管材矯直機使用說明書

PAGE河北永明地質工程機械有限公司JGKR-180管材矯直機使用說明書江陰富華機械有限公司2013年07月JGKR-180管材矯直機使用說明書目錄一．設備概況 1二．技術參數(shù) 11．管材參數(shù) 12．矯直前管材狀態(tài) 13．矯直機性能參數(shù) 14．能源介質條件 2三．設備組成機構 21．矯直機前輸入輥道和導衛(wèi)裝置 22．矯直機本體及其傳動裝置 33．矯直機輸出輥道 44．換輥裝置及預應力螺母 45．專用工具 46．潤滑系統(tǒng) 47．液壓系統(tǒng) 48．電控系統(tǒng) 5四．安裝要求及調試說明 7五．操作規(guī)程 71．操作臺的使用 72．HMI人機界面的使用 8六．油的填充要求和更換周期 11七．維修與保養(yǎng) 11八．主要外購件清單 12九．軸承清單 13十．易損件清單 14十一．機械圖紙 15十二．電氣圖紙 15JGKR-180管材矯直機使用說明書PAGE17．江陰富華機械有限公司一．設備概況設備名稱：JGKR-180管材矯直機設備介紹：本矯直機機組主要功能是將管直徑為Φ60.3×4.83、Φ73.03×5.51、Φ88.9×6.45、Φ114.3×6.88、Φ127×9.19、Φ139.7×10.54、Φ168×20，長度為6000~13500mm，材質為H40、J55、N80、P110、Q125等加厚石油管及鋼級為E75、X95、G105、S135的加厚鉆桿鋼管，在矯直機上消除由于管體在熱處理和輸送過程中產生的彎曲變形。機組性能和矯直質量達目前國內最先進水平。二．技術參數(shù)1．管材參數(shù)1.1鋼管直徑：外徑Φ60.3Φ11.2鋼管壁厚：4.83201.3外徑公差：±1%1.4長度：600013500m1.5材料最大屈服極限：σs≤980MPa1.6主要鋼種：(1)碳素結構鋼、合金結構鋼、石油油井管(2)石油鉆桿API5DP(3)石油套管管體及接箍料API5CT-2006：L80、N80、C90、P110(4)管線管APISPEC5L：A25級Ⅰ類，A25級Ⅱ類，A，B，X42，X46，X52，X56，X60，X65，X70，X80(5)液壓支架管GB/T17396-1998：20、35、45、27SiMn、30MnNbRe(6)高壓氣瓶管GB18248-2000：37Mn、34Mn2V、30CrMo、35CrMo2．矯直前管材狀態(tài)彎曲度：≤30mm/m，局部≤50mm/m，全長≤120mm橢圓度：≤2.0%D矯直鋼管溫度：450～600℃3．矯直機性能參數(shù)矯直機型式：六輥立式斜輥對置式、8立柱預應力機架、液壓快開矯直。出料方式：按前臺非傳動側側向進料、后臺非傳動側側向出料設計。矯直輥中心距：900mm矯直輥傾角：36°±3°矯直輥規(guī)格：Φ380500mm矯直輥開口度：60mm18上輥最大調節(jié)行程：140mm中間下輥最大調節(jié)行程：40mm矯直精度：≤0.751.0mm/m矯直速度：1560m/min主電機功率：132kw×24．能源介質條件 4.1冷卻循環(huán)用水 水溫：≤32℃ 水質：PH值6-9，堿度≤10，總固體含量≤250ml/L 用量：20m3 4.2電源 電壓等級：AC38010V，三相五線制 頻率：50Hz(頻率波動－1+0.5Hz) 裝機總容量：415KW 三．設備組成機構本機組由矯直機前輸入輥道和導衛(wèi)裝置、矯直機本體及其傳動裝置、矯直機后輸出輥道、換輥裝置及預應力螺母、專用工具，及相應的潤滑、液壓、電控等設備組成。 1．矯直機前輸入輥道和導衛(wèi)裝置 在小冷床上的管子，由撥料機構撥到該輸入輥道上，然后經過導衛(wèi)裝置進入到矯直機內。該輸入輥道有8個輥子，有液壓缸驅動集體升降，有7個輥子是主動輥，并集體變頻調速，適應矯直機的矯直速度。該輥道還設有圓形保護套，避免在矯直過程中由于管子旋轉甩打碰傷管子表面，圓形保護套由液壓缸開啟，每次只允許一根管子進入。 導衛(wèi)裝置既把管子順利導入矯直機，又避免了管子表面被碰傷。 2．矯直機本體及其傳動裝置 2.1組成部分 矯直機本體由機架、8根預應力連接立柱、矯直輥裝配、壓下裝置、壓上裝置、快開與平衡裝置、轉角裝置、鎖緊裝置、主傳動裝置等組成。2.2結構介紹(1)機架上機架、下機架為鋼板焊接結構件。上，下機架上各有8個立柱孔，孔的位置精度應保證立柱連接后，滑座可以上下滑動自如。(2)立柱八組立柱與上下固定梁的聯(lián)結為預應力方式，并由套管定位，立柱套管與活動梁配合的滑動表面鍍鉻防止生銹，并保證配合精度。(3)矯直輥裝配矯直機上、下矯直輥裝配分別安裝于各自的動梁上。動梁上有2個裝有襯套的孔與各自的2個立柱配合。動梁帶動矯直輥在2個立柱上移動以實現(xiàn)開口度調節(jié)。為便于維修更換，滑動襯套為兩半式。矯直輥軸承設計，充分考慮矯直過程中所承受的軸向力，軸承選用具有較大的安全系數(shù)。軸承采用一端定位，一端浮動，且調整矯直輥中心采用調整定位端軸承位置來調整。矯直機下矯直輥裝配安裝與輥座上，輥座安裝與下機架內。(4)壓下裝置和壓上裝置上矯直輥壓下調節(jié)由置于上梁的電機、蝸輪蝸桿減速器通過絲杠實現(xiàn)。下中間輥靠電機減速器通過絲杠實現(xiàn)壓上調節(jié)。(5)快開與平衡裝置第2個上動梁位于矯直輥中心位置，壓下絲杠處裝有一個快速開啟缸，開啟缸活塞桿與上梁的壓下絲杠端頭連接。第1、第3個下動梁下也裝有一個快速開啟缸。上輥采用置于矯直輥座中心兩側的液壓缸平衡,以消除絲桿等零部件的加工和安裝間隙。(6)角度調節(jié)與鎖緊裝置矯直輥上輥和下輥轉角調節(jié)是通過電機、減速器帶動矯直輥輥座旋轉實現(xiàn)角度調節(jié)，由液壓缸鎖緊。上輥的升降量程為“0~140”、2#下輥的升降量程為“0~40”單位為毫米。上下輥的角度量程為“33~39”，單位為度。角度和輥縫的調整都有限位開關，調整電機只能執(zhí)行在限位開關內的調整動作，以此保護調整裝置。(7)主傳動裝置主傳動裝置包括：主傳動電機（2臺）、聯(lián)軸器（2個）、齒輪分配箱（2臺）、萬向聯(lián)軸器（6根）。采用直流調速傳動,分配箱齒輪齒面均為硬齒面，齒輪材料為20CrMnTi，潤滑泵強制潤滑。主傳動電機上下輥采用速度和轉矩同步切換的方式運轉，下輥為主輥，上輥為從輥，當無管材通過時，上輥跟隨下輥進行速度同步，當管材通過矯直機三個主輥壓下后，上輥跟隨下輥做轉矩同步，這樣能保證直流電機同時輸出同樣的正扭矩，增大矯直輸出力和保證管材的直度(8)表盤指示矯直輥開口度指示由表盤和計算機顯示，轉角指示由刻度和計算機顯示。(9)壓下與角度檢測壓下檢測和轉角檢測元件采用光電編碼器。 3．矯直機輸出輥道 矯直機輸出輥道的作用是將矯直后的鋼管快速輸出到大冷床的輸入輥道上。該輸入輥道有8個輥子，有7個輥子是主動輥，并集體變頻調速，適應矯直機的矯直速度。該輥道還設有L型倒槽，避免在矯直過程中由于管子旋轉甩打碰傷管子表面，并起到安全保護作用。4．換輥裝置及預應力螺母矯直機換輥方式采用專門的換輥小車，安全可靠。5．專用工具專用工具包括立柱預應力液壓螺母及液壓螺母用手動高壓泵裝置等。 6．潤滑系統(tǒng) 主減速箱采用稀油油池潤滑和齒輪泵強制噴油潤滑。其它部位均采用電動干油潤滑系統(tǒng)集中潤滑 7．液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)采用恒壓變量泵供壓系統(tǒng)，液壓油由一臺齒輪泵作單獨循環(huán)過濾冷卻，液壓系統(tǒng)具有油溫、壓力、過濾等報警與自動保護功能。系統(tǒng)中設置有恒壓矯直力峰值吸收液壓壓力控制，保證工作平穩(wěn)，降低噪音。 7.1液壓系統(tǒng)的組成及功能 (1)油箱裝置1套 由油箱、回油過濾器、空氣濾清器、加熱器及液位、液溫檢測元件、球閥等組成，用于貯存系統(tǒng)正常工作所需的介質。 (2)主泵裝置 由3臺泵電機組、球閥、單向閥、電磁溢流閥、減振墊、避振喉等組成，為系統(tǒng)提供恒定的動力源。1#和2#泵采用45kW電機，為一用一備，正常運行時只開一臺，負責矯直機主機平衡缸和鎖緊缸、3個主輥升降主缸；3#泵采用22kW電機，負責保護套開關蓋、進料輥升降、出料輥的升降和撥料動作。 (3)循環(huán)過濾冷卻裝置1套 由循環(huán)泵—電機組、冷卻器、循環(huán)過濾器及水閥等組成，具有穩(wěn)定工作介質溫度，提高工作介質清潔度的作用。 (4)蓄能器裝置1套 由蓄能器、安全球閥、支架等組成，用于補充液壓缸快速動作時所需的油液，緩沖液壓回路的沖擊。 (5)控制閥架3臺 由方向閥、流量閥、壓力閥、集成閥塊等組成，滿足各負載油缸的動作控制及速度節(jié)奏的要求。包括：前臺閥架、后臺閥架、主機閥架。 7.2液壓系統(tǒng)的特點 (1)采用恒壓變量泵作為動力源，能根據負載的需要自動調節(jié)輸出流量，保持系統(tǒng)壓力恒定，有效節(jié)約系統(tǒng)功率，減少系統(tǒng)發(fā)熱。 (2)主泵裝置底部設置減振支座，油管采用柔性連接，能有效緩沖隔離泵的振動。 (3)主泵具有無負荷啟停功能及完備的壓力保護環(huán)節(jié)。 (4)配置蓄能器組以滿足液壓缸快速動作時所需的油液，節(jié)約系統(tǒng)功率。 (5)系統(tǒng)配置壓油、回油及循環(huán)過濾器，以確保工作介質的清潔度。 (6)系統(tǒng)設置電加熱器和冷卻器環(huán)節(jié)，以保持工作介質溫度的穩(wěn)定；設置油溫、液位、壓力監(jiān)測，為液壓系統(tǒng)正常運行提供有效保障。 8．電控系統(tǒng) 電控系統(tǒng)包括矯直機速度控制、矯直輥轉角和輥縫控制、PLC控制系統(tǒng)、HMI人機界面系統(tǒng)。 8.1矯直機速度控制 主電機采用西門子全數(shù)字直流調速6RA70系列，適合矯直工藝的要求，且兩臺電機設有負載平衡系統(tǒng)，大大降低了矯直輥不均勻磨損，既有利于提高矯直過程的穩(wěn)定性和矯直精度，又有利于增加矯直輥壽命。 8.2矯直輥轉角和輥縫控制 矯直輥的角度和輥縫都通過絕對值編碼器來定位，角度值和輥縫值既可在機組表盤和刻度牌上指示，也可通過人機界面顯示?？稍谥鞑僮髋_或機旁操作臺實現(xiàn)遠程機旁手動調整，也可在人機界面上自動調整。 8.3PLC控制系統(tǒng) PLC控制系統(tǒng)采用遠程I/O控制方案，在控制系統(tǒng)中將遠程I/O模塊分散配置于系統(tǒng)各控制柜、操作臺內。PLC選用西門子公司的S7-300系列作為主站，S7-200系列作為從站。主站PLC與從站PLC、直流傳動裝置、HMI人機界面之間的信號傳送采用ProfibusDP網絡通訊的方式進行，同時PLC控制系統(tǒng)通過USS通訊控制變頻器。整個控制系統(tǒng)構成了一體化的自動化網絡。 PLC主要功能： (1)負責整個機組的工藝自動化操作，包括各系統(tǒng)的啟、?？刂?，相互間的連鎖，工作模式的選擇等。 (2)設備控制及狀態(tài)檢測，采用通訊和遠程I/O模塊控制設備，通過現(xiàn)場檢測點、編碼器、通訊參數(shù)反饋等方式檢測設備運行狀態(tài)。 (3)主令控制及狀態(tài)顯示通過配置在操作臺內的遠程I/O模塊接收處理來自操作臺上的操作控制指令并傳送至PLC，PLC根據操作指令及相應的聯(lián)鎖條件對控制系統(tǒng)進行主令控制。接受來自數(shù)據網絡的矯直機工作參數(shù)，在HMI人機界面顯示。通過絕對值編碼器的通訊數(shù)據，確定矯直輥當前轉角、輥縫的當前值，并與設定值進行比較，對相應調整電機進行控制，使矯直輥轉角、輥縫位置達到設定值。轉角與輥縫當前值由于操作不當、機械磨損等原因而出現(xiàn)的誤差，可通過標定系統(tǒng)來修正。 (4)故障檢測及分類報警PLC通過遠程I/O模塊及網絡實時采集各系統(tǒng)的工作狀態(tài)，判斷系統(tǒng)各部分是否處于正常工作狀態(tài)。當檢測到系統(tǒng)故障時，PLC將根據檢測到的故障及矯直機目前的工作狀態(tài)進行相應的保護和報警提示。 (5)網絡通訊通過配置相應的通訊網絡，完成與遠程I/O模塊、傳動系統(tǒng)、HMI人機操作界面等的通訊。 8.4HMI人機界面系統(tǒng) 矯直機機組設置一臺HMI監(jiān)控操作站，放在主操臺旁，與PLC采用網絡通訊。監(jiān)控操作站用于對矯直機機組進行監(jiān)控操作，圖形界面軟件選用西門子WinCC。監(jiān)控畫面包括： (1)工作狀態(tài) (2)參數(shù)設定(3)標定畫面(4)調整畫面(5)報警畫面四．安裝要求及調試說明1．安裝前，應對設備的基礎尺寸、標高、地腳螺栓的位置及埋件進行檢查，確認無誤后方可進行安裝。2．設備按照圖紙標高要求安裝，設備安裝完成后，要對安裝質量進行確認，合格后方可進行二次灌漿。3．設備安裝、二次灌漿完畢后，經檢驗認為安裝工作完全符合設計要求時，可以對設備進行單機和聯(lián)動空負荷調試。4．設備空負荷試車后，按調試大綱進行負荷試車，負荷試車結束，設備通過驗收合格后，可使用進行正常生產。五．操作規(guī)程 1．操作臺的使用 操作臺分主操作臺和機旁操作箱，有3種模式，分別為：手動模式、調整模式（在機旁操作箱上可選擇“遠程”和“機旁”2種狀態(tài)）、自動模式。1.1手動模式所有的的操作機構都可在主操作臺上手動操作，除了角度和輥縫的調整。1.2調整模式只對角度和輥縫的調整有作用，既可選擇遠程在主操作臺手動操作，也可選擇機旁在機旁操作箱上手動操作，還可通過HMI人機界面進行自動和點動操作。1.3自動模式自動模式開啟的前提是準備工作就緒。開啟主液壓站和輔液壓站的電機，開啟直流電機冷卻風機和潤滑電機，直流調速裝置合閘并上下輥同時選擇前進，完成上述工作后“準備就緒”指示燈亮，選擇“自動模式”，按“自動運行”按鈕，機組開始自動運行。 2．HMI人機界面的使用 2.1工作狀態(tài)畫面 工作狀態(tài)畫面為主畫面，其作用為監(jiān)控矯直機的當前工作狀態(tài)，如機組工作模式、主液壓站狀態(tài)、輔液壓站狀態(tài)、主機角度和輥縫值、矯直機生產流程中主要檢測點狀態(tài)、生產根數(shù)統(tǒng)計等，同時可切換至其他畫面，見圖1。上輥壓下量上輥轉角量上輥壓下量上輥轉角量系統(tǒng)時間反彎量鎖緊缸狀態(tài)下輥轉角量2#輥輥縫值主液壓站監(jiān)測點狀態(tài)輔液壓站工作模式圖1.主畫面系統(tǒng)時間反彎量鎖緊缸狀態(tài)下輥轉角量2#輥輥縫值主液壓站監(jiān)測點狀態(tài)輔液壓站工作模式2.2參數(shù)設定畫面參數(shù)設定畫面用來設置矯直機的工作參數(shù)，可設置主電機轉速、三個矯直機上輥壓下動作基于管材頭部輸送到矯直機入口光幕的延時時間及抬起動作基于管材尾部離開入口光幕的延時時間，同時監(jiān)控上輥下輥的實時轉速，見圖2。圖2.參數(shù)設定畫面2.3標定畫面標定畫面主要用于標定由于機械磨損等外在原因導致的角度和輥縫值顯示誤差，還可對不同材質不同規(guī)格的管材做矯直的轉角量、反彎量、壓下量理論值運算，見圖3。圖3.標定畫面2.4調整畫面調整畫面主要功能是輔助調節(jié)矯直機角度和輥縫值，可完成壓下量、反彎量、轉角量的自動和點動調整，同時顯示轉角和輥縫調整的限位開關和對應電機控制回路過熱繼電器狀態(tài)，見圖4。調整電機自動調整調整電機點動調整調整限位開關狀態(tài)對應電機熱繼（閃爍）調整電機自動調整調整電機點動調整調整限位開關狀態(tài)對應電機熱繼（閃爍）圖4.調整畫面2.5報警畫面報警畫面用于監(jiān)控各報警點當前狀態(tài)，并作報警記錄（編號、日期、時間、報警內容、解決方案），見圖5。圖5.報警畫面六．油的填充要求和更換周期1．開始調試前，要為電機加足潤滑機油；為所有的滑動軸承、滾動軸承和滑動銅板面打足潤滑甘油。2．調試期間，應每天檢查液壓站油箱油位是否正常；液壓站上冷卻器所需的冷卻水是否正常開啟。3．正常生產期間，每天給矯直機主機上活動梁加潤滑甘油，每星期給所有滑動軸承和滾動軸承添加潤滑甘油。4．生產第一年，半年更換一次液壓油和冷卻液；一年以后，每年更換一次液壓油和冷卻液，具體視生產情況而定。注：1．電機潤滑機油加油處有：a、兩臺主電機齒輪箱；b、矯直機輥縫和角度調整電機的10臺減速機；c、進料輥和出料輥進退傳輸電機的14臺減速機；d、爐后輥電機、大冷床旋轉電機和矯后輥電機的減速機。2．潤滑甘油加油處有： a、主機上活動梁的6個立柱銅套；b、主機下輥調角底座的轉動間隙；c、兩臺主電機前后兩端軸承；d、下輥2#升降電機導套內的軸承；e、進料輥和出料輥電機的軸承；f、進料輥和出料輥的升降軸承座；g、保護套開關蓋的軸承座。以及爐后輥、小冷床、大冷床和矯后輥的所有軸承座。七．維修與保養(yǎng)設備維修及注意點：1．調角或升降電機不能運行時，先檢查是否超過行程，再檢查是否到達限位位置，如果不是上述兩種情況，檢查對應電機的過熱繼電器是否過載，如果過載，需檢查電機過載的原因，完全解決后方可繼續(xù)使用該電機。2．進料輥電機、出料輥電機、調整電機，都由變頻器控制。如果不能正常運行，先查看變頻器有無報警，再檢查變頻器的相關參數(shù)是否被錯誤修改。 3．液壓站故障有油溫高、油溫低、油位高、油溫低、堵塞、熱繼這幾個故障。油溫高和油位低報警需要停止生產，檢查冷卻水循環(huán)是否正常和檢查油箱內油位；油溫低報警液壓站將無法開啟，電控系統(tǒng)運行會自動加熱至工作溫度，如未加熱檢查加熱器對應電路故障；有堵塞報警，需要清理對應回油口。 4．其它電機出故障時，查看過熱繼電器和斷路器是否跳閘。 5．復位按鈕：當操作臺蜂鳴器報警時，需要查看監(jiān)控系統(tǒng)的報警內容，根據報警內容做出相應的維護工作，按下該按鈕可停止峰鳴器的聲響，該按鈕還可復位直流調速裝置故障。 6．直流調速裝置和變頻器遇到故障停止工作，查看對應故障代碼，查詢手冊進行維修工作。 7．生產過程中，遇到特殊情況，操作人員按急停按鈕，并第一時間停止一切動力裝置。8．設備的維修和日常保養(yǎng)，需要專業(yè)機修和電工、設備操作工完成。保養(yǎng)周期：1．每天注意觀察各零部件是否運轉靈活，如發(fā)現(xiàn)異常，應立即檢修、保養(yǎng)。2．每周檢查一次潤滑情況，保證良好的潤滑。3．每月檢查一次緊固零件的鎖緊情況，及時擰緊，防止松動。4．每年根據設備的使用情況，更換易損件。

八．主要外購件清單序號代號名稱數(shù)量備注1GB/T1243-1997滾子鏈16A-1×567矯直機前輸入輥道2減速電機GR5773液壓缸80×6014液壓缸80×13225JZBR140A2.03.04上輥調角減速電機3矯直機6JZBR140A2.07.03減速機17JZBR140A2.07.04下邊輥調角輥減速電機28JZBR140A2.07.03下輥壓上減速電機19JZBR140A2.07.06下中輥調角輥減速電機110行星擺線針輪減速機XLEDC311JB/T3241-2005萬向聯(lián)軸器250A×1700212JB/T3241-2005萬向聯(lián)軸器250A×2440213JB/T3241-2005萬向聯(lián)軸器250B×9802142013202.07.01ST形孔用組合密封圈φ290×φ269×8.12鎖緊缸152013202.07.02ST形孔用組合密封圈φ290×φ269×8.11鎖緊缸162013202.03.03防塵圈J1401矯直機鎖緊缸17防塵圈J70118STM-25-70219STM-25-1402202013202.03.04Yx軸用密封圈d400×424×241矯直機主缸21STM-25-400軸用組合密封圈222O形密封圈455×8.6123O形密封圈500×8.6124軌道用齒輪減速電機DSZYG