山 西 格 蓝 德 机 电 科 技 有 限 公 司
Shanxi Gelande Mechanical & Electric Technology Co.,Ltd.
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1620平头倒棱机 
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1620钢管平头倒棱机技术资料

1、整机概述

1.1工程概况

  该平头倒棱机采用成熟可靠的先进工艺和技术,主要目标是:对钢管端面机械平头倒棱。产品实物质量、生产成本、各项消耗指标和劳动生产率等满足产品工艺和效率要求。

1.2 产品大纲及执行标准

1.2.1生产规模及产品方案

(1)生产规模

大口径直缝焊管工程设计年产8万吨Φ711-Φ1620mm的大口径螺旋埋弧焊管产品:

(2)产品品种

生产的产品品种为石油天然气输送钢管。

(4)钢管条件

钢管直度:0.3%L

钢管椭圆度偏差:3%D(max)

钢管直径偏差:±1.6mm

单根钢管最大重量:17吨

1.3用途、作用

  机器的用途、作用是将已成型的合格钢管两端,在本机上进行机械切削加工,获得精度等级符合用户要求的坡口形状。

1.4总图


1.5.设备构成

  该机为对称布置的机组形式:左右对称的两台主机分别摆放在横移车导轨的两侧,两钢管托起装置摆放在主机中心线上,位于主机的前端。主机由滑台车、床头箱、刀盘、钢管夹紧装置等组成。主机以外的设备有钢管托起装置、横移车、液压系统、电气系统组成。

1.5.1.主要部件介绍

1.5.1.1、滑台车:滑台车由导轨、车体和车体上的滑板组成。车体在导轨上滚动,车体上有一纵向滑板,滑板上安装床头箱等部件。

滑台车的作用:

1)车体沿导轨滚动,带动钢管夹紧装置、滑板和滑板上安装的床头箱一起移动。作用是满足钢管长度从8000~12500mm范围的变化以及为横向进管留出足够空间。

2)滑板移动带动其上安装的床头箱及刀盘一起移动,满足刀盘快速进给,使切削刀具接近管端和切削时实现工进。

  车体为整体式结构,为优质碳素钢焊接结构件,有足够的强度和刚度,,导轨由起重机导轨加工而成,有足够刚性和强度。

  车体上面为滑台,滑台的下导轨面,固定有自润滑导轨板和铜滑块。滑台导轨为镶钢淬火导轨。导轨配有自动润滑装置

  滑台车运行驱动装置由电机+减速机组成。电机采用变频控制,可实现无级调速,实现快速行走、慢速趋近等功能。

  滑板的驱动机构由伺服电机+减速机+滚珠丝杆丝母传动副组成,实现刀盘的快进、工进及进给变速功能。

1.5.1.2 床头箱

  床头箱为刀盘的传动部件。

  床头箱安装在滑台的上滑板上,床头箱为焊接结构件,主轴采用通用精密金切机床普遍采用的结构形式,其精度及刚性高,主轴采用98KW直流电机经同步带+带轮降速后驱动主轴旋转,其额定转速为45R/min,主轴输出额定扭矩25000Nm,通过电机无级变速,转速为20转/分~200转/分,充分满足对60mm壁厚。ф1620mm管径的钢管端面仅靠轴向进刀一次加工成型。

主机前端安装有刀盘,刀盘直径ф1900mm,刀盘的前端面上对称布置四个刀台,刀台可沿刀盘中心径向移动,以适应不同管径的加工。刀台移动到合适位置后,用螺钉固定,刀台上有浮动刀座,该机构采用美国进口浮动刀座的结构,靠模辊轮利用钢管内径定位进行仿形加工。刀座上固定一个专用刀杆,刀杆上安装标准刀片。

1.5.1.3 钢管夹紧装置

  钢管夹紧装置是为了在加工端面时将钢管夹紧。钢管夹紧装置安装在滑台车上,位于滑台车前端,夹紧装置采用4个1/4圆夹块夹持钢管。使用两液压油缸在夹紧装置的两侧同时作用,夹紧力最高可达20000N。夹紧模块为环形模块,不同的管径可采用整体块或组合块,做一套半环形模块,共计8种能满足从ф711~ф1422mm范围内客户要求标准管径的夹紧要求。该机夹紧胎具采用焊接结构,节省更换规格时间

1.5.1.4 钢管v型升降架

  两组钢管v形升降架安装在每一床身的前方,中间留出运管小车的通道,v型升降架由油缸驱动,导向柱导向,两组钢管v形升降架上升基本同步控制,上升高度在更换规格时手动调整,v型架的托料力为130×2KN,托料架油缸有两级压力,并且可调:当托管时,两托料架应能把钢管托起,当夹紧装置夹管时,托料油缸降压,使钢管按夹紧装置定心,托料架起辅助支撑作用,防止钢管变形、震动。

1.5.2、液压系统

1.5.2.1、液压系统有三个独立的液压站组成。机组的每一滑座上各有一个15Kw功率的液压站。另一托料装置液压站为22Kw功率。

  各液压站均由油箱、油温油位控制和油过滤装置、电机油泵组、各类压力控制阀、流量控制阀、方向控制阀、液压附件及液压管路组成。满足机床工况的各类要求。

两滑台车上液压站的作用:是为钢管夹紧装置的油缸提供动力,实现钢管夹紧及松开动作。

位于机组中部地坑内的液压站,为v型架提供液压动力,并能实现两种压力:当钢管上升时高压油使钢管快速上升;当夹紧装置夹紧钢管及夹持过程中,低压油起辅助支撑作用,防止钢管变形。v型架的升降为粗同步。

液压系统采用用户指定的元件。

1.5.2.2、润滑系统

本机配置有独立的的润滑系统,主要用于主轴轴承及传动齿轮的润滑,润滑站安在床头箱的后侧,润滑油泵的电机功率为0.75 KW, 油压:2 Mpa 。

1.5.3、电气系统 

  钢管倒棱机电气控制系统采用西门子s7-300系列plc,主传动采用西门子6RA70全数字直流调速系统,进给系统采用全数字制系统,并配有HMI人际界面,低压电器采用韩国LG产品,主令操作原件采用二工产品。本控制系统采用西门子profibus总线结构将各个交直流控制系统通过profibus总线组成一个完整的基础自动化控制网络,所有的控制参数及运行状况及故障信息均可通过HMI人机界面,进行数字化设置和显示。使整个系统的操作简便,直观,故障率低,运行稳定,可靠。

1.6工艺性能

1.6.1技术参数

①钢管长度:      8000~12500㎜

②钢管外径:      φ711~φ1422㎜

③钢管壁厚:      8~60 mm

④材   质:      壁厚X80≤40㎜;(δs max=690Mpa)

⑤坡口形式:壁厚<18.4mm时,坡口角30º-35º;18.4mm≤壁厚<30mm时,加工复合坡口;壁厚≥30mm时,加工双复合坡口;

1.6.2生产节拍:

8-12根/小时,平均10根/小时

1.7主要性能技术参数

1.7.1、床头箱技术参数

1.7.1.1.主电机功率:     98kw(直流电机)

1.7.1.2.主轴输出最大扭矩: 23000 NM  

1.7.1.3.主轴转速范围:   20-100转/分(无级调速)

       (切削速度按150m/min计算。)

1.7.2、刀盘技术参数:

1.7.2.1.刀盘直径:             1900 mm

1.7.2.2.刀盘上刀座数量:      4(平头1、内倒棱1、主倒棱2)

1.7.2.3.每一刀座固定刀片数:  1片

1.7.3、上滑板的主要技术参数

1.7.3.1.上滑板行走驱动方式:伺服减速电机+滚珠丝杠+直线导轨

1.7.3.2.上滑板行走驱动电机额定功率:  7 kw

1.7.3.3.上滑板最大行程:             500 mm  

1.7.3.4.上滑板的额定速度:           1-2000mm/min

1.7.3.5.上滑板的速度范围:             1~3000 mm/ min

1.7.4、滑台车(在导轨上滚动)的主要技术参数:

1.7.4.1.滑台车行走驱动方式:减速电机+齿轮、齿条机构

1.7.4.2.滑台车行走驱动电机功率:       7 kw(变频电机)

1.7.4.3.滑台车的行走距离:             4050 mm

1.7.4.4.滑台车的额定速度:             8960 mm/min

1.7.4.5.滑台车的速度范围:             800~15708mm/ min

1.7.5、钢管夹紧装置的主要参数:

1.7.5.1.夹紧油缸数量:                 2 套

1.7.5.2.公称夹紧力:                   134706X2=269412 N

1.7.5.3.油缸行程:                     200 mm

1.7.5.4.油缸加紧行程速度:             ≈70 mm/s

1.7.5.5.油缸松开行程速度:             ≈42 mm/s

1.7.5.6.油缸额定压力:                 16 MPa

1.7.6、主机上液压站参数

1.7.6.1.主机上液压站包括液压系统数:    2(夹紧系统)

1.7.6.2.夹紧系统油泵电机功率:        15x2=30kw (1470 r/min)

1.7.6.3.夹紧系统油泵排量:              40x2=80 ml/r

1.7.6.4.夹紧系统油泵压力:              16 MPa

1.7.7、托起装置液压站参数

1.7.7.1.两托起装置的同步形式:      一个电机同时驱动两个油泵

1.7.7.2.油泵电机功率:                 22 kw (1470 r/min)

1.7.7.3.油泵排量:                       32x2=64 ml/r

1.7.7.4.油泵出口压力:                   16MPa

1.8机器的操作说明和要求

1.8.1机器操作过程中的调整:主要是由于加工钢管规格的管径和管长调整引起的相关调整。该调整操作全部为手工操作。其中包括:

1)   更换夹紧装置中的钢管夹紧模具;

2)   调整刀盘上刀座的位置,更换刀具;

3)   调整钢管托起装置的托管高度;

4)   调整滑台车的行程位置;

5)   调整小滑板的行程位置

1.8.2机器的自动工作过程

1)运管车把钢管运送到机组中心线上。

2)钢管托起装置把钢管托到主轴中心线上高于100mm的位置。

3) 滑台车快速向中心移动,使钢管进入钢管夹紧装置一定长度。

4)钢管托起装置降低托起油缸油压使钢管下落至钢管夹紧装置夹紧胎具下底面,钢管夹紧装置夹紧钢管,使钢管按夹紧装置定位,此时托起装置起辅助支撑作用,防止钢管中部下凹及减少切削振动噪音。

5)滑板快进。

6)滑板工进、刀盘旋转进行管端加工,直至加工到量。

7)滑板快速退回,刀盘停止旋转,夹紧油缸松开。

8)钢管托起装置升压把钢管托起。

9)滑台车快速退回。

10)钢管托起装置下降至原始位置。

11)运管车把钢管运出,另一侧运管车把第二根钢管运入机器中心。

1.9设备电机总功率、外形尺寸 及重量

1.9.1、机器总机总功率:             约300 kw

1.9.2、机器外形(长×宽×高):      约27000×5000×4400 mm

1.9.3、机器总重量:                 约 吨

1.10、设备能源介质参数和需要量(电、水、压缩空气、液压油、润滑油等)

1.10.1用电:电机功率约300KW

1.8.2用气:气压0.4~0.8Mpa,消耗量:无

1.8.3用水:水压0.4~0.6Mpa, 冷却水用量:600L/Min

1.8.4用油:

 1.8.4.1设备用油:N32~N46普通液压油,用量:1600升

 1.8.4.2润滑油:

1.8.4.2.1齿轮润滑油N220,用量1200升/年(每3个月更换一次)

1.8.4.2.2普通锂基润滑脂, 用量为500升/年(每半年更换一次)

1.11、工具和特殊工具的分类和使用寿命、年消耗量

分类:倒棱机为两头同时铣削,每头含四把刀。根据管端焊接坡口形式配置导杆,非正常使用条件下,导杆可能损坏。

  使用寿命:刀片为消耗件。

年消耗量:正常切削情况下,年消耗量约2800片。

2、关键配套件及外购件名称、型号、供应厂商

序号

名  称

型 号

生产厂家

1

PLC系统


西门子

2

液压元件


北京华德等

3

油泵


合肥

4

空气开关


韩国LG

5

断路器


韩国LG

6

变频器


三菱

7

减速机


博能或三联

3、供货范围

本供货范围包括机器正常使用的全部设施。主要由以下部分组成:

序号

名  称

数量

单位

备注

1

床头箱

2


2

刀盘

2


3

钢管夹紧装置

2

含夹紧油缸4套

4

滑台车

2

含减速机2套

5

钢管托起装置

2


6

横移车

2

含16米长轨道

7

液压系统

1

三个液压站(含加热器)

8

电气系统

1

预留控制系统接口

9

钢管夹紧模具

2

每套含711,762,813,914,1016,1067,1219,1422钢管规格的7种胎具

11

专用刀杆

2

每套含外倒棱刀杆2把,平头刀杆1把,内倒棱刀杆1把

12

专用工具,工装

1

包括对刀块

注:刀杆和刀片为消耗件,随机所带刀杆和刀片使为机器试车准备的,用户所需用的刀杆和刀片提前定货。

4、备品备件清单

供方提供:

仿型滚轮组件         4套

各自制油缸运动密封件1套;

液压系统和自制油缸固定密封件1套;

试车用刀片每种20片;

5、询价方、报价方提交的技术资料及交付进度

序号

技术文件资料名称

内  容

数量

(套)

交付进度

(月)

提供方式

设计分交

备  注

1

设备平面图

设备平面图

1

合同签订后一个月提供初稿

电子版



2

基础图

设备基础图

1

合同签订后两个月提供初稿

电子版



3

设备使用说明书(含备品备件相关图纸)

机械、电气、液压和使用维护

1

发货时提供

纸质版1套


包括设备总图(三视图)电气、液压技术资料见注1、注2

4

产品检验大纲

产品检验项目和标准

1

验收前1个月提供

纸质版1套



注1:电气资料

包括电气设备原理图、开关柜、箱、盒、操作台现场布置图、现场安装的电气管线、桥架布置图、电缆表(类型、品种、数量)等现场安装维护所需技术文件(包括变频器及主要控制单元说明书)。

注2:液压资料

包括设备的液压原理图、液压元件(类型、品种、数量)、油泵电机组、阀块、液压管图等现场安装维护所需技术文件。