毕业设计说明书题目:六辊钢管矫直机液压系统学院：机械工程学院年级专业：09级液压学生姓名：***学号：************指导老师：***年月日太原科技大学毕业设计（论文）任务书（由指导教师填写发给学生）学院（直属系）：机械工程学院时间： 2013年 2月 28日说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）。
六辊钢管矫直机组液压系统设计任务书主机1）上辊快开缸Φ300/180X20 3个 30mm/S 大腔进油，小腔出油2）下中辊快开缸Φ250X20 1个 30mm/S 小腔进油，大腔出油3）上辊平衡锁紧液压缸Φ65/36X150 6个 10mm/S 4）下辊锁紧液压缸Φ65/36X60 6个 10mm/S 5）下中辊高度调整液压马达1QJM001-0.10 1个6）换辊装置液压马达1QJM21-0.5S1 1个辅机7）入.出口辊道升降液压缸： CD250A80/56-150A10/02CGDMA 数量 4个单独控制往返速度100MM/S夹送辊摆动液压缸:CD250B40/28-50A10/02CGDMA数量 2个同步控制往返速度100MM/S工作压力：14MPa目录1. 矫直机的用途 (1)2.明确设计要求 (4)3.基本参数计算 (5)4.蓄能器的选择 (10)5.油箱容量的计算，管径直径的计算 (12)6.液压泵和电动机的选择 (13)7.液压系统图 (15)8.元件选择明细表 (16)9.液压泵站图 (17)10.液压系统性能验算 (18)11.总结...................................... ２１12.参考资料.....................................13.外语资料翻译..............................一. 钢管矫直机的用途管件在轧制、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。
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。
辊式矫直机以热矫直机数量为多，总的趋势如下：（1）用数字控制系统精确调整上矫直辊位置，并借助自动测厚仪自动控制矫直辊负荷和在线过程计算机进行全自动操作。
（2）高刚度矫直机机座，可满足大矫直力条件下的使用，变形小，精度高。
（3）为了提高矫直效果，矫直机出口处的上（或下辊）可以单独调整，且在矫直过程也可以进行调整。
（4）上矫直辊可以横向倾动，能分别调整各段支承辊，以改变矫直辊的挠曲，消除钢板的单侧或者双侧边浪。
（5）下矫直辊可以沿矫直方向倾斜以调整矫直辊负荷。
（6）装备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。
（7）上、下矫直辊和支承辊分别装在各自的框架上，框架及其辊子可以侧向移动进行快速换辊，实现辊系的线外整备（即拥有两套以上的辊系装备供给一套矫直机使用）。
（8）矫直机入口处装有水或压力空气，以清除残留的氧化铁皮。
（9）在矫直辊入口处安装一弯头压直机，消除头部钢管的上翘。
（10）为了避免矫直辊辊面的滑伤，辊面应具有一定的硬度。
对辊式矫直机必须保证工作辊和支承辊的辊面硬度有一个差值。
二．明确设计要求主机的概况：要求设计一套六辊钢管矫直机液压系统。
三个快开缸----带动上矫直辊实现快速上下移动；下中辊快开缸和下中辊高度调整液压马达----用来实现下中辊高度调节，提高矫直精度；上辊平衡缸，六个，两个为一组----给主缸运动提供背压，减少冲击；下辊平衡锁紧缸----调整下辊角度，使滚子受力更合理；入出口辊道升降液压缸----调整辊道高度，方便管材输送；换辊装置液压马达----换辊时用马达带动倒链拖出滚子；夹送辊摆动液压缸----送料，定位；阀，泵，电动机，油箱自己选或设计。
三．液压系统基本参数计算1.换辊装置液压马达：1QJM21-0.5S1查资料得：q=0.496L/r p=16MPa Pmax=25MPa r=2-320T=1175N.m Pw=12.32.下中辊高度调整液压马达：1QJM001-0.10查资料得：排量q=0.104L/r,额定压力p=10mpa ,峰值压力Pmax=16MPa,转速范围 r=8-400 额定输出转矩T=154N.m 额定输出功率Pw=2.3kw3.上辊快开缸Φ300/180X20 3个 30mm/S 大腔进油，小腔出油由流量计算公式：ν•=A q快进时：Q3快进=A3 X v3=s m s m m /1012.2/03.03.04332-⨯≈⨯⨯）（π≈127L/min快退时：Q3快退=A3` X v3=s m s m m m /1036.1/03.0])18.0()3.0[43322-⨯≈⨯-⨯（π≈81.4L/min 容积变化量V3=A3 x L3=321413000203.04mm m ≈⨯⨯）（π=1.413L ;快进时完成动作时间t3=V3/Q3快进=1.413/127x60 s=0.668 s ; 快退时完成动作时间t3`=V3/Q3快退=1.413/81.4x60 s=1.04 s ;4.上辊平衡缸所需流量计算上辊平衡锁紧液压缸 Φ65/36X150 6个 10mm/S 已知顶出缸的顶出速度为0.01m/s ，快退速度为0.01m/s ，平衡缸内径为65mm ，活塞杆直径为36mm ，即：快进时：Q4快进=s m s m m /10033.0/01.0065.04332-⨯≈⨯⨯）（π≈2L/min快退时：Q4快退 =s m s m m m /10023.0/01.0])036.0065.0[43322-⨯≈⨯-⨯（）（π=1.4L/min 容积变化量V4=A4xL4=3275.497493150065.04mm m =⨯⨯）（π=0.5L ; 快进时完成动作时间t4=V4/Q4快进=0.5/2x60 s=15 s ;快退时完成动作时间t4'=V4/ Q4快退=0.5/1.4x60 s=21.4 s ;5.下辊平衡缸所需流量计算下辊锁紧液压缸 Φ65/36X60 6个 10mm/S 已知顶出缸的顶出速度为0.01m/s ，快退速度为0.01m/s ，平衡缸内径为65mm ，活塞杆直径为36mm ，即：快进时：Q5快进=s m s m m /10033.0/01.0065.04332-⨯≈⨯⨯）（π≈2L/min快退时：Q5快退 =s m s m m m /10023.0/01.0])036.0065.0[43322-⨯≈⨯-⨯（）（π=1.4L/min 容积变化量V5=A5xL5=60065.042⨯⨯）（m π=0.2L ; 快进时完成动作时间t5=V5/Q5快进=0.2/2x60 s=6 s ;快退时完成动作时间t3`=V5/Q5快退=0.2/1.4x60 s=8.6 s ;6.下辊快开缸所需流量计算下中辊快开缸 Φ250/180X20 1个 30mm/S 小腔进油，大腔出油快进时：Q6快进=A6 X v6=s mm s m m /708855/30250432=⨯⨯）（π≈42.5L/min快退时：Q6快退=A6` X v6=s mm s m m m /1471875/30])180()250[4322=⨯-⨯（π≈88.3L/min容积变化量V6=A6 x L6=32981250202504mm mm mm =⨯⨯）（π=0.98 L ;快进时完成动作时间t6=V6/Q6快进=0.98/42.5x60 s=1.4 s ; 快退时完成动作时间t6'=V6/Q6快退=0.98/88.3x60 s=0.67 s ;7.入，出口辊道升降液压缸所需流量计算入.出口辊道升降液压缸： CD250A80/56-150A10/02CGDMA 数量 4个 单独控制 往返速度100MM/S快进时：Q7快进=A7X v7=s mm s mm mm /502400/10080432=⨯⨯）（π≈30.1L/min快退时：Q7快退=A7' Xv7=s mm s mm mm mm /256224/30])56()80[4322=⨯-⨯（π≈15.4L/min容积变化量V7=A7 x L7=32753600150804mm mm mm =⨯⨯）（π=0.75 L ;快进时完成动作时间t7=V7/Q7快进=0.75/30.1 x 60 s=1.5 s ; 快退时完成动作时间t7'=V7/Q7快退=0.75/15.4 x60 s=2.9 s8.夹送辊摆动液压缸所需流量计算夹送辊摆动液压缸: CD250B40/28-50A10/02CGDMA 数量 2个 同步控制 往返速度100MM/S快进时：Q8快进=A8 X v8=s mm s mm mm /125600/10040432=⨯⨯）（π≈7.5L/min快退时：Q8快退=A8' Xv8=s mm s mm mm mm /64056/100])28()40[4322=⨯-⨯（π≈3.8L/min容积变化量V8=A8x L8=326280050404mm mm mm =⨯⨯）（π=0.0628L ;快进时完成动作时间t8=V8/Q8快进=0.0628/7.5x 60 s=0.5 s ; 快退时完成动作时间t8'=V8/Q8快退=0.0628/3.5 x60 s=1.08s参数汇总如下：流量时间图根据流量时间图求得平均流量为38.6L/min9.蓄能器的计算与选择根据教材《液压传动系统》第三版第五章“蓄能器回路分析”提到‘经上辊快开缸 Φ300/180X20 3 127 81.4 1.413 0.668 1.04 上辊平衡缸 Φ65/36X150 6 2 1.4 0.5 15 21.4 下辊锁紧缸 Φ65/36X60 6 2 1.4 0.2 6 8.6 下中辊快开缸Φ250/180X20 1 42.5 88.3 0.98 1.4 0.67 .入，出辊道升降液压缸 CD250A80/56-150A10/02CGDMA 各4 30.1 15.4 0.75 1.5 2.9 夹送辊摆动液压缸 CD250B40/28-50A10/02CGDMA2 7.53.80.06280.51.08大量的例证可以得出，蓄能器的工作容积应该等于负的△Vi中绝对值最大的与正的△Vi中绝对值最大的二者之和，表现为Vw=∣-△Vi ∣max+∣+△Vi∣max式中 Vw—蓄能器工作容积；∣-△Vi∣max—负的△Vi中绝对值最大值；∣+△Vi∣max—正的△Vi中绝对值最大值；由流量时间图可以求出△Vi1=(24-38.6)x6= -87.6△Vi2=(12-38.6) x9+△Vi1= -239.4-87.6=-327△Vi3=(15-38.6) x0.5+△Vi2= -11.8-327=-338△Vi4=(120.4-38.6)x1.5+△Vi3=122.7-338=-211.8△Vi5=(127-38.6) x0.668+△Vi4=59-211.8=-152.8△Vi6=(42.5-38.6) x1.4+△Vi5=5.46-152.8=-147.3△Vi7=(127-38.6) x0.668+△Vi6=59-147.3=-88.3△Vi8=(127-38.6) x0.668+△Vi7=59-88.3=-29.3△Vi9=(120.4-38.6)x1.5+Vi8=122.7-29.3=93.36由上式可以看出∣-△Vi∣max=338；∣+△Vi∣max=93.36则Vw=∣-△Vi∣max+∣+△Vi∣max=338+93=431L因为以上动作顺序可能不完全对，导致计算数据偏大，现在假设全部靠蓄能器来保压，Σ△VK=(1.413x3+0.5x6+0.2x6+0.98+0.75x8+0.06x2)x1.2=18.7L计算方法二：△V=Σ△VK1-Σqmt式中△V----有效排油量（L）Σ△V----系统中各个工作点耗油量总和（L）K----系统泄漏系数，一般可以选K1=1.2Σqmt----泵总供油量（一个工作循环内系统所需的平均流量），可按下式计算：Σqm=K2ΣVi/T或Σqm=K2(Qmax-Qmin)/2式中Ｋ２－－－系统泄漏系数，Ｋ＝１.３－１.１ΣVi------系统中一个工作循环内各个执行机构耗油量总和（L）Qmax------系统中最大流量Qmin-------系统中最小流量T-------机组工作周期时间(s)t------最大耗油量时泵的工作时间(s)T=21,t=0.667;Σqm=18.7/21=0.9△V=Σ△VK1-Σqmt=18.7-18.7X 0.667=6.2L总容积V0的计算按照气体定律计算PV=C也可以用经验公式蓄能器总容积V≈10△V=62L选择NXQL-F63/--H,容积63L，总体尺寸L X D=1470X299，质量191千克，奉化液压件厂10.油箱容量的计算一般容量可以取最大流量的3-5倍，V=5 X 140=700L；考虑散热要求和安装需求，油箱容量1200L。