摘 要

轧件由于受轧制、冷却、运输或热处理过程中，由于诸多因素的影响，往往会产生弯曲而影响产品质量。为了消除这些弯曲缺陷，获得较直的钢管，轧件需要在矫直机上进行矫直。在钢管生产中，矫直机是轧钢生产中的重要机械设备，应用较多的是压力矫直机和斜辊矫直机。要求设计一种斜交双曲线六辊矫直机液压系统，包括设计液压系统和液压站，进行计算选取型号，选取主要的液压元件。

关键词：矫直机；钢管；快开矫直；液压系统

Abstract

Due to the influence of many factors during rolling, cooling, transportation or heat treatment, the products often bend and affect the quality of products. In order to eliminate these bending defects and obtain straighter steel pipes, the rolled pieces need to be straightened on the straightener. In steel pipe production, straightener is an important mechanical equipment in steel rolling production. Pressure straightener and skew roll straightener are widely used. It is required to design a hydraulic system of skew hyperbolic six-roll straightener, which includes hydraulic system and hydraulic station, calculation and selection of models, and selection of main hydraulic components.

Key words: straightening machine, steel tube, quick opening straighten, hydraulic sys

目录

1绪论 1

1.1研究背景 1

1.2矫直机国外研究现状 1

1.3矫直机国内研究现状 2

1.4矫直机发展趋势 2

1.5本章小结 3

2设计方案的确定 4

2.1矫直机的原理与总体组成 4

2.2矫直机的工艺流程 4

2.3液压系统设计 5

2.3.1矫直机快开液压系统设计 5

2.3.2矫直机前后台液压系统 6

2.4本章小结 7

3液压元件的计算及选型 8

3.1执行元件 8

3.1.1快开油缸的计算选型 8

3.1.2平衡油缸的计算选型 8

3.2液压泵的选型 9

3.3控制元件 10

3.3.1溢流阀 10

3.3.2三位四通换向阀 10

3.3.3减压阀 11

3.3.4液控单向阀 11

3.3.5平衡阀 11

3.4电机的选型 11

3.5液压辅件 12

3.5.1压力表 12

3.5.2过滤器 12

3.5.3液位液温计 12

3.6本章小结 12

4油箱的确定 13

4.1油箱的容积计算 13

4.2油箱的结构设计 13

4.3本章小结 13

5管道内径的确定 14

5.1液压泵吸油出油管道 14

5.2快开油缸入口管道内径 14

5.3平衡油缸的有杆腔和无杆腔管道内径 14

5.4各个阀口管道内径 14

5.4.1液控单向阀油口尺寸 14

5.4.2减压阀油口尺寸 15

5.4.3平衡阀油口尺寸 15

5.5本章小结 15

6经济性分析 16

7总结与展望 17

参考文献 18

致谢 19

1绪论

1.1研究背景

在钢管生产中，对钢管进行矫直，应用较多的是斜辊矫直机和压力矫直机^[1]。在生产制造钢管的时候，各方面的原因会使钢管产生弧形弯曲等形状缺陷，使得钢管在直线度和圆度等形状公差方面满足不了使用要求，为了保证钢管的产品质量，所以在钢管产品生产完成之前，一般要通过矫直机对钢管进行矫直。原有矫直机的三个矫直上辊的上下运动分别由电动机驱动，安装在矫直上辊上方的电动机经减速器减速后传动丝杠、丝母，带动轧辊上下运动。由于“电动机 丝杠、丝母”的驱动模式运动速度较慢影响矫直机效率，而且丝杠容易磨损从而影响运动精度^[2]。为了能够提高生产率以及精度要求，所以设计成通过液压系统控制执行元件液压缸，然后直接驱动矫直机的轧辊进行上下运动，从而矫直钢管。

1.2矫直机国外研究现状

根据设计任务书和国内外资料调研，国外许多的国家设有专门的公司或是研究所去研究设计以及生产制造矫直机。近些年，国外研究发展了关于手动伺服控制的精密液压矫直机，应用范围十分普遍。如今，不仅是手动，就连全自动的精密液压矫直机的发展也比较完善。

由日本东和精机株式会社制造出来的ASP系列智能矫直机已经避免了以往经验矫直的各种缺陷，该矫直机可以自动地监测工件在各个方向上的挠度大小，将计算出来的结果当作基础，然后算出相应矫直点控制滑块的行程大小以及矫直的挠度值。该系列矫直机装备有智能化的系统，不仅可以测量，还能进行分析、还装配有可编程控制的电机控制技术。ASC系列的矫直机有着十分灵活的操作界面，大大提高了矫直机的工作效率，为用户提供了极大的方便。

德国DUNKES公司生产制造出来的手动伺服单柱精密液压矫直机的矫直力范围从100KN到2000KN，这种矫直机共有11种不同的规格。这种矫直机的优点有：装配有可以对多个感觉位置进行测量、处理和记忆的系统；屏幕的显示终端配有数字键盘，可以与人机进行对话；能够用清楚的文字修改有关错误的信息或是对应的程序，快速确定矫直的顺序；拥有庞大的统计数据；还能够连接主计算机，方便数据传输。这种矫直机适合矫直大、中批量的对称工件。

当然还有许多的企业生产出来的矫直机都十分的知名，这些国外矫直机的水平都比较高，主要体现在智能化、自动化、高精度、生产效率高这些方面。

1.3矫直机国内研究现状

我国现在应用比较广泛的矫直机是型号为Y41单柱矫直机，这种矫直机的自动化程度不高，主要是靠经验矫直，这种矫直机的精度低，生产效率不高。

合肥工业大学与合肥的一家机械厂进行合作研究矫直机，其中研究出来了最大矫直力能达到100KN的精密液压矫直机。该矫直机采用了移动式的手动液压伺服控制，能够显示出行程、压力以及油温的数值，并且能够实现预置，还装配有报警系统。该矫直机的研制成功，使我国对型材进行精密矫直的工艺水平大大提高。不仅是型材，对管状零件或是轴类零件等同样可以进行高精度矫直，大大提高工件的矫直精度和生产的效率。

这种液压矫直机配备有适用于各种轴类零件矫直的辅助元件，操作十分方便，矫直的精度也高于普通的矫直机，在国外的发达国家已经是大范围普及使用这种矫直机。目前，我国的矫直机行业正处于产品结构的调整期，应该加大开发技术的力度，研发附加值高的高精度液压矫直机系列及成套附件，配备齐全相关的检测装置，这样能提高我国的经济效益，增强国产矫直机的市场竞争力。

1.4矫直机发展趋势

随着科技的发展，钢材的品种规格越来越多，钢材所要求的精度也不断在提高，同时这也促进了矫直机理论的研究发展，也使得矫直机结构的研究得到快速的发展，学术水平的提高也提升了矫直技术的水平。对于规格品种不一样的工件，就要使用不同规格或是结构不同的矫直机。现在矫直机有着各种各样的结构形式，矫直的过程和方式也各有不同，根据矫直机的工作原理，矫直机可以分成以下几种：扭转矫直机、拉伸矫直机、钢管矫直机、辊式矫直机和压力矫直机等。