功能是与控制器，更高层次计算机，诊断站， 水泵站控制器 之间的沟通连接。第二个环路由系统功能 元素连接 率转换，线更换仪器，输入 /输出遥控模块）。 控制系统的功能依据下列原则被划分为基础层次和更高层次：所有牵涉从安装在机制上的传感器接收数据，通过自动过程控制系统从将被矫直的板上获取信息，为执行机制（传动装置）生成或发射信号的运作都被指定为基础层次。归档控制点与控制控制板运作的功能被指定为更高层次。以下具体功能则都是由控制板上的基础层次自动化系统完成的： 从更高层次系统获得指定矫直参数（辊速度，顶部横臂坐标，与横臂相关联的辊的坐标）； 加工参数，将控制信号的回应发送给自动器； 从安装在机 制上决定 息； 从安装在机制上计算控制行动的反馈传感器获取信息； 分析从感应器所读数据确定数据的准确性； 与 水 泵电池站 (行数据交换，并将该站的运作参数发射高更高层次显示； 接收从更高层次系统传输来的为机器或 为作出恰当调整从更高层次系统获取为数据自动纠正的初始数据； 更高层次的自动系统功能如下： 在矫直机制上为机制选拔输入数据并将这些信息计入数据库 ； 从回应板数据库手动选择矫直机制（此由操作者完成）； 基于从更高层 次系统所获信息自动选择矫直机制； 在矫直与暗盒更换机制内手动控制机器； 基于从感应器所读信息与限制转换位置指示机制位置； 指示在 指示由测温计所量板的温度； 视觉指示矫直机制与机器调整的代表； 为诊断而视觉指示机器机制与 远程输入输出模块 来为不受管制的驱动器供电。腔内包括中继设备，连接它们的驱动器与控制器保持相当距离。使用这一模块可以显著缩端连接电缆。 5. 结论 立国家联合体（独联体） 的合作伙伴成功引进配备现代自动化控制系统的板矫直 机器。此机器的使用减小并几乎彻底消除了成品板质量对其操作者技术的依赖。 其控制系统与方便的用户接口允许没有受过专业培训的人员快速地掌握机器的操作。由于机器机制的准确动作以及使用恰当的控制与特殊的控制算法的精密设备使其位置维持在高准确度，生产高质量产品就得到了保障。 另外，此机器还配备了先进的诊断系统来记录其重要运作参数。此系统的有效性方便机器许多复杂组件的维护与维修。 录 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 2- 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 . 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. 4- 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 5- is a by of on of of to of SM is of to is on to of by 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第三制板车间的板矫直机器运作的经验中显示大多在调整机器中的问题因素都是应用液压缸时力量的不均匀造成的。 大量的运作部分的不对称分配是引起这一不均匀的原因（特别是轴配置重量的影响）。服务系统阀的“电力零点”及其关联的“液压零点”也是一个作用因素。液压缸的体积越小，后者的作用就越为显著。因此，支线的顶部 辊的 2. 辊的单独驱动 上述设计基于带不同能量供应的自控马达驱动频繁地转换实现。每个单独的驱动提供多于一个足驱动的优点如下： 更大的可靠性，工作辊线速与板的速度差异使机制少了很多负载的组件； 当一个或甚至几个驱动发生故障时机器仍能继续运作；在这种情况下，辊的回应能从矫直区域撤去； 辊的线速可以根据板的实际速度单独被纠正；此纠正能被作为预备措施（在已测值和已计算值的基础上）也可以在矫直运作的过程中（通过雇佣人员来获得频繁转化的数据）进行。 主驱动绕九个矫直辊和两个外罩辊转动。因为 就是说，如果驱动在即使很短的时间内也无法正常运作，那么可能造成不能大批量生产，所以驱动在运作中必须高可靠。 驱动必须要满足的要求决定机器的运作和设计特性如下： 进行矫直的板必须在矫直辊，外罩辊以及辊转送器的毗邻部分建立刚性的动力学连接； 由于在矫直操作中塑性变形，板需要伸长，长度的增加随着各工作辊长度因弯曲半径的不同而不同。这种情况导致板速在朝 必须可能使用不同直径的工作辊（这一点还正在做，比如，因为不均匀的磨损或重磨）； 辊的负载应 根据所选矫直机制来区分； 反向的矫直也应该可以； 鉴于以上因素与此处讨论的板矫直机器实际运作机制问题，以下是建立电力驱动的要求： 速度的规定在较广的限制内，包括负荷下的马达启动； 在逆向机制中也可运行； 性特性 = (M)； 维持规定速度的高精度； 完全同步操作； 3. 节步骤 基于板厚和钢组成的预备调整，适用于冷轧板（ t = 20C ）； 深一层调整基于安装在与 0 最终调整基于安装在机器入口处的高温及获得的数据； 在自动化变种中，当下一块板将要到达机器的时候 ，控制机器的毗邻辊转送器转变为 在这种情况下，板要直到调整完成后才可进入机器工作区。如果通过机器的一块板不需要矫直，那么机器将转入传输机制。在这种情况下，顶部横架以及暗盒被升至一规定量，辊的速度改变，这样其速度就与毗邻的辊转送器速度一致了。暗盒更换机制用在当辊破损或需要再次研磨工作辊和备用辊时。在这种情况下，操作者可通过控制辅助机制控制运作：轴锁机制，出辊车，锁住暗盒底部以及车位置，以及移动车的液压缸。 该机制通过非接触式传感器固定于适当位置。 4. 制系统 控制板矫直机需要开发一个强有力的 高性能系统，为其提供理想的控制精度并结合快速的运作。 此控制系统被划分为两个层次：基础层次，更高层次。诊断系统被建立为一个分离的系统。为了控制 泵站还提供了一个第二控制器。控制系统的基础层次采用 7工业程序控制器，而上等层次控制器和诊断控制器则建立在标准的计算机基础之上。用于更高层次系统的计算机同时也为 制器的不同元素与一个 3）。第一个环路的功能是与控制器，更高层次计算机，诊断站， 水泵站控制器 之间的沟通连接。第二个环路由系统功能 元素连接 率转换，线更换仪器，输入 /输出遥控模块）。 控制系统的功能依据下列原则被划分为基础层次和更高层次：所有牵涉从安装在机制上的传感器接收数据，通过自动过程控制系统从将被矫直的板上获取信息，为执行机制（传动装置）生成或发射信号的运作都被指定为基础层次。归档控制点与控制控制板运作的功能被指定为更高层次。以下具体功能则都是由控制板上的基础层次自动化系统完成的： 从更高层次系统获得指定矫直参数（辊速度，顶部横臂坐标，与横臂相关联的辊的坐标）； 加工参数，将控制信号的回应发送给自动器； 从安装在机 制上决定 息； 从安装在机制上计算控制行动的反馈传感器获取信息； 分析从感应器所读数据确定数据的准确性； 与 水 泵电池站 (行数据交换，并将该站的运作参数发射高更高层次显示； 接收从更高层次系统传输来的为机器或 为作出恰当调整从更高层次系统获取为数据自动纠正的初始数据； 更高层次的自动系统功能如下： 在矫直机制上为机制选拔输入数据并将这些信息计入数据库 ； 从回应板数据库手动选择矫直机制（此由操作者完成）； 基于从更高层 次系统所获信息自动选择矫直机制； 在矫直与暗盒更换机制内手动控制机器； 基于从感应器所读信息与限制转换位置指示机制位置； 指示在 指示由测温计所量板的温度； 视觉指示矫直机制与机器调整的代表； 为诊断而视觉指示机器机制与 远程输入输出模块 来为不受管制的驱动器供电。腔内包括中继设备，连接它们的驱动器与控制器保持相当距离。使用这一模块可以显著缩端连接电缆。 5. 结论 立国家联合体（独联体） 的合作伙伴成功引进配备现代自动化控制系统的板矫直 机器。此机器的使用减小并几乎彻底消除了成品板质量对其操作者技术的依赖。 其控制系统与方便的用户接口允许没有受过专业培训的人员快速地掌握机器的操作。由于机器机制的准确动作以及使用恰当的控制与特殊的控制算法的精密设备使其位置维持在高准确度，生产高质量产品就得到了保障。 另外，此机器还配备了先进的诊断系统来记录其重要运作参数。此系统的有效性方便机器许多复杂组件的维护与维修。 毕 业 设 计 题 目： 油田钻杆矫直机液压系统设计 院、 系： 姓 名： 指导教师： 系 主 任： 2017 年 6 月 23 日 毕业设计 (论文 ) 开 题 报 告 学生姓名 学 号 专 业 班 级 指导教师 课题题目及来源： 题目：钻杆矫直机液压系统设计 题目来源：自拟 课题研究的意义和国内外研究现状： 研究意义： 液压技术对现代社会中人们的日常生活、工农业生产、科学研究活动正起着越来越重要的作用，已成为现代机械设备和装置中的基本技术构成、现代工程控制的基本技术要素和工业及国防自动化的重要手段，并在国民经济各行业以及几乎所有技术领域中日益广泛应用，应用液压技术的程度已 成为衡量一个国家工业化水平的重要标志 在工业生产中，各种矫直机被广泛用作材料的矫直，由于液压矫直机优良的性能，液压矫直机的使用相当广泛 ,它不仅操作方便 ,而且可以大大提高工作效率。液压矫直机也是冶金行业的重要设备，被广泛应用在冶炼、焊接、喷涂、搬运、装配等工作场合。 油田管在加热、精整、运输及各种加工过程中，由于外力作用，温度变化及内力消长等因素的影响，往往产生不同程度的弯曲、瓢曲、浪形、镰弯或歪扭等塑性变形或内部残余应力。为了消除这些形状缺陷和残余应力，获得平直的成品油田管，油田管需要在矫直机上进行矫直。 管件在轧制、冷却和运输过程中，由于各种因 素的影响，往往产生形状缺陷。如钢轨、型钢和钢管经常出现弧形弯曲；某些型钢 (如工字钢等 )的断面会产生翼缘内并、外扩和扭转；板材和带材则会产生纵向 弯曲 (波浪形 )、横向弯曲、边缘浪形、中间瓢曲和镰刀弯等。为了获得 很 直的板材和具有正确几何形状的钢材，轧件需要在矫直机上进行矫直。所以矫直机是轧钢生产中的重要机械设备，而且也广泛用于以轧材作坯料的各种车间 (如汽车、 船 舶制造厂等 )。 由于轧材品种规格的多样化和对其形状精度要求的提高，促进了矫直理论和矫直机结构的研究工作的快速发 展以及矫直技术水平的不断提高，矫直不同品种规格的轧件，采用不同结构形式和不同规格的矫直机。所以矫直机的结构形式繁多，矫直方式也不大相同，按其用途和工作原理可以分为压力矫直机、辊式矫直机、管棒材矫直机、拉伸矫直机、拉伸弯曲矫直机和扭转矫直机等几种类型。 矫直技术多用于金属加工的后部工序，在很大程度上决定着成品的质量水平。 20 世纪 70年代以来，矫直技术与矫直理论的发展明显加快，如拉弯直技术很快走向成熟；开发成功平动 (万能 )矫直技术、行星矫直技术、全长矫直技术、程序控制矫直技术、变凸度及变辊距矫直技术，以及双间 旋转矫直技术等。新的矫直技术也需积极开发，如振动矫直、高效高精度滚光矫直、液压拉弯矫直、高精度压力矫直，矫直过程的计算机控制、复合辊形的矫直技术以及复合转毂矫直技术等；在矫直理论研究方面应该走出自己的道路，如材料强化影响的计算方法、变形能的测定及计算方法、等曲率塑性区长度及深度对矫直质量的影响，在矫直过程中克服残留应力影响的方法，减矫直过程的摩擦损失，最佳结构参数的确定方法，斜辊的受力测定与计算方法、热处理轧材的矫直方法以及双向旋转矫直法等。 国内应用比较普遍的是 列单柱矫直压装机，该产品自动化程度低 ，属于凭经验矫直，矫直精度低。 近年来，国内的矫直设备有了很大的发展，总的发展趋势如下： （ 1）系列完整、品种规格完全。 （ 2）精度高，检测、显示手段完善，矫直工件质量好。 （ 3）附件齐全、矫直工艺范围扩大。 （ 4）向数控化、柔性化、自动化方向发展。 合肥工业大学与合肥压力机械厂合作，研究成功最大矫直力为 100精密矫直液压机。该机采用移动式手动液压伺服控制，具有压力、行程和油温数字显示和预置功能，并具有多种报警。该机的研制成功，提高了我国型材精密矫直工艺装备的水平。对轴类零件，棒类零件等进行精密矫直， 可提高工件精度和生产效率。 手动伺服控制精密矫直液压机带有适应各种轴类零件的附件，调整操作方便，矫直精度高，国外发达国家已普及应用。我国液压机行业在调整产品结构中，应积极开发技术附加值高的精密矫直液压机系列及成套附件，完善检测装置，这样对以国产品替代自产品，提高经济效益，增强市场竞争力等都具有广阔的前景。 在型材轿直方面，国外学者将重点放在了钢轨的研究上面，代表性的是澳大利亚的 “钢轨辊式矫直残余应力的研究”。这篇论文通过建立弹塑性模型，从理论上研究了钢轨矫直过程，并通过建立三维有限 元模型，全面仿真了矫直时钢轨内的残余应力变化。通过结合试验和已有文献，彻底分析了钢轨内应力的分布及对钢轨性能的影响。比较全面的还有美国的 “辊式矫直机理”。 随着国民经济的发展，近年内，管材生产不论在数量上还是品种上，都有相当大的增长。新型高效率的管材精整设备，尤其是管材矫直机，是保证管材质量的重要关键。国内外对管材矫直机均做了大量的研究工作。管材生产在数量和品种方面有很大增长，这就提出了管材精整过程现代化。制造新型高生产率的精整设备的任务首先是管材矫直机。摆在我们面前的任务，是生产新型管材矫直 机。 管材矫直机的发展趋势是：用数字控制系统精确调整上矫直辊位置，并借助自动测量装置控制矫直辊负荷和在线计算机进行全自动操作；高刚度矫直机座，可满足大直力条件下的使用，变形小，精度高；为了提高矫直效果，矫直机出口处的上（下）辊可以单独调整，且在矫直过程可以进行调整；装备有液压安全装置和快速松开装置，以便在设备过载、卡钢和停电时快速松开矫直辊；为避免矫直辊辊面滑伤，辊面应有一定的硬度。 研究现状： 矫直技术多用于金属加工的后部工序，在很大程度上决定着产、成品的质量水平。矫直技术同其他金属加工技术一样在 20 世 纪取得了长足的进展，相应的矫直理论比取得了很大的进步。不过理论滞后于实践的现象比较明显。另外，就矫直理论的总体来看，仍然处于粗糙阶段，首先就是其基本参数的确定还要依靠许多经验算法和经验数据，如辊数、辊距、辊径、 压弯量及矫直速度等。 到 20 世纪 70 年代以来，矫直技术与矫直理论的发展明显加快，如拉弯矫直技术很快走向成熟；开发成功平动 (万能 )矫直技术、行星矫直技术、全长矫直技术、程序控制矫直技术、变凸度及变辊距矫直技术，以及双间旋转矫直技术等。根据近年矫直技术的不断提高和发展，首先在矫直过程的变形机理方 而取得不少的研究成果，如拉力对矫直的作用，在斜辊矫直机上压紧力对矫直的作用，残留应力对矫直尺寸精度的影响，等曲率接触区对矫直变形的重义作用等。就我国工业发展水平来看，常规的矫直设备尚需添补和改造，不过应该尽量采用新的高效能的常规设备，如新 的拉弯矫直设备，新的 3 1 3 矫直机，大型二辊矫直机、滚动模转矫直机及变辊距矫直机等；新的矫直技术也需积极开发，如振动矫直、高效高精度滚光矫直、液压拉弯矫直、高精度压力矫直，矫直过程的计算机控制、复合辊形的矫直技术以及复合转毂矫直技术等；在矫直理论研究方面应该走出自己的道路，如材料强化影响的计算方法、变形能的测定及计算方法、等曲率塑性区长度及深度对矫直质量的影响，在矫直过程中克服残留应力影响的方法，减少矫直过程的摩擦损失，最佳结构参数的确定方法，斜辊的受力测定与计算方法、热处理轧材的矫直方法以及双向旋转 矫直法等。所有这些已经遇到的和想到的问题，即使不能概括全面，只要同行们从实际出发，发现问题，抓住不放，搞出结果，将来一定会集腋成裘，形成我国的矫直理沦体系。并让它更好地为我国社会主义四化建设服务。 随着国民经济的发展，近年内，管材生产不论在数量上还是品种上，都有相当大的增长。新型高效率的管材精整设备，尤其是管材矫宜机，是保证管材质量的重要关键。国内外对管材矫直机均做了大量的研究工作。 管材生产在数量上和晶种方面有很大增长，这就提出了管材精整过程现代化。制造新型高生产率的精整设备的任务首先是管材矫直机。摆在 我们面 前的任务，是生产新型管材矫直机。为进一步完善精整过程和提高轧制速度，必须制造新的高效率管材矫 直机。提高被矫管材材质的机械性能和矫直速度，要求认其而客观地研究 斜辊式和其它型式矫直机的矫直过程。足够精确地确定矫宜过程的力能参 数，对于设计和使用管材矫直饥是非常重要的，因为这样才有可能正确地 评价矫直机的承裁能力，减少多余的安全系数，进而减轻不必要的设备重 量。在研究工作中，最困难的是测量斜辊式矫直机矫直力能参数。因为在 这种情况下其力的相互作用关系是相当复杂的 . 课题研究的主要内容和方法，研究 过程中的主要问题和解决办法： 研究内容： 1、了解矫直原理 2、矫直机基本参数确定 3、设计各零件的基本参数及对主要零件的校核 4、液压系统设计 （ 1）完成动作：直线运动，液压缸的压下和上升。 （ 2）运动速度要求：冲头缸缸和矫直缸对运动速度并不像精密机床那样要求严格，可以说基本上没有什么要求，只要能完成动作即可，但要求动作稳定。 （ 3）操作控制方式：冲头缸和矫直缸的压下和上升，均由各自的电磁换向阀控制。 （ 4）液压缸的设计 （ 5）液压泵站的设计 （ 6）液压管路的设计与计算、校核 5、设计小结 根据以 上的设计要求，初步制定液压系统的主要部分实现方案。 （ 1）调速方式 执行元件是由机械部分给定的油缸，对速度的精度要求不高，故本系统采用单向节流阀的回油调速回路。 （ 2）液压系统及其工作原理 系统的油源为变量液压泵，液压执行器为上辊缸（三个），冲头缸（两个）和两个双向定量液压马达。系统的控制主要采用了叠加式液压阀，各液压缸的升降由电磁换向阀控制，速度通过叠加式单向节流阀调节；系统最高工作压力由叠加式电磁溢流阀设定，两冲头缸的工作压力分别由叠加式减压阀和控制，在液压马达回路上，设有分流集流阀，以保证二液压马达通 过摆线针轮行星减速器带动下辊同步旋转，液压马达的换向则由阀 11 控制。通过调节变量叶片泵上的压力调节器，叶片泵的输出流量变化，各执行器速度相应变化。电接触式温度计、加热器、冷却器等温控装置分别用于系统的温度检测、加热和冷却。整个液压站安装在机器的底座上。 （ 3）技术特点 该管材矫直机工艺先进、性能稳定、效率高，具有良好的社会效益和经济效益。液压系统为变量泵供油的回油节流调速系统，有利于系统能量的合理使用和散热。二液压马达采用分流集流阀实现同步控制。系统采用叠加阀式集成，液压站结构紧凑，外形美观，调整方便。该系 统可推广至其他型材的矫直机中。 研究方法： 矫直机有一个初步了解，并对液压式矫直机有深入的认识； 对方案进行比较，经过计算及经验，并请指导老师指导，最终确定最优方案。 定各回路，选取各元器件，并对整个系统的稳定性，工作效能进行计算校核。 助设计绘图，绘制液压系统图、装配图、部分零件图。 所设计的图纸及系统进行深入的认识，并作出修改。最终定稿。 解决的主要问题： 拟定液压系统原理图是设计液压系统 的关键，也是整个液压系统设计中最重要的一步，它是从油路原理上来具体体现设计任务中提出的各项性能要求的。 拟定液压系统原理图包括两项内容： 比选出合适的液压回路：根据工况图上压力、流量和功率的大小以及系统对温升、工作平稳性等方面的要求选择调速回路，调速回路一旦确定，快速回路也基本上就确定了，选择压力控制回路时，应该仔细推敲这种回路在选用时所考虑的问题以及各种方案的特点和适用场合； 采用经验法。 课题研究所需的参考文献： 1 丁绍南 M界图书出版社， 1992. 2 邢福康 M炭工业出版社， 1991. 3 赵宏珠综采面矿压与液压支架设计 M国矿业学院出版社， 1987. 4 杨振复，罗恩波放顶煤开采技术与放顶煤液压支架 M炭工业出版社， 1995. 5综采技术手册编委会综采技术手册 M炭工业出版社， 2000. 6 程居山矿山机械 M国矿业大学出版社， 2000. 7 雷天觉新编液压工程手册 M京理工大学出版社， 1998. 8 成大先 M学工业出版社， 2004. 9 曾正明 M械工业出版社， 2003. 10 陶驰东 M炭工业出版社， 1993. 11 张家鉴，陈文享 M炭工业出版社， 1985. 12 甘永立 M海科学技术出版社， 2001. 13 徐灏 M械工业出版社， 2003. 14 单辉祖 M等教育出版社， 1999. 15 王国法 M炭工业出版社， 1999. 16 王国彪，饶明杰 M炭工业出版社， 1994. 指导教师审查意见： 指导教师签字： 20 年 月 日 指导委员会意见审核意见： 组长签字： 20 年 月 日 田钻杆矫直机液压系统设计 摘 要 本次设计的液压系统是油田钻杆矫直机的液压系统，此液压系统主要为矫直机的工作提供动力，油田钻杆生产过程中易产生弯曲变形，油田钻杆矫直机的主要功能是解决变形的钻杆，来达到减低生产成本，提高施工精度的目的。 辊轮式矫直机是工业生产中十分重要的机械设备，广泛应用于石油化工业建筑材料业以及机械制造业中。由于老式的矫直设备主要是机械传动和手动操作，限制矫直机的加工精度和发展空间，液压伺服系统在矫直机中的广泛使用最大限解决了这个问题，不仅提高了加工精度，而且具有矫直力大，反应速度 快等优点。 本设计主要对液压系统的回路进行了设计，分析了矫直机的工作原理并且对液压系统的设计方法做了简要叙述，对主要液压源、电动机、冷却器及控制元件进行了拟定并根据设计要求选择最优选项。通过对本机机液压系统分析，我们计算了辅助系统和油箱的相关参数，而且对液压系统的压力损失展开了计算和解析。在论文最后，对液压系统的装配检查及保养做了全面说明。 关键词 矫直机；液压系统；辊轮； 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 of to do a 4- 目 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 错误 !未定义书签。 究背景及意义 . 错误 !未定义书签。 直机国外现状 . 错误 !未定义书签。 直机国内现状 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 2 章 矫直机的设计 . 错误 !未定义书签。 直机的介绍 . 错误 !未定义书签。 计要求 . 错误 !未定义书签。 案制定 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 3 章 确定液压系统主要参数 . 错误 !未定义书签。 选系统压力 . 错误 !未定义书签。 算液压缸尺寸 . 错误 !未定义书签。 算系统最大流量 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 4 章 液压元件的选择 . 错误 !未定义书签。 压泵选择 . 错误 !未定义书签。 压马达的选择 . 错误 !未定义书签。 压泵的功率和电机的选择 . 错误 !未定义书签。 制阀的选择 . 错误 !未定义书签。 道选择和计算 . 错误 !未定义书签。 道种类的选择 . 错误 !未定义书签。 道内径的计算 . 错误 !未定义书签。 道壁厚计算 . 错误 !未定义书签。 接头的设计 . 错误 !未定义书签。 箱的设计 . 错误 !未定义书签。 箱的功用与分类 . 错误 !未定义书签。 箱基本结构 . 错误 !未定义书签。 箱容量的计算 . 错误 !未定义书签。 箱设计参考原则 . 错误 !未定义书签。 压系统验算 . 错误 !未定义书签。 系统压力损失 . 错误 !未定义书签。 算雷诺数 . 错误 !未定义书签。 算压力损失 . 错误 !未定义书签。 统效率计算 . 错误 !未定义书签。 统的发热计算 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 5 章 辅件的设计与选择 . 错误 !未定义书签。 滤器的选择 . 错误 !未定义书签。 热器的选择 . 错误 !未定义书签。 度计的选择 . 错误 !未定义书签。 路板的设计 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 第 6 章 液压系统的安装、维护 . 错误 !未定义书签。 压系统的安装 . 错误 !未定义书签。 压系统的调试 . 错误 !未定义书签。 压系统维护 . 错误 !未定义书签。 压系统的检查 . 错误 !未定义书签。 压系统的保养 . 错误 !未定义书签。 章小结 . 错误 !未定义书签。 结论 . 错误 !未定义书签。 致谢 . 错误 !未定义书签。 参考文献 . 错误 !未定义书签。 附录 A . 错误 !未定义书签。 附录 B . 错误 !未定义书 签。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 田钻杆矫直机液压系统设计 摘 要 本次设计的液压系统是油田钻杆矫直机的液压系统，此液压系统主要为矫直机的工作提供动力，油田钻杆生产过程中易产生弯曲变形，油田钻杆矫直机的主要功能是解决变形的钻杆，来达到减低生产成本，提高施工精度的目的。 辊轮式矫直机是工业生产中十分重要的机械设备，广泛应用于石油化工业建筑材料业以及机械制造业中。由于老式的矫直设备主要是机械传动和手动操作，限制矫直机的加工精度和发展空间，液压伺服系统在矫直机中的广泛使用最大限解决了这个问题，不仅提高了加工精度，而且具有矫直力大，反应速度 快等优点。 本设计主要对液压系统的回路进行了设计，分析了矫直机的工作原理并且对液压系统的设计方法做了简要叙述，对主要液压源、电动机、冷却器及控制元件进行了拟定并根据设计要求选择最优选项。通过对本机机液压系统分析，我们计算了辅助系统和油箱的相关参数，而且对液压系统的压力损失展开了计算和解析。在论文最后，对液压系统的装配检查及保养做了全面说明。 关键词 矫直机；液压系统；辊轮； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 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 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 of to do a 买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 录 摘要 . I . 1 章 绪论 . 1 究背景及意义 . 1 直机国外现状 . 1 直机国内现状 . 3 章小结 . 5 第 2 章 矫直机的设计 . 6 直机的介绍 . 6 计要求 . 6 案制定 . 7 章小结 . 8 第 3 章 确定液压系统主要参数 . 9 选系统压力 . 9 算液压缸尺寸 . 10 算系统最大流量 . 11 章小结 . 11 第 4 章 液压元件的选择 . 13 压泵选择 . 13 压马达的选择 . 14 压泵的功率和电机的选择 . 14 制阀的选择 . 14 道选择和计算 . 15 道种类的选择 . 15 道内径的计算 . 15 道壁厚计算 . 16 接头的设计 . 17 箱的设计 . 17 箱的功用与分类 . 17 箱基本结构 . 17 箱容量的计算 . 18 箱设计参考原则 . 18 压系统验算 . 19 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 系统压力损失 . 19 算雷诺数 . 20 算压力损失 . 20 统效率计算 . 21 统的发热计算 . 21 章小结 . 22 第 5 章 辅件的设计与选择 . 23 滤器的选择 . 23 热器的选择 . 23 度计的选择 . 24 路板的设计 . 24 章小结 . 24 第 6 章 液压系统的安装、维护 . 25 压系统的安装 . 25 压系统的调试 . 26 压系统维护 . 27 压系统的检查 . 27 压系统的保养 . 28 章小结 . 29 结论 . 30 致谢 . 31 参考文献 . 32 附录 A . 33 附录 B . 39 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 1章 绪论 究背景及意义 随着人类技术的不断发展，人类社会对于能源的依赖与需求与日剧增，各行各业以及日常生活的正常运行都离不开能源的支持。虽然各种新兴能源如核能 潮汐能 等得到了快速的发展，但在生产生 活中占主体地位的能源仍然是石油、天然气等化石能源。据有效统计在世界能源占比中石油能源处于第一位，随着能源争夺的日益严重，设备因素成为能源产量的关键因素。 图 1油钻杆矫直加工 我国石油开采主要是在陆地进行，石油开采需要经过精确勘探，在石油开采过程中钻井工作尤为重要，钻井工作主要是使用钻杆进行，而钻杆经过反复打压和高强度挤压后极易产生弯曲以及产生形变，钻杆发生形变后会影响钻井精度，以至于必须 校直 加工后 才 可以继续 使用 ，已达到节约成本的目的 。目前， 随着石油行业的兴起，人们对先进设备的需求也日益增加，而 矫直设备更是其中的关键环节。 直机国外现状 按照设计任务书的要求和海内海外现有材料的整理，国外较发达的国购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 都很重视矫直机的发展，有专门制造企业和的科研机构。在过去的十几年中，许多发达国家都研发液压伺服控制的矫直机。 图 1本高精度矫直机 日本公司制造的自动型矫直机 列克服了直接经验不足，零件在立体方向上的挠度可以通过该系列机器智能分析运算，并根据计算结果，选择矫直挠度值。 韩国公司与中国企业联合研发 列机型。该机具有智能和半智能两种不同的型号，采纳日本较先进的科技以及核心零件，主要 机体部分是由长春实验研究所制造的。该系列的矫直机具有自动运算系统，能够根据需求进行编程，从而达到对机械、液压等元件的调控。 作简便，以向使用者提供先进的技术为根本，最大程度的提高机器使用效率 1 。 德国达克斯公司研制的半自动伺服单柱液压校直机，矫直力从00 ，能够根据需求选择不同规格进行使用。 图 1国矫直机控制装置 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 国公司开发的 机械具有分析材料特性的智能 系统，能根据特性智能优化过程，并且能够通过微处理器调节矫直和测试序列。它的特点主要是：可允许安装 8个位置测量感觉处理和存储系统；触摸显示屏幕和人机对话系统，极大程度的方便操作者的使用；纠错提示和清晰文本的相应程序，分析加工阶段的最后顺序；大量统计数据的修改和评价；还可以和主计算机连接。可以对大量对称件进行矫直处理，且应用于流水生产线中 2 。 司研制的 系列机主要加工杆类工件，矫直机是封闭型、组合型机身结构，零件的旋转和固定由智能系统调控， 该矫直机具有程序控制器可以对参数进行限定，从而预防事故的发生，并且可对材料加工数据进行存储并且对矫直过程进行控制等。 在型材矫直方面，海外人员对轨道的研究尤其看重。轨道矫直辊残余应力的分析很具有代表性。此文通过建立弹性模型，对轨道矫直过程展开了原理研究，并且建立有限元模型，模拟了轨道的残余应力变化，对内应力的分布展开分析。于此类似的还有轮矫直机构。 直机国内现状 图 1列石油钻杆矫直机 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 国使用最广泛的是 机，这类机器智能化程度较低，主要靠经验矫直，导致精度不高。 随着近年科技的进步，中国矫直设备有了很大提高： （ 1）系列齐全，品种齐全，规格齐全。 （ 2）定位精度高，并且检测和显示方法相对完备，矫直质量好。 （ 3）配件齐全，矫直工序扩大。 （ 4） 压头移动更换校直点，移动负载小，移动速度快 。 （ 5）大力发展数控、柔性及自动化。 合肥压力机械公司制造出最大矫直力 100实用新型矫直机采用移动式液压伺服控制，具有数字显示操作屏，可以根据需求设置压力、行程、油温等，并且遇到危险事件时会发出危险 信号。此机器的制造成功提升了精密矫直设备的水平。它可以提升轴类、杆件等工件的精度和生产效率。 图 1长春机械科学有限公司生产的 列机械式轴类自动校直机， 该类产品 基于 直机的研发经验， 研制出 的一款 自动化程度高的矫 直机 ，可以全方位模拟人工加工， 能够普遍应 用于 各 轴 类 、 杆类零件的自动矫直工作。该机器具有智能化的人机操作界面可以根据工件变化绘制柱状图，自动对公差进行判断分析，如果公差不符合会进行提示，并且可以对修正量 进行 限定， 可以防止 工件 出现 压断或压裂 的现象 ， 提高 了工件的生产效率。该机器还具有手动调节功能，可以对特定的单元进行操作。该机器占地面积小并且无噪音污染，实用范围广。 移动伺服控制精密校直液压机可以适用多种杆类工件，易于操控，加工精度较高，获得工业化国家的广泛认可。目前中国正处于供给侧改革的关键时期，中国的矫直机行业应积极研发高附加值的精密校直机系列配件购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 配套设备，严格的检验制度，使国产机器代替进口机器，提高国家经济效益，提高市场占有率，使中国矫直机行业具有更辉煌未来 3 。 章小结 本章对钻杆矫直机的发展前景进行介绍，通过具体机型更全面的了 解了近年来各国在矫直机行业取得的进步，全面分析了国内外矫直机现状，总结各方优缺点，明确了发展方向。购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 2章 矫直机的设计 直机的介绍 现行矫直方式可分为两大类： 式矫直机的应用相对广泛，本文研究的是辊式矫直理论及其所应用的液压系统。 图 2直机工作示意图 机架上部分安装三个上矫直辊，由各自的液压缸提供动力，加工台上设有一对较低的矫直辊。轧辊的母线为双曲线。在加工台下部的两端，安装一对冲头辊，由各自的冲头缸提供动力。传输设备是把加工后的钻杆送到收集架里。本次设计的机器使 用电机驱动滚筒输送管 4 。 计要求 线运动，液压缸上下。 头液压缸和辊筒上的速度限制不象精密机床那样严格，甚至能说基本上没有什么特别的限制，只要能完成动作就满足条件，但必须购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 证动作平稳。 压力升高的情况下，冲头缸和矫直缸由各自的电磁换向阀进行调控。 案制定 按照上述的设计要求，拟定了油田钻杆矫直机的液压系统的组成部分的完成方案。 执行部件实现由机械机构给出，对液压缸速率精度没有严格的规定，因此本设计使用单向节流阀的调速回路。 系统及其工作原理 图 2压系统图 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 系统的油源是变量泵，液压执行机构是三个上辊缸，一对冲头缸以及一对双向定量液压马达。控制系统主要采用液压阀叠加，各缸运动的方向是由电磁阀控制，速度的 控制通过叠加式节流阀；最大系统工作压力由叠加式电磁阀进行设置，冲头缸工作时的压力分别由两个叠加式减压阀控制，在液压马达控制回路上的分流集流阀主要是为了确保两个液压马达经过摆线针轮减速器的带动可以达到同步旋转，而液压马达的换向由三位四通的电磁换向阀控制。通过调节变量叶片泵上的压力调节器，使叶片泵的输出流量发生变化，并且各执行器的流量也随之变化。如图述的温度控制装置，如电接点温度计、加热器、冷却器等，分别用于系统的温度检测、加热和冷却；空气过滤器为空气过滤器。液压站安装在机器的底座上 5 。 本实用新型技术成熟，性能优越，效率较高，具有非常高的经济回报率。液压系统是一个变量油泵调速系统，可以最大限度的使用能源，并且散热较好。本设计采用一体化式叠加阀，系统各部分连接紧密，布局相对合理，调试简单。本系统还可扩展到不同型材矫直机的设计中。 章小结 本章主要从分析了目前以及 现行矫直方式 的种类、特点和适用条件，通过特点对比并结合实际设计要求，最终确定了液压系统图的方案。购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 3章 确定液压系统主要参数 选系统压力 众所周知， F=106冲床液压缸在整个矫直工作最大负载 F=96部辊轮的下降 速度 40mm/ ，冲头辊轮上升速度20mm/ 。 通过压力和流量计算的数据进行液压元件、附件以及电动机的选取。在确定系统压力后，可以进行液压缸的位移和排量的计算。 系统压力的合理性决定了整个液压系统的安全等级。在确定一个动力系统、液压系统的条件下，如果选择的压力太小，会导致系统元件、辅件的大小和重量的增长，成品的成本也相对提高；如果压力较大，会导致设备的重量和大小的 相对减少，从而成本也相对减少。如果一再增加系统压力，导致压力过大，会使液压元件的生产、辅助材料难度提高、并且密封要求和精度要求也会相应增加，不但导致尺寸、重量和成本的增加，而且引起效率系数和使用寿命减少，所以不应该盲目提高高压力。参见液压传动系统中常用的系统压力，选定的初始压力为6 。 由于回路上有单向节流阀，以至于选择取回油腔压力 表 表 3压经验数据 回路特点 背压 (回路特点 背压 (回油路上设有节流阀 回油路上有背压阀或调速阀 采用补油泵的闭式回路 活塞杆径比 当活塞杆受到拉力，通常当杆受到压力，为确保压杆的平稳性，通常 d3 。d 。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 算液压缸尺寸 液压缸示意图如图 2 所示 图 2 液压缸 根据公式 2211 (3 式 中 1A 无杆腔有效面积 1P 无 杆腔有效压力 2A 有杆腔有效面积 2P 有杆腔有效压力 1A = 22 D 2A = 2222 液压缸的机械效率为 ，一般范围 本次选择 由原始数据：冲头液压缸负载 F=96辊液压缸负载 F=106入上式可得 上辊液压缸： D=)(1142121 D=买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 整后取 D 为标准 110 可得 d=7 d=80得 1A = 22 D =， 2A =2222 =头液压缸： )(1142121 计算得 D =整后取 D 为标准 100可得 d=0得 1A = 22 D = 2A = 2222 =算系统最大 流量 上辊液压缸： =0410 3 = q =3 q =： =0210 3 =q =2 q =+章小结 本章主要是对系统压力和流量进行了设计计算，给出了设计依据和计购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 过程，介绍了液压缸尺寸，利用 各部件进行绘图，并借助 而完成整体结构的设计。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 4章 液压元件的选择 压泵选择 1 （ 4中 P 为执行 元件的最大工作压力 12 为液压泵出口到执行元件入口之间的压力损失。由于本次是 初次计算可以按意愿选择：管路简单、流速不大的取 P =路复杂、流速较大的取 P = 1P 机器运转时执行部件的最大压力 ,据经验取1 ， 故3由图分析可知，系统流量最大时，为上辊液压缸和冲头缸同时出油时 m a x)( P （ 4 式中 K系统泄漏系数，取 1.2 q同时动作的液压缸的总流量 由于系统采用一个泵供油 ， 故： . 选择液压泵的规格： 参考液压泵的工作方式，按照系统最大压力和流量，根据现有液压泵产品进行规格选择。 通过上述计算的液压泵的最大压力 P ，称此压力为静态压力。机器工作过渡过程中产生的压力通常大于 P ，通常称此压力为动态压力。因此为保证系统正常工作需要泵具有一定后备压力，额定压力需要高于系统最大压力 %60%20 ，由于高压持续时间短压力储备可以取小些，中、低压系统持续时间较长压力储备应该取大些；综上所述泵的流量需要按系统最大流量进行选择 7 。故最大工作压力为 大流量为 =买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 过以上计算，选择型号 液压泵 ，此泵的最高工作压力大流量 181 。 压马达的选择 为使系统正常工作，选取 此马达工作时位移mL/额定压力为 额定转矩 额定转速 r/最大扭矩 定功率 4。 压泵的功率和电机的选择 由于在工作过程中，影响液压泵的因素很少，所以液压泵所产生的压力和流量并无 太大变化，故液压泵的驱动功率 （ 4 式中 P 最高工作压力； 液压泵的流量； 液压泵的总效率。 由于液压泵的总效率 =容积效率 机械效率。由于液压泵种类较多，效率也各不相同，在此计算中取 ，故叶片泵的驱动功率 =选择电机型号： 44，其额定功率为 30 制阀的选择 一般来说按照系统最大工作压力、通过阀的实际流量以及阀门的装配这几个因素选取控制阀，以下是较容易出错的地方： 流量。 量不超过其额定值。否则会产生液压夹紧和液压动力，会降低阀门质量，导致液压油的泄漏。应该加大通过减压阀和顺序阀的流量，如果阀门的流量远远小于其额定流量，容易引发振动等不良反应。 常来讲，为了降低不必要的能购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 消耗，应选用开启压力较小止回阀，以便于降低流量阻力损失。 否满足阀门的开启条件，使最低稳定流量达到最低运行速度的部件即可实现，应该值得注意。 根据系统的工作压力和各部件和附件的实际流量 ，所选阀门如表 44。 表 4压元件表 元件名称 型号 额定流量（ L） 额定压力（ 单向阀 50 250 叠加式减压阀 60 加式电磁溢流阀 加式单向节流阀 位四通电磁换向阀 340 流集流阀 301 道选择和计算 道种类的选择 传动系统一般使用钢、铜、橡胶软、尼龙等材料的管道。选取一般根据液压系统的工作时的压力、机构的总体排布和工作环境等，分析具体工作条件以及查阅液压手册进行确定。本次设计采用钢管，主要因为承压能力较强，价格相对便宜，并且能较好的满足需求 8 。 道内径的计算 管道内径按以下公式进行计算 （ 4 式中 q 通过管道的最大流量； v 管道内液流允许流速； d 管道的内径； 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 取 =1m/s 0/160 10m 1 根据机械设计手册选 01 5 取 =4m/s 6010m 1 根据机械设计手册选 01 5 取 v=2m/s 6/26010m 1 根据机械设计手册选 02 道壁厚计算 2 （ 4 式中 金属管道内壁（ m） d 管子内径 (m) P 工作压力 (b 管道材料的抗拉强度 n 安全系数； 因为 以系统验算后符合要求 统效率计算 由回路效率一般表达式： pp qp 1（ 4 式中 11 各执行器的负载压力和负载流量（输入流量）城际的总和(W) 各个液压泵供油压力和输出流量乘积总和 (W) pp qp 1=叶片泵的总效率 P =压缸的总效率 A = 则系统效率： 统的发热计算 液压系统的能量损失转化为热量，导致油温增加。所以，必须对温度进行调节，以免产生危险。 计算系统的总发热量，即 )1( 4液压泵的输入功率 液压系统总效率 所以 )1( 6 3 2 k 7 1 )-(130 当只考虑油箱散热时，其散热量，即 0（ 4 式中 A 为油箱散热面积 2m 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 t 系统温升，单位为 C ，一般工作机械 35 ;工程机械 40 ；数控机床 25 ，本次取 35 C H 系统的发热量，单位为 W K 传热系数，单位 / ,计算时可选用推荐值；通风很差 （空气不循环）时， K=8;通风良好时， K=14 20;风扇冷却时 K=20 25;用循环水冷却时 ,K=110 =18 因油箱容量设计为 1800L 设计长为 1500为 1200为1200箱支架高 200散热面积 A 为 =m 所以散热量 0)( 由于 1134W 小于 8632W 所以系统要冷却装置。 在经过安全性散热率和本次设计情况进行考虑选，最终选取冷却器类型： 章小结 本章对油田钻杆矫直机的液压系统进行了部件尺寸选择。分析了液压系统中的效率和发热计算，并通过强度校核计算公式计算油箱尺寸，通过计算可知，液压泵和系统压力损失等满足设计要求可以进行应用。 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 5章 辅件的设计与选择 滤器的选择 在液压系统工作中，由于外部入侵和和内部产生，不可避免地会出现各种各样的污染物，污染物不但会加快系统元件的消耗，并且阻塞小孔卡住阀芯，破坏密封，使液压阀的故障，系统故障。所以，有必要对油中的污染物进行清除。 过滤器的选择时需要注意下列因素： 照位置布局进行选择。 且损失小。 要保证使用强度满足要求。 装后会导致系统的部分压降或背压。 换和清洗应方便。 装形式、紧凑合理。从价格层面看，应该选择价格便宜，以降低制作成本。 空气过滤器的准确度为一般过滤器，材料为多层叠加式滤芯，可滤除大于 10微米的污垢。 经过多方面考虑，因此决定使用 回油过滤器的准确度为普通过滤器，过滤材料为滤纸和纤维滤芯，可过滤 5用 的回油过滤器，滤芯型号 X 14 。 热器的选择 液压系统油温应控制在 C30 C50 。最高不应高于 C70 ，最低不应小于 C15 。油的温度超标 ，会使机油变质，减少油的粘度，导致组件的泄漏提高，降低了效率；当油温过低，使油的粘度变大，导致液压泵吸油难度增加。油温过高或者过低会造成工作异常，为了使油能工作在允许温度范围内，需要调节油温的系统，即采用温度调节的方法 15 。 本设计采用美国电热器 购买后包含有 纸和说明书 ,咨询 Q 197216396 度计的选择 电接点温度计的 288 设计，能在温度达到和超过给定值时，发出一个电子脉冲，并 且可以当作温度控制系统电路开关。 路板的设计 油路板的一部分为集成块制造的主要根据： 油路板的各部分应具有一定数量的图纸，用来表示和反映油路板的形状和尺寸。通常应该包括油路板的前视图和各层的剖面图。 标注必须完整，有必要确定元件的基本线坐标，并指示每个孔的大小和深度。一般孔位公差和孔深误差为自由公差，所以不能标注，如果有特殊需求，应写明。 油板材料，通常为 45钢。铸件不得松动、收缩和裂纹等缺点。安装前应对元件进行磨削，表面 粗糙度可根据液压阀进行加工。 本设计的部件为三个换向阀和单向节流元件构成的油路板 16 。 章小结 本章对辅件进行设计和选择，对过滤器 加热器和温度计进行最优选择，并对油路板进行设
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