發(fā)布時(shí)間：2020-06-11 09:58

【摘要】：管道運(yùn)輸已成為繼公路、鐵路、水運(yùn)、航空之后的第五種運(yùn)輸方式,發(fā)揮的作用日益重要。全球范圍來(lái)看,管網(wǎng)概念日益普及,隨著油氣輸送管網(wǎng)的不斷鋪設(shè),大型管件的需求量持續(xù)增長(zhǎng),同時(shí)行業(yè)內(nèi)也對(duì)大型管件的質(zhì)量提出了更高的要求。作為一個(gè)重要的技術(shù)指標(biāo),管端橢圓度對(duì)管與管之間的焊接工藝有著直接的影響。然而,由于在生產(chǎn)過(guò)程中成形工藝與材料性能的波動(dòng)以及其他一些不良因素的影響,往往會(huì)造成管端橢圓度超標(biāo),因此必須對(duì)其進(jìn)行矯圓處理。無(wú)論是傳統(tǒng)的整徑矯圓還是過(guò)彎矯圓都嚴(yán)重依賴于大型壓力機(jī),難以滿足多地點(diǎn)靈活矯圓的新要求。因此,各大生產(chǎn)企業(yè)急需一種易于移動(dòng)且具有高自動(dòng)化、高智能化水平的大型管件管端矯圓機(jī)。首先,本文基于平面彎曲彈復(fù)方程對(duì)管坯整體脹扁過(guò)程進(jìn)行了理論解析,建立了基于MATLAB GUI的管坯圓脹扁彈復(fù)解析模塊,對(duì)扁矯圓過(guò)程進(jìn)行了數(shù)值模擬,并得到了管坯卸載后橢圓度、所需成形力與相對(duì)變形量之間的線性關(guān)系,為內(nèi)脹式過(guò)彎矯圓工藝的智能化控制策略提供了理論依據(jù)。其次,根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)原理和液壓傳動(dòng)原理,設(shè)計(jì)了完備的矯圓機(jī)本體結(jié)構(gòu)方案以及液壓控制系統(tǒng)方案,同時(shí)對(duì)其進(jìn)行了詳細(xì)介紹,并對(duì)其中主要零部件進(jìn)行了校核計(jì)算,結(jié)果表明其均滿足工程要求。最后,搭建了以工業(yè)計(jì)算機(jī)、PLC為控制硬件,以激光位移傳感器為測(cè)量原件的大型管件管端智能控制硬件系統(tǒng),開(kāi)發(fā)了基于LabVIEW的大型管件管端智能控制軟件系統(tǒng),并將硬件系統(tǒng)和軟件系統(tǒng)融合到一起。通過(guò)物理實(shí)驗(yàn)表明,該矯圓機(jī)易于移動(dòng)且穩(wěn)定性好,并且基本實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化和智能化控制。
【圖文】：

第 1 章 緒 論背景及研究的目的和意義輸作為連接石油天然氣產(chǎn)地與用戶使用目的地的首選通道，，具有節(jié)能等優(yōu)勢(shì)，已成為繼公路、鐵路、水運(yùn)、航空之后的第五種運(yùn)輸日益重要。全球范圍來(lái)看，尤其是西方發(fā)達(dá)國(guó)家，管網(wǎng)概念日益網(wǎng)日趨完備。近些年來(lái)，隨著許多大型跨大陸、跨國(guó)管道的鋪設(shè)的油氣管道版圖已經(jīng)形成，管道運(yùn)輸正在為全球經(jīng)濟(jì)的發(fā)展起著用[1-7]。2016 年，我國(guó)油氣長(zhǎng)距離輸送管道總里程累計(jì)已達(dá)到近 12.6 萬(wàn)千米約 7.43 萬(wàn)千米，約占 58.96%，原油管道約 2.62 萬(wàn)千米，約占 20約 2.55 萬(wàn)千米，約占 20.23%，如圖 1-1 所示，已基本形成連通�？鐤|西、縱貫?zāi)媳钡挠蜌夤歉晒芫W(wǎng)布局。

1.2.1 整徑矯圓1.2.1.1 擴(kuò)徑矯圓擴(kuò)徑矯圓是利用機(jī)械裝置或液壓設(shè)備使管坯產(chǎn)生均勻的周向拉伸，以控制管坯卸載后的橢圓度與周長(zhǎng)尺寸誤差，此工藝是大型管件生產(chǎn)過(guò)程中的一道重要工序，其在提高大型管件管形品質(zhì)、改善大型管件殘余應(yīng)力狀態(tài)以及提高大型管件的強(qiáng)度等方面均有較好效果。擴(kuò)徑矯圓工藝過(guò)程如圖 1-2 所示。殷t煹萚10]利用平面彎曲理論對(duì)擴(kuò)徑矯圓的工藝原理進(jìn)行了理論解析，給出了擴(kuò)徑彈復(fù)后管坯橢圓度隨擴(kuò)徑量的變化規(guī)律，同時(shí)對(duì)彈復(fù)后管坯形狀的影響因素進(jìn)行了研究，并且通過(guò)試驗(yàn)驗(yàn)證了理論解析的正確性。郭寶峰等[11-15]通過(guò)理論解析、數(shù)值模擬和物理實(shí)驗(yàn)的方法研究了多瓣模擴(kuò)徑工藝過(guò)程中擴(kuò)徑率和重疊量以及模具形狀參數(shù)對(duì)成形件品質(zhì)的影響。余大典等[16]研究了擴(kuò)徑參數(shù)對(duì)鋼管質(zhì)量的影響規(guī)律，李聚群等[17]研究了摩擦對(duì)擴(kuò)徑后管坯壁厚變化以及管坯端口拉裂的影響。
【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TG305

【參考文獻(xiàn)】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 展培培;趙軍;李平;尚京華;;大型管件管端過(guò)彎矯圓三步法控制策略[J];材料科學(xué)與工藝;2014年02期

2 馬麗霞;宋曉抗;高麗梅;趙軍;;大型管件自行式撓度檢測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及誤差分析[J];塑性工程學(xué)報(bào);2013年04期

3 趙軍;展培培;馬瑞;孫紅磊;;平面曲梁純彎曲等價(jià)定理及其試驗(yàn)驗(yàn)證[J];機(jī)械工程學(xué)報(bào);2013年16期

4 展培培;趙軍;尚京華;馬瑞;;大型管件管端過(guò)彎矯圓控制策略研究[J];中國(guó)機(jī)械工程;2013年09期

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本文編號(hào)：2707738