大口径中频加热液压弯管机的液压技术研究

　　前言

　　随着科学技术的不断进步和我国管道事业的蓬勃发展以及原油流向和天然气输送的调整，对弯管设备需用量在逐渐增加，管道要翻山越岭，穿越湖泊，一路上要适应不同的地形，需要很多弯管灵活的转变方向。中频加热弯管机是管线的重要部分，也是管道工程的重要项目，研制中频加热液压弯管机就十分必要。其工作原理是利用中频电源对钢管(包括低合金钢管和不锈钢管等)进行加热，同时将钢管匀速推进，使加热部分的钢管沿预设的轨道行走从而形成具有一定曲率半径和角度的弯管。

　　国内研制的各种弯管机，人为控制因素太多，产品质量得不到很好的控制，尤其在加热、推速控制方面存在许多问题。测温靠工人眼睛观察，凭经验，或用手提式测温仪测温，然后人为进行调控；加热感应器的驱动靠工人手摇丝杠移动；加热功率不易及时跟随弯管的变化而变化；推弯有的甚至靠卷扬机和钢丝绳驱动；推速不稳定，忽快忽慢，导致弯管表面出现皱褶；弯管几何形状不规矩，椭圆度超差等问题。国外的大中型中频感应加热弯管机国外既有机械式，也有液压式。机械式结构庞大，重量重，占据空间大，成本高。液压式都为双缸，而且液压和电气控制系统均因解决同步问题增加相应的元件和费用，重要的是引进国外弯管机设备的价格是十分昂贵的。

　　1 大口径中频加热液压弯管机的工作原理

　　大口径中频加热液压弯管机是一种新型管件弯曲自动化加工成套设备，使用范围广，弯管直径范围从610～1524 mm，适合大口径不同弯曲半径、弯曲角度的弯管的加工。该机组由主机、液压系统、中频加热、冷却及电气控制5部分组成。液压系统是管坯弯曲变形以及腰鼓轮夹持机构、装管升降机构的动力源。

　　1．1 弯管机对液压系统的技术要求

　　弯管机对液压控制系统的要求是，大口径钢管主要推进系统的执行件空程和回程速度要求快，推进速度要求慢而且稳定(在20～200 mm／min范围)，推力大小可根据不同管径大小可调。装钢管升降缸要求升降位置准确可靠。夹持机构中的传动扭矩可根据不同管径、壁厚大小可调。有效保证推制速度的低速稳定性，实现并避免薄壁管在弯管过程出现颤动及弯弧起皱现象。

　　在设备对液压系统的要求基础上，设计液压原理如图1所示。液压执行元件有主推缸、3个装管台架中3个升降缸、腰鼓轮夹持机构中的2个传动液压马达。其中主推缸是活塞式缸，弯管机推制速度的采用容积、节流联合速度控制方式，即采用数字液压伺服控制系统和比例调速阀系统进行速度控制，可实现闭环及开环两种控制方式。