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包头钢铁职业技术学院毕业实践任务书包头钢铁职业技术学院毕业实践论文无缝钢管穿孔机组顶杆小车传动装置班 级 : 08检测 作 者 ： 张文庭 专业名称 ： 检检测技术及应用 2011年03月14日12论文题目 ： 无缝钢管穿孔机组顶杆小车传动装置 作者 ： 张文庭 指导教师： 吕春华 单位： 包头钢铁职业技术学院 论文提交日期：2011年03 月 14日 摘 要 介绍了无缝钢管穿孔机组顶杆止推小车(MBT)传动装置(包括钢丝绳传动、齿条传动链条、传动油缸驱动)的结构性能特点和应用情况。实际生产中，可以根据不同的生产节奏和传动精度需要，置合理的小车传动机构，有利于设备的可靠运行，保证了毛管的产量和质量。【关键词】 无缝钢管；穿孔机；顶杆止推小车；传动装置；毛管；目 录摘 要1第一章 绪论2第二章 顶杆小车的驱动形式以及生产工艺32.1 顶杆小车传动装置32.2传动形式3第三章 顶杆小车的传动结构性能特点应用情况53.1 钢丝绳的传动结构及性能特点53.1.1钢丝绳的传动结构53.1.2性能特点和应用情况63.2 链条的传动结构及性能特点63.2.1链条的传动结构63.2.2性能特点和应用情况63.3齿条的传动结构及性能特点73.3.1齿条的传动结构其组成73.3.2性能特点和应用情况73.4油缸的驱动结构及性能特点83.4.1油缸驱动结构83.4.2性能特点9结束语9参考文献10致谢11第一章 绪论自19世纪曼内斯曼发明斜轧穿孔以来，无缝钢管生产技术已经过100余年的发展，先后出现了周期轧管技术、顶管技术、连轧管技术、狄塞尔轧管技术、三棍轧管技术、挤压管技术等，目前比较了现有的轧管工艺的技术经济特点和世纪之交无缝钢管生产技术发展值的思索的问题。近年国内无缝钢管生产和出口增长很快,但是落后装备大量存在,出口的状况有待改变。分析了近年国内无缝钢管的生产和装备格局以及。结果表明,我国经济最发达的华东地区既是无缝钢管产能、产量和出口量最大的地区,也是落后产能装备最多的地区,能耗高,污染大。建议国内无缝钢管生产企业抓住时机,加快落后产能淘汰的速度,促进我国无缝钢管生产又好又快发展。热轧无缝钢管的轧制工艺 属于生产无缝钢管工艺技术领域，用连铸圆管坯或圆形钢锭作原料加热好的原料经斜轧穿孔周期轧管再加热和回转定径或者均整等工序实现穿孔变形轧管变形及定径变形通，这样可使毛管壁厚精度提高到毛管壁厚的5%10%。可节省能源15%金属收得率可提高2%。第二章 顶杆小车的驱动形式以及生产工艺2.1 顶杆小车传动装置在设备结构方面，目前我国无缝钢管轧管机的中小型落后机组占机组总数的55%左右， 生产能力占15.0%；冷加工管占20%。 因此，需对我国现有设备进-行技术改造。 无缝钢管生产中穿变形工序是最重要的，穿孔质量的优劣和生产效率的高低，直接影响成品管的质量及生产线的效率 。穿孔轧制过程中，出口台的主要任务是配合主机座保证穿孔过程的顺利进行，保持穿孔节奏并方便地输出毛管 。顶杆小车的传动运行特性在出口台的地位非常重要，顶杆小车工作的可靠性和快速性直接影响轧制节奏和生产效率。因此我公司要以设计结合实践生产为出发点，对穿孔机顶杆止推小车（顶杆小车）的传动进行对比和分析，提供设计参考。2.2传动形式传动形式有：螺旋传动、摩擦轮传动、带传动、链传动、齿轮（条）传动、多点啮合柔性传动、液压传动、气动传动等。 常见的顶杆小车的传动有：电机+卷筒 +钢丝绳驱动；电机 +齿轮+齿条驱动；电机+ 链条驱动；液压缸驱动。目前，国内穿孔机组顶杆小车的传动形式见+生产工艺流程无缝钢管项目工艺流程见图1。 图1 无缝钢管工艺流程见图将合格倍尺的长圆管坯运至钢管厂，用行车将成捆管坯称重后吊至带锯机上料台架并由带锯机按生产规格计算好的坯料长度切成1.354.50m定尺坯，切后送至环行炉加热。管坯由装料机装入环行炉并将其加热到 12301280，加热好的管坯由出料机从炉内取出，经辊道输送到含有机内定心装置的穿孔机，管坯在穿孔机上穿成毛管，然后用快速移动机构将毛管送入轧机的预穿芯棒装置，穿入已经润滑好的芯棒，由移动装置送入 轧管机轧成荒管。轧出的荒管经高压水除鳞，微张力减径机（减）定径后经输送辊道送入冷床区域。钢管经冷床冷却到常温后送入矫直机工序，经矫直后送入切管机切头、切尾，经吸灰装置抽去钢管内的氧化铁皮，钢管再送入人工最终检查台。经人工进行内外表面、弯曲度、钢管端面（坡口、钝边）、壁厚及外径、长度检查，合格的钢管经测长、称重、喷印后进行打捆收集，再由行车运入成品库堆放。人工检查不合格的管子如有缺陷需要返切的由收集料筐统一收集后，可吊入改尺机切除。需要探伤的钢管由输送辊道送到探伤机进行探伤后送入人工最终成品检查台，经人工进行内外表面、弯曲度、钢管端面（坡口、钝边）、壁厚及外径、长度检查，合格的钢管经测长、称重、喷印后进行打捆收集，再由行车运入成品库堆放。套管光管料等需要进行水压、探伤的管子经水压、探伤及人工进行内外表面、弯曲度、钢管端面（坡口、钝边）、壁厚及外径、长度检查后还需进行通径试验检验，合格者经测长、称重、喷印后进行打捆收集，再由行车运入成品库堆放。第三章 顶杆小车的传动结构性能特点应用情况3.1 钢丝绳的传动结构及性能特点3.1.1钢丝绳的传动结构其组成有（见图3-1）：电机、减速机、底座、钢丝绳、卷筒、滑轮组、张紧装置。电机驱动钢丝绳卷筒正反转 ，钢丝绳的一端绕于卷筒上，另一端经滑轮定位后与顶杆小车连接并在卷筒和滑轮端均有张紧装置，从而实现小车的往复运动，满足轧制要求。图3-1钢丝绳的传动结构3.1.2性能特点和应用情况钢丝绳多用在腐蚀性环境和不容易对钢丝绳外表面涂油脂的场合， 钢丝绳有面附着牢固，提供阴极保护，耐腐蚀性强的优点，使得钢丝绳普遍用于无缝钢管生产设备中 。钢丝绳传动也有不足之处 ：（1）钢丝绳通过张紧力驱动小车， 靠钢丝绳与卷筒的摩擦力，顶杆小车高速运行时，受惯性及自身弹性等因素，容易出现打滑的现象，一般钢丝绳传动的顶杆小车的速度相对齿条传动较慢， 因此不适合与轧制节奏较高的机组相配， 例如限动限芯棒连轧管机组、高精度三辊式连轧机组。（2） 小车不能准确定位， 难以满足精确控制要求， 因此用于高速传动、精确定位的机组时不便于控制，例如匹配顶头快速更换冷却装置的机组 。如果是在轧制大规格无缝管的机组中，根据轧制节奏要求顶杆小车小于3m/s的速度时 ，钢丝绳传动也可用于同顶头快速更换冷却装置匹配（在国内某钢厂已调试成功并顺利投产）。（3） 钢丝绳的使用寿命，明显不如链条和齿条，缩短了机组的平均故障维护时间和易损件的更换周期。3.2 链条的传动结构及性能特点3.2.1链条的传动结构其组成（见图3-2）。 链条传动装置的组成：电机、减速机、底座、链条、主动链轮、被动链轮、张紧装置等 。电机通过减速机驱动链轮正反转，链条的一端绕于链轮上， 另一端经链轮定位后与顶杆小车连接，并且在链轮从动端设有张紧装置，从而实现小车的往复运动，满足轧制要求。图3-2链条的传动结构3.2.2性能特点和应用情况链传动无弹性滑动和打滑现象， 能保持准确的平均传动比，可在高温及速度较低的情况下工作；与齿轮传动相比，链传动的制造与安装精度要求较低，成本低廉；远距离传动（中心距可达10多)时,其结构大大轻便于齿轮传动,与钢丝绳传动相比易于维护.链传动的主要缺点是：运动时不能保持恒定的瞬时传动比，磨损后易发生跳齿，工作时有噪声，不宜在载荷变化很大和急速反向传动中应用。链传动主要用在要求工作可靠、两轴相较远、以及不适合用齿轮传动的场合、因此，链传动多用于轧制节奏较慢的机组，生产不锈钢的机组中用得较多，例如浙江久立76机组、江阴无缝钢管厂 、机组鞍钢140机组等。3.3齿条的传动结构及性能特点3.3.1齿条的传动结构其组成齿条的传动结构其组成有(见图3-3)；电机、减速机、驱动齿轮、联轴器、制动装置、齿条装配、支撑车、齿条导向装置、传动导轨等。 电机通过减速机带动齿轮正反向高速运行，齿条装有导向装置，下方设有支撑车，从而驱动顶杆小车连同顶杆高速、准确、平稳地往复运动。从制造和运输考虑，由分段齿条通过特殊方式联接配成一个整体齿条，有效地防止顶杆小车高速运转中因震动、瞬时拉力过大或齿条联接处扭转等原因导致联接处松动后造成事故，解决了设备单件过长不便于运输的问题。 图3-3 顶杆小车齿条传动示意图3.3.2性能特点和应用情况齿条传动的主要特点有：效率高，结构紧凑，工作可靠，寿命长，传动比稳定。 但是 ，齿条传动的制造及安装精度要求高 ，制造成本较高，不宜用于传动距离过大的场合。 齿条传动用于轧制节奏快、要求准确定位的机组中，选用时应从整个机组配置和设备初期投入能力等方面综合考虑。 例如：天津钢管集团有限公司 168和 258三辊式PQF 连轧管机组， 实践生产证实齿条传动装置可以满足 PQF节奏的要求和顶头快速更换冷却装置的定位精度要求。3.4油缸的驱动结构及性能特点3.4.1油缸驱动结构其组成有：油缸、曲柄连杆机构、顶杆支座（止推装置）、顶头前伸量调整装置 。顶杆小车工作时，顶杆支座后部的液压缸工作，带动曲柄连杆机构，使之放平于滑道之上 。穿孔完成后，顶杆支座后部的摆动缸带动曲柄连杆机构摆动一定角度 ，使顶杆和支座脱离， 然后可由回转移钢装置将顶杆和毛管一同平移出线外 ，由专用脱棒机构进行脱顶杆。 上述油缸驱动装置根据工作需要还可配置顶杆预旋转机构 （见图3-4），当顶杆进入轧制线后， 可由两个夹紧轮夹住顶杆迅速回撤，然后可由液压马达或电机带动锥面机构使顶杆产生旋转运动。 当穿孔机咬钢的瞬时，预旋转装置自动脱开，保证传动机构正常工作。 图3-4 顶杆旋转机构简图3.4.2性能特点油缸驱动装置适合用于顶杆循环的机组中。 采用油缸驱动 ，可以减少出口台二段小车的辅助设备，简化顶杆结构，使顶杆便于维护，但增加了顶杆 循环装置， 并且须要保证每组至少应有6根顶 杆循环使用 ，例如天津钢管集团有限公司250 限动芯棒连轧管机组，油缸运行状况良好。结束语 所述分析可知：齿条传动速度快、定位准确，制造成本也高。链条传动平稳、可靠、便于维护、但速度慢、噪声大。 钢丝绳传动简单可靠，定位精度相比较差，平均维护时间较长。 这三种驱动方式适用于行程较长（一般1015m 左右）的采用顶头循环方式的机组。 液压缸驱动的行程较短，一般 3m左右 ，需要配合辅助的顶杆循环设备的结构复杂 ，投资也偏大。一般地讲，连轧机由于产量大、节奏快、对小车运行精度要求高，一般采用齿条传动或油缸传动。 常见的斜轧穿孔机节奏稍慢一些，用钢丝绳传动或链条传动就可满足节奏要求。 设计和改造时，可按不同的机组能力要求和具体情况，从实用和经济方面综合考虑择相应的传动装置。比较现代化的连轧管厂( 包括在80 年代中期或后期建成投产的采用其他轧管工艺的无缝钢管厂)面临着与提高国际竞争能力有关的诸多工艺生产问题 ,这些问题乃指:应用轧管工艺自动控制软件包的问题;旨在提高国际竞争能力的钢管生产重组和技术改造问题;采用新的限动芯棒连轧管工艺( PQF )的问题；发展结构用管 (HSS) 生产的问题。 参考文献【1】孙恒、陈作模主编。机械原理。第六版。西北工业大学机械原理及机械零件教研室，2001【2】伏尔默丁等著。连杆机构。视则昌等译。北京；机械工业出版社。19889【3】刘鸿文主编。材料力学。第三版。高等教育出版社。2001【4】彭文生、李志明等主编。机械设计。高等教育出版社。2002【5】成大先主编。机械设计手册。第四卷。第四版。化学工业出版社。2002【6】吴宗泽、罗圣国主编。机械设计课程设计手册。第二版。高等教育出版社。2002【7】成大先主编。机械设计手册。第二卷。第三版。化学工业出版社。1992致谢 三年的大学生活，锻炼了我的性格，锻炼了我勇于进取、勇于思考、本论文是在吕春华老师悉心的指导下完成的，老师渊博的专业知识，严谨的治学态度勇于创造的思想。最后的这次毕业论文概括了我在大学