钢管表面除锈机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 本科毕业设计 题 目： 钢管表面除锈机的设计 学 院： 机电工程学院 专 业： 机械制造及其自动化 姓 名： 学 号： 指导教师： 2016 年 5 月 11 日 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 I 摘 要 机械工业是一个国家的重要产业，机械工业的发展无时不刻都在影响着国家经济的发展，人类的进步离不开机械工业的发展。在全球经济发展的大环境下，中国各个行业被其他国家的先进技术影响的同时，越来越多的外国企业和品牌传播到中国已经成为现实。在新的市场需求的推动下，对钢管表面除锈机进行改良和优化是当务之急。生产钢管表面除锈机的企业，必须充分考虑到在钢管表面除锈机运行中可能出现的问题，尽量使钢管表面除锈机的自动化 程度越高越好，从而减少人工搬运工具的时间，国内 钢管表面除锈机 的研发及制造要与全球号召的高效经济、安全稳定主题保持一致。钢管表面除锈机的发展与人类社会的进步和科学技术的水平密切相关。 本次设计在题目是钢管表面除锈机在设计，目前，国内钢管表面除锈机的研发也在向朝着运行高速化、功能复合化、控制智能化的方向发展，廉价，简单，方便成了工作台发展的主题。 关键词： 机械产品 钢管表面除锈机 制造 主题买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 is of on is of on is on Is of a of of At is in is of is do is C so as to by a In at in of is of 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 录 1 绪论 . 1 题的来源与研究的目的和意义 . 1 课题研究的内容 . 2 究的意义 . 3 2 钢管表面除锈机总体结构的设计 . 4 管表面除锈机设计方案的选择 . 5 管表面除锈机的工作原理 . 5 杆的结构设计 . 5 3 机械传动部分的设计计算 . 6 锈电机的选型计算 . 7 压缸的设计计算 . 8 压缸的类型及结构形式 . 10 压缸的工作压力 . 11 算液压缸的尺寸 . 11 压缸各工作阶段的压力、流量和功率计算 . 12 线导轨的设计计算 . 12 4 钢管表面除锈机中主要零件的三维建模 . 15 锈钢刷的三维建模 . 15 压缸的三维建模 . 15 轮的三维建模 . 16 管表面除锈机的三维建模 . 16 5 钢管表面除锈机中主要零件的强度分析与校核 . 20 动轴承强度的校核计算 . 21 结 论 . 22 参考文献 . 23 致 谢 . 24 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 1 绪论 题的来源与研究的目的和意义 我国生产的钢管表面除锈机结构简陋，除锈效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的钢管表面除锈机的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，钢管表面除锈机的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的钢管表面除锈机势在必行！ 相信此种钢管表面除锈机的出现将会大大提高钢管的除锈能力和质 量，为企业的生产的年产能方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。 随着国际标准化（ 实施，世界钢管表面除锈机以采用新材料、新技术、新工艺、新结构为基础 ,19世纪 80年代，美国的 过几年的运行，为该公司创造了不菲的利润。继美国 司之后，德国的 司也看到了钢管除锈机的利润所在，投入了相当大的人力和精力来开发研制钢管除锈机，并且与二十世纪中期投入 到了北美等市场。当前，全世界各大机械人厂商为了提高产品的竞争力，都大力进行钢管表面除锈机的研发工作。现在国外等著名钢管表面除锈机的品牌中，都有钢管表面除锈机的销售，全世界钢管表面除锈机的应用越来越广泛。有一点值得注意的是，钢管表面除锈机的市场，由最初的日本，欧洲，已经渗透到北美市场，因此钢管表面除锈机是当今棒料生产加工企业比配的设备已经成为主要趋势。西方资本主义国家有巨大的钢管表面除锈机销售市场，机械人工业是西方资本主义国家的机械工业之一。 目前国外特别是美国正在考虑发展钢管表面除锈机的功率最大化， 产能最优化的问题。自“九五”期间钢管表面除锈机的开发和研制已经被列入美国的重大科技攻关计划，以跟踪世界技术的发展和开发适合美国机械工业发展的钢管表面除锈机。 我国从 1953年开始生产钢管表面除锈机，于 1958年自行设计制造除锈半径买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 在 50、 70、 90、 120、 500等钢管的钢管表面除锈机之后，为了适应钢管生产厂家的需要， 1959年又制造了 500、 1000、 1200 等大直径的钢管表面除锈机。 为了满足钢管生产工业发展需要，我国于 1970年研制了大型钢管表面除锈机。经运转实践证明效果很好。同年， 福建的金明公司更是大量引入外来技术人才，全身心地投入到了钢管除锈机的研发中，利用丰富的人力资源和设备，研发出了多种可夹持不同直径棒料的除锈机，与同年 12也投入市场，获得了非常大的经济利润。近几年又研制出 70钢管表面除锈机，其设计能力为1750t/h，实际达到 2508t/h，是设计值的 。 目前机械式钢管表面除锈机将逐渐被全自动钢管表面除锈机所代替。传统的机械式的钢管表面除锈机已经不能完全满足当今市场的需要，迫切需要各种多功能的钢管表面除锈机来满足市场需求，如是福建金明公司加大人 力开发出了五个规格十四种类型的钢管表面除锈机，然而我国机械人业所需的钢管表面除锈机全部依赖进口，这使得国产机械人配备钢管表面除锈机后，成本增加很大，而装备自行开发生产钢管表面除锈机，其成本提高不大，说明钢管表面除锈机的市场前景令人乐观。传统的钢管表面除锈机的产品图如下图 1、图 2所示： 图 1 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 图 2 课题研究的内容 本次设计主要针对钢管表面除锈机进行设计，从钢管表面除锈机的整体方案出发，然后具体细化出具体内部结构，其具体内部结构主要包括以下几个方面： （ 1）通过网络和图书馆查 找各种关于钢管除锈机的相关资料，对钢管表面除锈机进行方案的比较和预定。 （ 2）分析钢管表面除锈机的结构与参数 （ 3）确定设计总体方案 （ 4）确定具体设计方案 （ 5）钢管表面除锈机的图纸的绘制。 （ 6）说明书的整理 究的意义 本论文主要研究运用 过对钢管表面除锈机进行设计，来了解钢管表面除锈机的结构组成、工作原理以及以后的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 发展趋势和现状。该课题来自于棒料加工型机械公司的生产实际，通过设计出钢管表面除锈机，从而来掌握钢管表面除锈机的整个设计生产流程 ，培养工程意识。 我国生产的钢管表面除锈机结构简陋，除锈效率始终不高，虽然经过几十年的发展，近期产品的质量较早期有所提高。但受国产配套件质量及设计水平等的影响，我国目前生产的钢管表面除锈机的总体水平与进口产品及港口用户的要求仍有较大差距，钢管表面除锈机的生产也是如此，为满足市场需求，开发出一种新型的钢管表面除锈机势在必行！本文运用大学所学的知识，提出了钢管表面除锈机的结构组成、工作原理以及主要零部件的设计中所必须的理论计算和相关强度校验，构建了钢管表面除锈机总的指导思想，从而得出了该钢管表面除锈机的优点是高效，经济，并且校正质量高，运行平稳的结论。 通过设计钢管表面除锈机，要求学生掌握大学四年所学到的知识，了解机械原理，机械设计，以及传动机构设计等方面的知识，综合运用三维绘图软件，二维绘图软件对机械设备进行设计。通过本次毕业设计，综合提高学生的实际应用水平和设计能力。 相信此种钢管表面除锈机的出现将会大大提高钢管的除锈能力和质量，为企业的生产的年产能方面，以及经济效益方面能够带来显著的进步，同时也在某种程度上推进了机械工业的不断发展。 2 钢管表面除锈机总体结构的设计 管表面除锈机设计方案的选择 该钢管除锈机主要由机架、除锈装置、面板、过渡滚筒、支撑滚筒等等部分组成，现在设计的除锈部分有两种方案可行：第一，由进给机构自动进给，电动机通过带传动带动除锈钢刷转动。第二，液压缸驱动杠杆结构实现除锈钢刷的升降，从而来实现钢管表面的除锈。但考虑到除锈过程中电动机带动除锈钢刷需要进行高速旋转运动，所以优先选取第二种方案，原因是 且在运用传动机构进行传动时，还应考虑怎样消除震动和用什么方法张紧，这样就会 使设计成本增加，而液压缸直接驱动杠杆机构，则具有结构简单，传动平稳、价格低廉和缓冲吸振等优点。本次设计的钢管表面除锈机的方案简图如下图 3所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 图 3 钢管除锈机方案布局图 管表面除锈机的工作原理 本次设计的钢管自动除锈机通过人工将钢管放入该钢管自动除锈机里面在过渡滚筒和支撑滚筒的作用下，钢管实现进给，当传感器感应到钢管的到来，就反馈信号给 而来实现液压缸的推拉动作，而在杠杆的作用下，除锈钢刷上下移动，而除锈钢刷尾部接了除锈 电机，所以除锈钢刷在上下移动的过程中同时实现了钢刷的旋转，从而实现了钢管表面的除锈，全程都是通过安装在机架上面的控制箱体控制。 杆的结构设计 本次设计的除锈装置的上下移动，主要是液压缸驱动杠杆的上下摆动来完成的，所以杠杆的作用在钢管表面除锈机中非常重要，本次设计的杠杆的零件图纸如下图 4所示： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 图 4 杠杆零件图 3 机械传动部分的设计计算 锈电机的选型计算 根据钢管表面除锈机的要求，应考虑电动机的种类、型式、额定电 压、额定转速和额定功率、工作方式，在决定电动机功率时考虑到电动机的发热，允许过载能力启动能力等问题，现选用比较适合的 Y 系列异步电动机，这是由于 Y 系列异步电动机的功率等级和安装尺寸与国外同类型的先进产品相当，因而具有与国外同类型产品之间良好的互换性，供配套出口及引进设备替换。定电压： 220V，频率： 50额定转速为 1440定转矩 号为 动机选用三角型启动方法启动。 具体的电机设计计算如下 : 1、确定运行时间 本次设计加速时间 01(t 60 m/速度可知每秒上升 50 . 0 3 31 . 2 = 1 . 23 6 0 机转速 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 电 机 0 0 / m i 0 0 5电 机 0 . 3 1 0 2 0 0 0 . 0 0 5 1 . 7 3 0 . 9 N m 式中： 启动转矩 12 ( ) 2 6 3 6 . 9 ( 0 . 0 0 0 3 2 ) 1 . 2 5 6 0 1 . 2 J M J L J 必须转矩 2 . 3 6 . T M T L T S S N m 里取 根据计算和特性曲线以及电机基本参数表，我们选用电机型号为92机额定功率为 200w，额定转矩为 大转矩为 定转速为 3000r/ 压缸的设计计算 压缸的类型及结构形式 液压缸有多种类型。按作用方式可分为单作用式和双作用式两种；按结构形式可分为活塞式、柱塞式、组合式和摆动式四大类。 其中，单作用液压缸分为：单活塞杆液压缸、双活塞杆液压缸、柱 塞式液压缸、差动液压缸和伸缩液压缸。但是，差动式液压缸和柱塞式液压缸只能单作买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 用而不能双作用。组合液压缸包括：弹簧复位式、齿条式、串联式和增压式四种。摆动液压缸又分为：单叶片式和双叶片式两种。下面以一种典型液压缸为例，说明液压缸的基本组成。 空心活塞式液压缸如上图所示。它由缸筒，活塞，活塞杆，缸盖 ，密封圈，导向套，压板等主要零件成。这种液压缸活塞杆固定，缸筒带动工作台作往复运动。活塞用锥销与空心活塞杆连接，并用堵头堵死活塞杆的一头。缸筒两端外圆上套有钢丝环，用于阻止压板向外移动，从而通过螺栓将缸盖与压板相连（图中没有画出），并把缸盖压紧在缸筒的两端。为了减少泄漏，在液压缸中可能发生泄漏的结合面安放了密封圈和纸垫。空心活塞杆和其上的油口 a、 c 提供了液压缸的进、出油口。当缸筒移动到左、右终端时，油口 a、 c 的开度逐渐减小，造成回油阻力逐渐增大，对运动部件起到制动缓冲作用。在缸盖上设有与排气阀（图中没有画出 ）相连的排气孔，可以排出液压缸中的空气，使运动更加平稳。 表 2类型 速度 作用力 特点 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 单 作 用 液 压 缸 双活塞杆液压缸 U=q/=塞的两侧都装有活塞杆，只能向活塞一侧供给压力油，由外力使活塞反向运动 单活塞杆液压缸 U=q/1=塞仅单向运动，返回行程利用自重或负荷将活塞推回 柱塞式液压缸 U=q/1=塞仅单向运动，由外力使柱塞反向运动 差动液压缸 U3=q/3=使速 度加快，但作用力相应减小 伸缩液压缸 短缸获得长行程；缸由大到小逐节推出，靠外力由小到大逐节缩回 双 作用液双活塞杆液压缸 U1=q/2=q/1=（ 2=（ 边有杆，双向液压驱动，双向推力和速度均相等 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 压缸 单活塞杆液压缸 U1=q/2=q/1=（ 2=（ 边有杆，双向液压驱动， V 缩液压缸 向液压驱动，由大到小逐节推出，由小到大逐节缩回 组 合 液 压 缸 弹簧复位液压缸 向由液压驱动，回程弹簧复位 串联液压缸 U1=q/（ 2） U2=1=21=22） 用于缸的直径受限制，而长度不受限制处，可获得在的推力 增 压 缸 活塞缸和柱塞缸组合而成，低压油送入 B 腔输出高压油 齿条液压缸 塞的移动通过传动机构变成齿轮的往复回转运动 摆动液单叶片液压缸 W =8q/（ b（ T=p（ D2）b/8 把液压能变为回转的机械能，输出轴摆动角 300 度 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 压缸 双叶片液压缸 W =4q/（ b（ T=p（ D2）b/4 把液压能变为回转的机械能，输出轴摆动角 150 度 注： b 叶片宽度； D 叶片的底端 、顶端直径； w 叶片轴的角速度；论转矩 压缸的工作压力 根据负载并查表，初选工作压力 算液压缸的尺寸 鉴于磨头要求快进、快退速度相等，可选用单 杆式轻负载型油缸。无杆腔工作面积 杆腔工作面积 且 活塞杆直径 呈 d=关系。 回油路上背压 路压力损失 1=F/()=4182 10)= /)14( A =d= 2348D=50mm d=35油缸两腔的实际有效面积为： =102= (4=10据上述 D与 d 的值，可估算油缸在各个工作阶段中的压力。 压缸各工作阶段的压力、流量和功率计算 工况 推力 F/N 回油腔压力油腔压力入流量/ L/ 输入功率/P 计算公式 快 启动 1289 0 - 2112F A 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 进 加速 1193 1p p p P= - 1 2 1 A 1P p Q恒速 645 进 4182 211F p 12Q P p Q快退 启动 1289 0 - 2112F p 2Q P p Q加速 1193 - 恒速 645 线导轨的设计计算 直线导轨在机械传动中经常遇到，主要用在移动部分，在钢管表面除锈机中，主要是和汽缸配合使用的，直线导轨的传动精度的好坏，与钢管表面除 锈机的切割效果有直接的关系。 1直线轴承的选择 用于测试的 程塑料支架；钢架适用于工作温度；不锈钢轴承适用于水，蒸汽，硝酸等腐蚀性介质和真空的工作场所，按下列公式确定型轴承的计算。 硬度：硬度系数 硬度， 1。 作温度小于 100C， 1，温度 100 接触系数 每根轴装一套轴承， 根轴装二套轴承， 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 每根轴装三套轴承， 根轴装四套轴承， 荷系数 小于 15米 /分钟的速度，无冲击，无振动， 小于 60米 /分钟的速度，超调量小或振荡， 运行速度大于 60米 /分钟，或有更大的冲击，振动， 时间是生命的 （ 10000 1） / 2 * L（ S * 60）（单位：小时） L：长度寿命 (万米 )， 作行程 (米 )， 分钟往复次数 根据系统工况，我们知道，切割部位的往返移动形成为 300作时间每天 8小 时，负载 15望寿命 000小时，试选择轴承型号。 按以上工作条件： 1 . 0 , 1 . 0 , 0 . 8 1= 1 0 . 2 1 0 = 2 m / m i n=运 行 速 度 ，属 于 一 般 冲 击 ， 选 取 F W 2 . 0 F H F T F 承厂是涂上防锈油，使用时需要添加润滑油。低噪音润滑脂，常用的有 2锂基润滑脂和低噪音轴承润滑脂填脂量为边间隙 1 / 3，在轴承使轴的摩擦，造成非预期的轴承损坏。铁将大大降低轴承的使用寿命，灰尘和污物阻塞球体保持航道，不能转动，造成损坏，橡胶球架。密封轴承可用于一般的无尘车间，如木工机械，在尘土中铸造机械等许多场合，在两端的轴承和密封，以防止灰尘 和降低油品损耗。 轴承载荷和冲击载荷下的生活：运动和变化，或当轴承是固定的，本机和其买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 他因素的振动会使与形成凹坑接触。外部硬盘进入轴承，而且在表面压痕的形成，超过一定限度，直线的永久变形，这将阻碍运动平稳，振动和噪声引起的振动，将进一步削弱周围的物质，造成恶性循环，凹面积扩大，基本额定静载荷由永久变形有限公司。静态负荷容量等于钢球直径的 1 / 10000球环的两个时间之间的接触点的永久变形，称为基本额定静载荷 承的使用，影响是难以衡量的，常用的静态负荷选择适当的安全系统，保证轴承静负荷不超过额定 静负荷。静载荷 0 /动和冲击。 振动和冲击的场所。 由于重复荷载作用下轴承工作在地表以下一定深度，对裂纹形成的较弱的部分，然后用金属片状剥离表面的接触，这被称为疲劳剥落。在安装过程中，润滑，密封在正常情况下，轴承失效是绝大多数人的疲劳失效，寿命一般在轴承，是指轴承疲劳寿命。额定寿命直线轴承是 50000米，通过定义基本额定动载荷确保。由于轴承的寿命是分散的，使用同样的材料，同样的过程，使用相同的轴承寿命的条件是不一样的，所以轴承基本额定动载荷 组相同的轴承在相同的条件下运行 50000 米，没有任何疲劳剥落现象的动态承载能力。 由于本次汽缸通过直线导轨驱动切割部位往复移动，其中切割部位的重量为15们可以采用一边一组直线导轨，两边轴承座为固定式的，中间六个为可以随着丝杆螺母上下滑动。六个导向光杆加上丝杆螺母，这样每个导向光杆的滑动轴承处的所受负载为 166N。根据此次的切割部位的移动方式和距离，我们选择 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 15 4 钢管表面除锈机中主要零件的三维建模 锈钢刷的三维建模 压缸的三维 建模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 16 轮的三维建模 管表面除锈机的三维建模 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 17 5 钢管表面除锈机中主要零件的强度分析与校核 动轴承强度的校核计算 本次钢管表面除锈机的设计选取的轴承是深沟球轴承，具体的滚动轴承的选取过程如下： （ 1）滚动轴承的选择 滚动轴承为深沟球轴承 6205， 751N， 136095.0e ， Y 。 （ 2）寿命验算 轴承所受支反力合力 222 对于深沟球轴承，派生轴向力互相抵消。 0 975得 ； 1 2 4 4 01 按轴承 9310366 hL h= 年 ; 所以此轴承合格。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 18 结 论 本次毕业设计的题目是钢管表面除锈机的设计，直到今天，毕业设计总算接近尾声了，通过这次对于钢管表面除锈机的设计，使我们充分把握的设计方法和步骤，不仅复习所学的知识，而且还获得新的经验与启示，在各种软件的使用找到的资料或图纸设计，会遇到不 清楚的作业，老师和学生都能给予及时的指导，确保设计进度，本文所设计的是钢管表面除锈机的设计，通过初期的方案的制定，查资料和开始正式做毕设，让我系统地了解到了所学知识的重要性，从而让我更加深刻地体会到做一门学问不易，需要不断钻研，不断进取才可要做的好，总之，本设计完成了老师和同学的帮助下，在大学研究的最感谢帮助过我的老师和同学，是大家的帮助才使我的论文得以通过。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 19 参考文献 1 徐灏等 第 2、 3册 )M(第二版） 械工业出版社，2003:98 100 2 程悦荪 M国农业出版社，1981:67 69 3 周纪良 M械工业出版社， 1991:102 105 4 吉林工业大