轧管机上导盘设计【7张CAD图纸+毕业论文】

轧管机上导盘设计

39页 15000字数+论文说明书+7张CAD图纸【详情如下】

上导盘传动系统.dwg

丝杠.dwg

平衡液压缸.dwg

缸体.dwg

蜗杆轴.dwg

轧管机上导盘总装图.dwg

轧管机上导盘设计说明书.doc

锁紧机构.dwg

轧管机上导盘设计

摘要：本文主要介绍了轧管机上导盘设计，在现代社会中，钢材产量和质量是衡量一个国家国力的重要指标，社会对钢铁轧制品数量和质量的要求越来越高，钢管作为轧制品在工业生产和日常建设中起到举足轻重的作用。轧管机主传动系统是由机械、电气以及控制多个部分组成，系统庞大，它的设计的优良直接影响产品质量的好坏，即可看出轧管机主传动系统设计的重要性。本次设计的主要目的是研究轧管机上导盘，并对主其要部件进行设计和计算校核。在查阅大量文献和了解相关知识，掌握现代轧管机的发展及设备结构特点状况后，确定了两台电机通过万向接轴直接带动工作辊工作的总体传动设计方案。通过对?159MPM轧管机的主要力能参数的计算，合理选择电机，联轴器、减速器主要零件以及万向联轴器和连接轴，并进行强度计算和校核。同时，确定润滑方式，并进行经济性和环境保护的分析。

关键词：轧管机 ，  齿轮 ， 主传动轴

Mill guide design of the plate

Abstract: Mill guide plate design is mainly introduced in this paper, in the modern society, rolled steel production and quality is an important index to measure a country's national strength and social demand for steel mill products quantity and quality of more and more high, steel tube as rolled products in the construction of industrial production and daily play a decisive role.Mill main drive system is composed of mechanical, electrical and control multiple, large system, its design quality directly affect the product quality is good or bad, you can see the importance of rolling mill main drive system design.The main purpose of this design is the study guide plate mill, and to master the parts design and checking calculation.On consulting a large number of literature and understand the relevant knowledge, to master the development of modern mill and the status of the equipment structure characteristics, determine the two motor driven directly by using universal joint shaft overall transmission design scheme of work roll.Based on 159 ? MPM rolling mill's main force parameter calculation, a reasonable choice motor, coupling, reducer main parts and universal coupling and the connecting shaft, and the strength calculation and checking.At the same time, determine the lubrication method, and analysis of economy and environmental protection.

Keyword:  Pipe mill， Gear， The main transmission shaft

目  录

1. 绪论 5

1.1 轧管机的简述 5

1.2 课题的背景，现状和前景 6

1.3 课题的设计参数 9

2 轧管机上导盘的原理和特点 10

2.1 轧管机上导盘的工作原理 10

2.2 轧管机上导盘的特点 10

2.3 轧管机上导盘的用途 11

3. 轧管机上导盘的设计计算 12

3.1  电动机的选择 12

3.1.1电动机选择的一般步诹 12

3.1.2电动机型式种类的选择 12

3.1.3电动机防护型式的选择 13

3.1.4电动机电压和转速的选择 13

3.2 齿轮传动的设计计算 14

3.3涡轮蜗杆的计算 17

3.3.1蜗杆传动设计 17

3.3.2蜗杆轴上的轴承 19

3.4 减速器的选择 22

4. 轧管机上导盘的主轴设计 24

4.1 主轴组件的设计 24

4.1.1 主轴组件的性能要求 24

4.1.2 主轴参数的确定 25

4.1.3 轴承的选择及极限转数的较核 25

4.1.4校核主轴 27

4.2 主传动轴的设计 30

4.2.1 主传动轴的设计要求 30

4.2.2主传动轴的选择 30

4.2.3 计算传动轴的直径 30

4.2.4轴承的选择 31

5. 轧管机的润滑和维护 32

5.1 润滑 32

5.2 维护 33

5.2.1轧机主传动装置维护 33

5.2.2 在轧机维护中应用故障诊断技术 34

总  结 36

参考文献 37

致  谢 38

1. 绪论

1.1 轧管机的简述

轧管机是利用环孔形对荒管进行状态轧制的工艺设备。该机具有较好的开坯性能，也能轧制普通精度的有色金属无缝管。冷轧管机最大特点为材料利用率高，且精度及表面粗糙度均优于拔管。

轧管机一般都分为两种，一种是LG型，一种就是LD型。L G型的轧管机为两辊轧机。LD型为多辊轧机（至少三个轧辊以上，包括三个）。LG型轧管机的主要结构为：床身、回转送进机构、机架、主电机、芯棒、传动系统、电气系统等。这里面先把回转送进机构提出说，以前的轧管机都是单回转单送进，随着科技的发展，现在发展为单回转，双送进、双回转，单送进。双回转双送进等，一般送进方式又可分为机械送进，光电送进，伺服送进等。一台轧管机最主要的部分就是机架，机架中包括：轧辊、齿轮、齿条等。其工作原理：轧辊和芯棒形成有规则的空腔，利用金属的弹性变形实现钢管的轧制。

属于轧钢管设备及工艺类。其特征是在一条轧制线上串列式设置初轧机头（机架）和精轧机头（机架），由主动曲柄轴和被动曲柄轴经过连杆带动以相反的方向做往复运动，曲柄为两侧布置或中间布置实现轧制过程；在初轧机头和精轧机头均装有两排轧辊，每排轧辊由3个至5个轧辊构成，3个轧辊的轴线在垂直的平面内相互成120°角，两排轧辊之间轴线成60°轧辊为变断面或常断面大开口角形。

1.2课题的背景，现状和前景

前言

自1990年山东烟台钢管总厂西分厂(现为鲁宝钢管有限责任公司)从美国Aetna一stan,lar(l公司(简称As公司)引进的世界第一台ACCuRoll(简称AR)轧管机投入生产以来,国内至今共有4台AR轧管机建成并投人使用。如果将轧辊布置带有辗轧角(锥形辊)、采用限动芯棒作为AR轧管机的基本特征以区别传统狄塞尔轧管机的话,那么国内至今共有8台AR轧管机投人使用(其中4台为鞍钢技术,简称AG轧管机)。具体情况见表1。在10年左右的时间里一下子冒出了8台AR(Ac)轧管机,在中国可谓是一枝独秀(国外尚未有AR轧管机投产的报道)。因此了解AR轧管机产生的背景,分析目前的使用状况,探讨今后的发展前景是一件非常有意义的事情。

背景

自1886年曼内斯曼兄弟发明斜轧穿孔工艺以来的百年间,从某种意义上讲钢管技术的发展主要是轧管机技术的发展。19世纪80年代至20世纪30年代近半个世纪先后出现了周期轧管机(1892年)、顶管机(1599年)、连续轧管机(1901年)、自动轧管机(1903年)、狄塞尔轧管机(1932年)、三辊轧管机(1937年)和挤压机等7种钢管生产设备。当时得到广泛应用的是自动轧管机和周期轧管机。

20世纪40~80年代,由于控制技术的突破,连续轧管机得到了空前发展,成为轧管技术发展的主流。由于连轧_「艺生产效率高、产品质量好,在国内外钢管业内似乎形成共识:连轧工艺是当时(乃至今后)各种制管工艺中最具有竞争力的钢管生产下艺〔。虽然连轧管机产量高,但一次投资巨大,回收期长,产品缺乏灵活性,这对众多的中小企业而言,只能是望而却步。因此,大家期望有一种投资较少,生产流程短,质量好,规格品种生产灵活的轧管机，用于新建或替代传统老式轧管机。对当时中国大部分拥有自动轧管机的中小企业来说更是如此。

表1.2 国内轧管机组基本情况

  “故障诊断”一词，源于仿生学。“故障”这一名称。从设备维修角度出发，早在三、四十年代就已经提出。但是形成“故障诊断”这一概念，乃是近20年的事。20世纪80年代后，故障诊断技术在我国也迅速发展，在振动信号检测处理、故障识别和预报方而，从理论到测试手段均在不断完善，频谱分析法因FFT,实时分析仪的完善和发展而成为轧机振动分析的一个十分有力的工具。美国钢铁公司Lorain工厂1170mm初轧机山于1年内折断了3根力一向接轴，因而在该轧机上研制装配了扭知监测仪，非接触地连续测量轧机的扭振，预报危险，以保护主传动设备。日木动报警系统，在振动发生前该系统提醒操作工降低轧制速度，以保护设备。瑞典Fundia公司为了消除轧机传动装置的机械共振现象，安装了驱动软件控制器(RTE)当轧机受到钢坯冲击出现减速时，RTE可使驭动装置平稳增速，并使合成冲击速度下降，提高驭动装置速度，使其达到改造前的2倍。由于RTE消除轧机振动效果好，1992年英国2架轧机也安装了此装置。宝钢2050mm热轧生产线精轧机组也安装了在线监测与故障诊断系统，并通过Internet实现了网络监测诊断功能,F2轧机上共设置160多个检测点，按所监测物理量的不同分布在测力、液压、振动、温度和电气系统上。各信号采集站连续采集上述信号，并通过网络实时送往上一级数据库服务器的数据库中进行保存。工程师站服务器对数据库服务器的数据库进行备份，诊断分析、采样数据和访问服务也山工程师服务器负贡;同时，工程师服务器还提供拨号上网功能，远程诊断服务器和远程工程师工作站通过电话线与工程师站服务器相连，获取采样数据。系统的后续功能通过光缆将现场诊断网和办公网相连，最终提供远程诊断服务。 

2、故障诊断基本方法及发展趋势 

在回转机械故障诊断中，振动分析法是应用最广泛的方法之一。首先，振动问题是此类机械运行中最主要的问题。其次，振动信号包含了丰富的机械运行状态信急，且信号易于拾取，便于在不影响机器运行的情况下实行在线监测和诊断。大型回转机械的故障诊断基木手段有:   

（1)FFT分析。通过磁带记录仪记录振动信号，然后在实验室进行信号回放，并输入专用FFT分析仪进行频谱分析。近年来，信号处理技术的发展为故障诊断的分析手段提供了更多选择，如:①时域分析，包括波形分析、相关分析、时域滤波、时域平均、包络分析、小波分解、时间系列建模、轴心轨迹分析等；②频域分析，包括FFT幅值谱、相位谱、AR谱、全息谱分析等；③时频域分析，包括Wigner分布、短时FFT谱等。     

( 2)计算机辅助监测、分析。随着计算机技术和信号处理技术的飞速发展，故障诊断技术的现场实施更多地依赖于计算机，从设备状态信息采集、信号分析、数据库管理，甚至包括诊断结论的获得均由计算机完成。采用的方式既有离线监测，也有在线监测。分析方法基本涵盖了上述提及的各种手段。 

( 3)网络化监测诊断。20世纪90年代以来，大型机组监测诊断系统的一个重要发展方向是网络化。在网络系统构成上，充分利用企业现有Intranet/Internet资源与企业的内部网做到资源共享、节省投资并方便实现远程诊断，所监测的参数不再只局限于振动、轴位移等，而是进一步扩展到了影响机组运行状态的主要工艺过程量，如流量、温度、压力以及一些主要开关量。在故障诊断理论研究方而，小波分析己成热点。小波变换是克服了传统傅立叶变换缺陷的一种时频分析方法，它能采用多重分辨率，刻画信号的局部瞬变特征，并已广泛应用于信号处理、图像压缩、模式识别和非线性分析等相关领域。    

近几年来，模糊控制、故障树分析、专家系统、人工神经网络等新技术不断出现，为故障诊断技术在理论方而的发展带来了新意。这些新的研究方法将使机械设备的状态监测和故障诊断向系统化和智能化方向发展。 

在监测诊断系统的软硬件配备方而，软仪表技术成了最新的研究热点。软仪表技术用于机械故障诊断时，包含了传统仪器所有信号采集与控制、信号分析、结果输出与显示等功能，使传统仪器的大部分硬件甚至整个仪器都被软仪表取代。

总  结

在本次毕业设计中，碰到了许多自己开始毕业设计前所没想到的或是以前不太熟悉的知识点，如轧管机零部件设计时相关数据的计算、查证、绘制零件图、零件图的标注等，基本上是把自己这大学四年来所学的课程来了一次大综合，是对我们在大学期间所学的专业知识进行系统的检验。可以说通过本次设计我熟悉和学到了很多专业知识，尤其在机械制图方面，通过对所设计的零部件的表达，使我的制图能力更上一个台阶，但是这还远远不够，我知道这离我们所要达到的目标还有大段的距离，所谓学无止境，知识是永远也学不完的，在以后的工作实践中要对自己严格要求，本着谦虚谨慎和积极进取的态度主动发现自己的不足之处，并对其加以弥补。

三个多月的毕业设计终于结束了，通过毕业设计最主要的是研究了对轧管机上导盘的设计方法、流程以及关键技术，对轧管机上导盘有了进一步的了解和认识，使我受益匪浅，收获良多。

毕业设计，是在学完了所有的专业知识基础上进行的毕业设计，让我对自己的专业方向有了一定的预计，在进行毕业设计的时候，我发现课堂上学习到的内容与实际设计的时候还是有着较大的差别的。课本上讲的知识都是很系统化、理想化的，但是在现实设计生产的时候，很难把专业的理论知识落实透彻。但是，一旦运用，就会有使我们取的巨大突破。

通过毕业设计，使自己在这四年来学习的知识更加系统化，使它们之间的联系有了更加深一步的理解。同时在这次毕业设计当中，学到了轧管机上导盘的设计知识，也使自己发现了自己在基础环节上还是有许多不足之处的，还需要不断地学习和完善。

总之，在这次设计当中，通过实地观察研究，收集资料，阅读文献，设计方案，分析比较，使自己在综合应用发面得到了训练，对个人综合能力的培养，这对今后的学习和工作积累了宝贵的经验。

参考文献

[1] 吕庆功，彭龙洲，赵强，倪鑫等.Mini-MPM限动芯棒连轧管机力能参数的计算与分析[J].钢管，2008,37（5）：20-25 

[2]邹家祥.轧钢机械(第三版).北京：冶金工业出版社，2006 

[3] 巩云鹏， 田万禄， 黄秋波，等.机械设计课程设计. 沈阳：东北大学出版社，2000 

[4]濮良贵，纪名刚.机械设计（第七版）. 北京：高等教育出版社，2009 

[5]孙恒，陈作模，葛文杰.机械原理（第七版).北京：高等教育出版社，2009 

[6]成大先.机械设计手册（第五版）：单行本，机械传动. 北京：化学工业出版社，2010 

[7] 成大先.机械设计手册（第五版）：单行本，轴及其连接. 北京：化学工业出版社，2010 

[8] 成大先.机械设计手册（第五版）：单行本，轴承. 北京：化学工业出版社，2010 

[9] 成大先.机械设计手册（第五版）：单行本，连接与紧固. 北京：化学工业出版社，2010 

[10] 胡宗武，顾迪民.起重机设计计算[M].（第一版）：.北京科学技术出版社，1987

[12]Battery tester and sorting apparatus[P]. Patent Number:US2004155626.  

[13]GIFFORD P, ADAMS J, CORRIGAN D, et a1. Development of advanced nickel/metal hydride batteries for electric and hybrid vehicles[J]. Power Sources, 1999,80(1-2) 

致  谢

本论文是在导师和教授的悉心指导下完成的，渊博的知识、对研究严谨的态度和无私的奉献精神都是学生的楷模，在论文完成之际，谨向恩师表示真诚的敬意和由衷的感谢，在开题阶段，指导我如何选题、如何提取论文中的中心点，在论文的写作过程中，他仔细审阅，指出我论文中的错误和不足，给出正确的理论指导。学识渊博，治学严谨，工作兢兢业业，在不知不觉中给予我深远的影响，并将受益终生。

感谢老师帮助和指导，是他们不辞辛劳，使我在有限的学习时间内专业理论水平大幅度提高，并将所学的理论知识与实践结合起来。感谢同学们的协助和支持。衷心感谢我的家人对我学习和生活的大力支持，使我能以更多的时间和精力投入学习和工作中，顺利的完成论文。对所有给予我关心和支持的亲人和朋友表示深深的谢意!