管材矫直机使用说明书

1、.河北永明地质工程机械有限公司JGKR-180管材矫直机使用说明书江阴富华机械有限公司2013年07月.;.目 录一设备概况1二技术参数11管材参数12矫直前管材状态13矫直机性能参数14能源介质条件2三设备组成机构21矫直机前输入辊道和导卫装置22矫直机本体及其传动装置33矫直机输出辊道44换辊装置及预应力螺母45专用工具46润滑系统47液压系统48电控系统5四安装要求及调试说明7五操作规程71操作台的使用72HMI人机界面的使用8六油的填充要求和更换周期11七维修与保养11八主要外购件清单12九轴承清单13十易损件清单14十一机械图纸15十二电气图纸15.;.一设备概况设备名称：JGKR-

2、180管材矫直机设备介绍：本矫直机机组主要功能是将管直径为60.3×4.83、73.03×5.51、88.9×6.45、114.3×6.88、127×9.19、139.7×10.54、168×20，长度为600013500mm，材质为H40、J55、N80、P110、Q125等加厚石油管及钢级为E75、X95、G105、S135的加厚钻杆钢管，在矫直机上消除由于管体在热处理和输送过程中产生的弯曲变形。机组性能和矫直质量达目前国内最先进水平。二技术参数1管材参数1.1钢管直径：外径60.3168 mm1.2钢管壁厚：4.832

3、0mm1.3外径公差：±1%1.4长度：600013500mm1.5材料最大屈服极限：s980MPa1.6主要钢种：(1) 碳素结构钢、合金结构钢、石油油井管(2) 石油钻杆API 5DP(3) 石油套管管体及接箍料API 5CT-2006： L80、N80、C90、P110(4) 管线管API SPEC 5L：A25 级类，A25 级类，A，B，X42，X46，X52，X56，X60，X65，X70，X80(5) 液压支架管GB/T17396-1998 ：20、35、45、27SiMn、30MnNbRe(6) 高压气瓶管GB18248-2000 ：37Mn、34Mn2V、30CrM

4、o、35CrMo2矫直前管材状态弯曲度：30mm/m，局部50mm/m，全长120mm椭圆度：2.0%D矫直钢管温度： 4506003矫直机性能参数矫直机型式：六辊立式斜辊对置式、8立柱预应力机架、液压快开矫直。出料方式：按前台非传动侧侧向进料、后台非传动侧侧向出料设计。 矫直辊中心距：900 mm矫直辊倾角：36°±3°矫直辊规格：380´500 mm矫直辊开口度： 60mm180 mm上辊最大调节行程：140 mm中间下辊最大调节行程：40 mm矫直精度：0.751.0 mm/m矫直速度：1560 m/min主电机功率：132kw×24能源

5、介质条件4.1冷却循环用水 水温：32 水质：PH值6-9，碱度10，总固体含量250 ml/L 用量：20 m3/h4.2电源 电压等级： AC380±10 V，三相五线制 频率 ：50Hz(频率波动1+ 0.5Hz) 装机总容量：415 KW三设备组成机构本机组由矫直机前输入辊道和导卫装置、矫直机本体及其传动装置、矫直机后输出辊道、换辊装置及预应力螺母、专用工具，及相应的润滑、液压、电控等设备组成。1矫直机前输入辊道和导卫装置在小冷床上的管子，由拨料机构拨到该输入辊道上，然后经过导卫装置进入到矫直机内。该输入辊道有8个辊子，有液压缸驱动集体升降，有7个辊子是主动辊，并集体变频调速

6、，适应矫直机的矫直速度。该辊道还设有圆形保护套，避免在矫直过程中由于管子旋转甩打碰伤管子表面，圆形保护套由液压缸开启，每次只允许一根管子进入。导卫装置既把管子顺利导入矫直机，又避免了管子表面被碰伤。2矫直机本体及其传动装置2.1 组成部分矫直机本体由机架、8根预应力连接立柱、矫直辊装配、压下装置、压上装置、快开与平衡装置、转角装置、锁紧装置、主传动装置等组成。2.2 结构介绍(1) 机架上机架、下机架为钢板焊接结构件。上，下机架上各有8个立柱孔，孔的位置精度应保证立柱连接后，滑座可以上下滑动自如。(2) 立柱八组立柱与上下固定梁的联结为预应力方式，并由套管定位，立柱套管与活动梁配合的滑动表面镀

7、铬防止生锈，并保证配合精度。(3) 矫直辊装配矫直机上、下矫直辊装配分别安装于各自的动梁上。动梁上有2个装有衬套的孔与各自的2个立柱配合。动梁带动矫直辊在2个立柱上移动以实现开口度调节。为便于维修更换，滑动衬套为两半式。矫直辊轴承设计，充分考虑矫直过程中所承受的轴向力，轴承选用具有较大的安全系数。轴承采用一端定位，一端浮动，且调整矫直辊中心采用调整定位端轴承位置来调整。矫直机下矫直辊装配安装与辊座上，辊座安装与下机架内。(4) 压下装置和压上装置上矫直辊压下调节由置于上梁的电机、蜗轮蜗杆减速器通过丝杠实现。下中间辊靠电机减速器通过丝杠实现压上调节。(5) 快开与平衡装置第2个上动梁位于矫直辊中

8、心位置，压下丝杠处装有一个快速开启缸，开启缸活塞杆与上梁的压下丝杠端头连接。第1、第3个下动梁下也装有一个快速开启缸。上辊采用置于矫直辊座中心两侧的液压缸平衡,以消除丝杆等零部件的加工和安装间隙。(6) 角度调节与锁紧装置矫直辊上辊和下辊转角调节是通过电机、减速器带动矫直辊辊座旋转实现角度调节，由液压缸锁紧。 上辊的升降量程为“0140”、2#下辊的升降量程为“040”单位为毫米。上下辊的角度量程为“3339”，单位为度。角度和辊缝的调整都有限位开关，调整电机只能执行在限位开关内的调整动作，以此保护调整装置。(7) 主传动装置主传动装置包括：主传动电机（2台）、联轴器（2个）、齿轮分配箱（2台

9、）、万向联轴器（6根）。采用直流调速传动, 分配箱齿轮齿面均为硬齿面，齿轮材料为20CrMnTi，润滑泵强制润滑。主传动电机上下辊采用速度和转矩同步切换的方式运转，下辊为主辊，上辊为从辊，当无管材通过时，上辊跟随下辊进行速度同步，当管材通过矫直机三个主辊压下后，上辊跟随下辊做转矩同步，这样能保证直流电机同时输出同样的正扭矩，增大矫直输出力和保证管材的直度(8) 表盘指示矫直辊开口度指示由表盘和计算机显示，转角指示由刻度和计算机显示。(9) 压下与角度检测压下检测和转角检测元件采用光电编码器。3矫直机输出辊道矫直机输出辊道的作用是将矫直后的钢管快速输出到大冷床的输入辊道上。该输入辊道有8个辊子，

10、有7个辊子是主动辊，并集体变频调速，适应矫直机的矫直速度。该辊道还设有L型倒槽，避免在矫直过程中由于管子旋转甩打碰伤管子表面，并起到安全保护作用。4换辊装置及预应力螺母矫直机换辊方式采用专门的换辊小车，安全可靠。5专用工具专用工具包括立柱预应力液压螺母及液压螺母用手动高压泵装置等。6润滑系统主减速箱采用稀油油池润滑和齿轮泵强制喷油润滑。其它部位均采用电动干油润滑系统集中润滑7液压系统液压系统采用恒压变量泵供压系统，液压油由一台齿轮泵作单独循环过滤冷却，液压系统具有油温、压力、过滤等报警与自动保护功能。系统中设置有恒压矫直力峰值吸收液压压力控制，保证工作平稳，降低噪音。7.1 液压系统的组成及功

11、能(1) 油箱装置 1套由油箱、回油过滤器、空气滤清器、加热器及液位、液温检测元件、球阀等组成，用于贮存系统正常工作所需的介质。(2) 主泵装置 由3台泵电机组、球阀、单向阀、电磁溢流阀、减振垫、避振喉等组成，为系统提供恒定的动力源。1#和2#泵采用45kW电机，为一用一备，正常运行时只开一台，负责矫直机主机平衡缸和锁紧缸、3个主辊升降主缸；3#泵采用22kW电机，负责保护套开关盖、进料辊升降、出料辊的升降和拨料动作。(3) 循环过滤冷却装置1套由循环泵电机组、冷却器、循环过滤器及水阀等组成，具有稳定工作介质温度，提高工作介质清洁度的作用。(4) 蓄能器装置1套由蓄能器、安全球阀、支架等组成，

12、用于补充液压缸快速动作时所需的油液，缓冲液压回路的冲击。(5) 控制阀架3台由方向阀、流量阀、压力阀、集成阀块等组成，满足各负载油缸的动作控制及速度节奏的要求。包括：前台阀架、后台阀架、主机阀架。7.2 液压系统的特点(1) 采用恒压变量泵作为动力源，能根据负载的需要自动调节输出流量，保持系统压力恒定，有效节约系统功率，减少系统发热。(2) 主泵装置底部设置减振支座，油管采用柔性连接，能有效缓冲隔离泵的振动。(3) 主泵具有无负荷启停功能及完备的压力保护环节。(4) 配置蓄能器组以满足液压缸快速动作时所需的油液，节约系统功率。(5) 系统配置压油、回油及循环过滤器，以确保工作介质的清洁度。(6

13、) 系统设置电加热器和冷却器环节，以保持工作介质温度的稳定；设置油温、液位、压力监测，为液压系统正常运行提供有效保障。8电控系统电控系统包括矫直机速度控制、矫直辊转角和辊缝控制、PLC控制系统、HMI人机界面系统。8.1 矫直机速度控制主电机采用西门子全数字直流调速6RA70系列，适合矫直工艺的要求，且两台电机设有负载平衡系统，大大降低了矫直辊不均匀磨损，既有利于提高矫直过程的稳定性和矫直精度，又有利于增加矫直辊寿命。8.2 矫直辊转角和辊缝控制矫直辊的角度和辊缝都通过绝对值编码器来定位，角度值和辊缝值既可在机组表盘和刻度牌上指示，也可通过人机界面显示。可在主操作台或机旁操作台实现远程机旁手动

14、调整，也可在人机界面上自动调整。8.3 PLC控制系统PLC控制系统采用远程I/O控制方案，在控制系统中将远程I/O模块分散配置于系统各控制柜、操作台内。PLC选用西门子公司的S7-300系列作为主站，S7-200系列作为从站。主站PLC与从站PLC、直流传动装置、HMI人机界面之间的信号传送采用ProfibusDP网络通讯的方式进行，同时PLC控制系统通过USS通讯控制变频器。整个控制系统构成了一体化的自动化网络。PLC主要功能：(1) 负责整个机组的工艺自动化操作，包括各系统的启、停控制，相互间的连锁，工作模式的选择等。(2) 设备控制及状态检测，采用通讯和远程I/O模块控制设备，通过现场

15、检测点、编码器、通讯参数反馈等方式检测设备运行状态。(3) 主令控制及状态显示通过配置在操作台内的远程I/O模块接收处理来自操作台上的操作控制指令并传送至PLC，PLC根据操作指令及相应的联锁条件对控制系统进行主令控制。接受来自数据网络的矫直机工作参数，在HMI人机界面显示。通过绝对值编码器的通讯数据，确定矫直辊当前转角、辊缝的当前值，并与设定值进行比较，对相应调整电机进行控制，使矫直辊转角、辊缝位置达到设定值。转角与辊缝当前值由于操作不当、机械磨损等原因而出现的误差，可通过标定系统来修正。(4) 故障检测及分类报警PLC通过远程I/O模块及网络实时采集各系统的工作状态，判断系统各部分是否处于

16、正常工作状态。当检测到系统故障时，PLC将根据检测到的故障及矫直机目前的工作状态进行相应的保护和报警提示。(5) 网络通讯通过配置相应的通讯网络，完成与远程I/O模块、传动系统、HMI人机操作界面等的通讯。8.4 HMI人机界面系统矫直机机组设置一台HMI监控操作站，放在主操台旁，与PLC采用网络通讯。监控操作站用于对矫直机机组进行监控操作，图形界面软件选用西门子WinCC。监控画面包括：(1) 工作状态(2) 参数设定(3) 标定画面(4) 调整画面(5) 报警画面四安装要求及调试说明1安装前，应对设备的基础尺寸、标高、地脚螺栓的位置及埋件进行检查，确认无误后方可进行安装。2设备按照图纸标高

17、要求安装，设备安装完成后，要对安装质量进行确认，合格后方可进行二次灌浆。3设备安装、二次灌浆完毕后，经检验认为安装工作完全符合设计要求时，可以对设备进行单机和联动空负荷调试。4设备空负荷试车后，按调试大纲进行负荷试车，负荷试车结束，设备通过验收合格后，可使用进行正常生产。五操作规程1操作台的使用操作台分主操作台和机旁操作箱，有3种模式，分别为：手动模式、调整模式（在机旁操作箱上可选择“远程”和“机旁”2种状态）、自动模式。1.1 手动模式所有的的操作机构都可在主操作台上手动操作，除了角度和辊缝的调整。1.2 调整模式只对角度和辊缝的调整有作用，既可选择远程在主操作台手动操作，也可选择机旁在机旁

18、操作箱上手动操作，还可通过HMI人机界面进行自动和点动操作。1.3 自动模式自动模式开启的前提是准备工作就绪。开启主液压站和辅液压站的电机，开启直流电机冷却风机和润滑电机，直流调速装置合闸并上下辊同时选择前进，完成上述工作后“准备就绪”指示灯亮，选择“自动模式”，按“自动运行”按钮，机组开始自动运行。2HMI人机界面的使用2.1 工作状态画面工作状态画面为主画面，其作用为监控矫直机的当前工作状态，如机组工作模式、主液压站状态、辅液压站状态、主机角度和辊缝值、矫直机生产流程中主要检测点状态、生产根数统计等，同时可切换至其他画面，见图1。上辊压下量上辊转角量系统时间反弯量锁紧缸状态下辊转角量2#辊

19、辊缝值主液压站监测点状态辅液压站工作模式图1. 主画面2.2 参数设定画面参数设定画面用来设置矫直机的工作参数，可设置主电机转速、三个矫直机上辊压下动作基于管材头部输送到矫直机入口光幕的延时时间及抬起动作基于管材尾部离开入口光幕的延时时间，同时监控上辊下辊的实时转速，见图2。图2. 参数设定画面2.3 标定画面标定画面主要用于标定由于机械磨损等外在原因导致的角度和辊缝值显示误差，还可对不同材质不同规格的管材做矫直的转角量、反弯量、压下量理论值运算，见图3。图3. 标定画面2.4 调整画面调整画面主要功能是辅助调节矫直机角度和辊缝值，可完成压下量、反弯量、转角量的自动和点动调整，同时显示转角和辊

20、缝调整的限位开关和对应电机控制回路过热继电器状态，见图4。调整电机自动调整调整电机点动调整调整限位开关状态对应电机热继（闪烁）图4. 调整画面2.5 报警画面报警画面用于监控各报警点当前状态，并作报警记录（编号、日期、时间、报警内容、解决方案），见图5。图5. 报警画面六油的填充要求和更换周期1开始调试前，要为电机加足润滑机油；为所有的滑动轴承、滚动轴承和滑动铜板面打足润滑甘油。2调试期间，应每天检查液压站油箱油位是否正常；液压站上冷却器所需的冷却水是否正常开启。3正常生产期间，每天给矫直机主机上活动梁加润滑甘油，每星期给所有滑动轴承和滚动轴承添加润滑甘油。4生产第一年，半年更换一次液压油和冷

21、却液；一年以后，每年更换一次液压油和冷却液，具体视生产情况而定。注：1电机润滑机油加油处有：a、两台主电机齿轮箱；b、矫直机辊缝和角度调整电机的10台减速机；c、进料辊和出料辊进退传输电机的14台减速机；d、炉后辊电机、大冷床旋转电机和矫后辊电机的减速机。2润滑甘油加油处有：a、主机上活动梁的6个立柱铜套；b、主机下辊调角底座的转动间隙；c、两台主电机前后两端轴承；d、下辊2#升降电机导套内的轴承；e、进料辊和出料辊电机的轴承；f、进料辊和出料辊的升降轴承座；g、保护套开关盖的轴承座。以及炉后辊、小冷床、大冷床和矫后辊的所有轴承座。七维修与保养设备维修及注意点：1调角或升降电机不能运行时，先检

22、查是否超过行程，再检查是否到达限位位置，如果不是上述两种情况，检查对应电机的过热继电器是否过载，如果过载，需检查电机过载的原因，完全解决后方可继续使用该电机。2进料辊电机、出料辊电机、调整电机，都由变频器控制。如果不能正常运行，先查看变频器有无报警，再检查变频器的相关参数是否被错误修改。3液压站故障有油温高、油温低、油位高、油温低、堵塞、热继这几个故障。油温高和油位低报警需要停止生产，检查冷却水循环是否正常和检查油箱内油位；油温低报警液压站将无法开启，电控系统运行会自动加热至工作温度，如未加热检查加热器对应电路故障；有堵塞报警，需要清理对应回油口。4其它电机出故障时，查看过热继电器和断路器是否

23、跳闸。5复位按钮：当操作台蜂鸣器报警时，需要查看监控系统的报警内容，根据报警内容做出相应的维护工作，按下该按钮可停止峰鸣器的声响，该按钮还可复位直流调速装置故障。6直流调速装置和变频器遇到故障停止工作，查看对应故障代码，查询手册进行维修工作。7生产过程中，遇到特殊情况，操作人员按急停按钮，并第一时间停止一切动力装置。8设备的维修和日常保养，需要专业机修和电工、设备操作工完成。保养周期：1每天注意观察各零部件是否运转灵活，如发现异常，应立即检修、保养。2每周检查一次润滑情况，保证良好的润滑。3每月检查一次紧固零件的锁紧情况，及时拧紧，防止松动。4每年根据设备的使用情况，更换易损件。八主要外购件清

24、单序号代号名称数量备注1GB/T1243-1997滚子链16A-1×567矫直机前输入辊道2减速电机GR5773液压缸80×6014液压缸80×13225JZBR140A2.03.04-06上辊调角减速电机3矫直机6JZBR140A2.07.03-04减速机17JZBR140A2.07.04-01下边辊调角辊减速电机28JZBR140A2.07.03-05下辊压上减速电机19JZBR140A2.07.06-02下中辊调角辊减速电机110行星摆线针轮减速机XLEDC311JB/T3241-2005万向联轴器250A×1700212JB/T3241-2005

25、万向联轴器250A×2440213JB/T3241-2005万向联轴器250B×9802142013202.07.01ST形孔用组合密封圈 290×269×8.12锁紧缸152013202.07.02ST形孔用组合密封圈 290×269×8.11锁紧缸162013202.03.03防尘圈J1401矫直机锁紧缸17防尘圈J70118STM-25-70219STM-25-1402202013202.03.04Yx轴用密封圈d400×424×241矫直机主缸21STM-25-400轴用组合密封圈222O形密封圈455×8.6123O形密封圈500×8.6124轨道用齿轮减速电机DSZYGCJa132-1.8-2287矫直机后输出辊道25液压缸SJ140-TC80B200B-AO2126液压缸SJ140-TC80B120B-AO2127GB/T1243-1997滚子链16A-1x567九轴承清单序号代号名称数量备注1挡边自润滑轴承31.5x40x356矫直机前输入辊道2自润滑轴承45×55×30113GB288-87轴承22311/55×120×43184JB/T2561-91对开式滑动轴承H2070165对开式镶嵌型滑动轴承