水压试验机主液压缸设计

　　水压试验机是大口径直缝焊管生产线上的关键设备，用于对扩径后的各种大口径直缝焊管进行水压试验及渗漏试验，也可使扩径后钢管的应力分布均匀。主液压缸是水压试验机的核心部件，主液压缸设计的成功与否直接决定了水压试验机设计功能能否顺利实现，在主液压缸设计过程中，从选型、结构设计、主要参数确定直到强度校核各个步骤都十分重要。本文主要对某直缝焊管生产线的水压试验机主液压缸的设计过程进行比较详细论述。

　　1 机组技术参数介绍

　　钢管直径　　ø406～ø1 422 mm

　　钢管长度 　　8 000～12 200 mm

　　钢管壁厚　　6～25.4 mm

　　钢板最大单重 　　13 t

　　钢管材料 　　X70 （483 MPa≤σ0.2≤621 MPa）

　　生产能力　　9～15 根/h

　　试验用水最大压力　　26 MPa

　　2 主液压缸的选型及主要参数

　　《管线钢管规范》 要求每根钢管都要按照一定的压力进行静水压试验，而且不得有渗漏现象。水压试验机是直缝焊管生产线上的重要设备，用于对焊后钢管进行水压及渗漏检验，而主液压缸又是水压试验机工作的执行元件，是直接影响其工作能力的关键部件，因此需要对主液压缸进行严格细致的选型和设计。

　　考虑到直缝钢管的长度较长的情况，并且在保证试验机刚度和稳定性的前提下，最后决定选用卧式柱塞缸型式，将柱塞设计成空心结构，缸体为锻焊结构，这样既保证了设备的强度、刚度、可靠性和工艺性，也大幅度减轻了设备的重量。

　　在进行水压试验时主液压缸主要用来承受试验压力，由另两个辅助活塞缸负责带动后密封头和小车进行试压前进退调整， 后密封头装在行走小车上，在后密封头的前面安装了一个向上的排气管，排气管长度根据试验钢管直径进行选择。由行走传动电机将主液压缸、辅助液压缸、密封头、行走小车和移动机架移动至合适的位置以适应钢管的长度，利用对中装置由推力缸提升下落的横梁使锁紧销与梁上的销孔对齐，再利用锁紧装置的液压缸推动锁紧销，将移动机架与机架横梁固定在一起，保证水压试验机的强度及稳定性。

　　主液压缸进入工作位置后，首先低压快速给油，使前后密封头将钢管两端封紧；当水充满钢管后将油压转换为高压，主液压缸中的油压以钢管内的水压为基准按一定比例进行加压，以平衡水的压力，根据 《管线钢管规范》，对于所有规格的无缝钢管和规格不大于 457.2 mm 的焊接钢管，试验压力保持时间不得小于 5 s；而对于规格不小于 508mm 的焊接钢管，试验压力保持时间应不小于 10 s。