钢管微张力减径工艺参数研究及软件开发

论文摘要

随着石油工业的发展,对无缝钢管的需求量越来越大。对无缝钢管的品种、规格的需求越来越广。就目前国内外生产无缝钢管现状讲,微张力减径机是热轧无缝钢管生产中的主要变形设备,它使荒管在微张力状态下实现减径、定径.以得到多种规格的成品钢管。现代微张力减径机的机架结构一般采用三辊形式,它在提高管材的尺寸精度和表面光洁度,保证产品的质量方面具有明显的优点。本文在总结钢管微张力减径技术研究现状的基础上,结合大量的现场生产经验和数据,对微张力减径减径变形机理进行研究,主要包括以下内容:(1)根据微张力机组中钢管减径所需要的所有工艺参数,利用以往的经验公式初步设计出各个孔型的几何尺寸和孔型加工参数,给定钢管成型所必须的初始条件。(2)利用解析几何的方法,从实际生产需要出发,结合近现代微张力减径变形机理研究成果,给出了钢管定减径过程相关工艺参数的计算方法。并应用于实际钢管微张力减径生产。(3)利用实验现场采集所得的数据,分析并修正孔型尺寸及工艺参数。并根据经验公式及实测数据,调整经验和规律,建立、验证和完善钢管微张力减径的数学模型。从而实现孔型参数及张力系数的精确确定。(4)从钢管生产实际出发,开发了《微张力减径机孔型设计系统》及用于集中差速传动系统的《微张力减径机速度制度计算系统》,并已投入到实际生产与设备设计中。其集易用性,便捷性,准确与可靠性于一身,受到了钢管生产厂家和张减机设计技术人员的好评。该软件系统运用了模块化设计,实现了源代码的可移植性,并为计算软件提供了再开发空间。这两套计算软件的应用,大大简化了定减径机工艺设计的过程,缩短了设备与工艺设计的周期,降低了设计过程中人为产生错误的可能性,提高了工艺参数设计的可靠性。综上所述,本文将微张力减径变形过程的理论研究与现代钢管生产实际相结合,研究了微张力减径过程的变形机理,编制了可用于实际生产的工艺计算软件,为钢管微张力定减径生产钢管壁厚变化的控制提供了理论基础和现实指导。

论文目录

• 中文摘要
• ABSTRACT
• 第一章 绪论
• 1.1 无缝钢管生产技术
• 1.2 无缝钢管张力减径技术的发展
• 1.3 问题的提出
• 1.4 本文的研究内容及研究方法
• 第二章 无缝钢管微张力减径变形机理
• 2.1 微张力减径机组设备组成及功能特点
• 2.1.1 轧辊机架
• 2.1.2 机座
• 2.1.3 换辊设备
• 2.1.4 主传动设备
• 2.1.5 液压系统、润滑系统
• 2.2 钢管微张力减径变形过程
• 2.2.1 在机架孔型中受力和变形状态
• 2.2.2 张力减径机机架间的塑性变形
• 2.3 孔型设计概述
• 2.3.1 减径率分配原则
• 2.3.2 孔型设计的方法
• 2.4 本课题中孔型加工参数确定
• 2.4.1 基础数据
• 2.4.2 基本参数的确定
• 第三章 力能参数的工程计算
• 3.1 力能参数工程计算方法概述
• 3.1.1 张力分布计算
• 3.1.2 各机架钢管壁厚计算
• 3.1.3 轧辊轧制时的出口速度计算
• 3.1.4 轧辊转速计算
• 3.1.5 力能参数的确定
• 3.2 集中差速传动轧辊转速的确定
• 3.2.1 传动原理
• 3.2.2 集中差速传动各机架轧辊转速计算
• 3.2.3 本课题中差速传动系统各轧辊转速的计算
• 3.3 本课题中力能参数确定
• 3.3.1 张力系数确定
• 3.3.2 各机架孔型壁厚的确定
• 3.3.3 力能参数
• 第四章 工艺软件开发
• 4.1 工艺软件开发的目的
• 4.2 本课题开发的工艺软件的特点
• 第五章 工艺设计计算实例
• 5.1 微张力减径机工艺概述
• 5.2 工艺设计说明书设计
• 5.2.1 产品大纲
• 5.2.2 变形分配原则
• 5.2.3 变形分配
• 5.2.4 减径率、椭圆度、张力系数
• 5.2.5 轧辊平均孔型直径
• 5.2.6 微张减机架配置
• 5.2.7 微张减轧制计算
• 5.2.8 微张力减径机速度制度确定
• 第六章 实验研究与结果分析
• 6.1 实验目的
• 6.2 实验意义
• 6.3 实验设备及仪器
• 6.4 实验设计
• 6.4.1 实验设计参数
• 6.4.2 孔型加工参数
• 6.4.3 力能参数计算
• 6.4.4 钢管几何尺寸测量方法
• 6.5 实验结果分析
• 6.5.1 实验结果记录
• 6.5.2 实验结论
• 第七章 结论
• 参考文献
• 硕士期间发表论文及参加科研情况
• 致谢
• 个人简历