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管道除尘机器人结构设计【轮式】

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管道 除尘 机器人 结构设计 轮式
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内容简介:
无锡太湖学院毕毕业业设设计计(论论文文)题目:题目:管道除尘机器人结构设计管道除尘机器人结构设计 信机 系系 机械工程及自动化 专专 业业学 号: 0923825学生姓名: 赵金辉 指导教师: 鲍虹苏(职称:副教授) (职称: )2013 年 5 月 25 日无锡太湖学院本科毕业设计(论文)无锡太湖学院本科毕业设计(论文)诚诚 信信 承承 诺诺 书书本人郑重声明:所呈交的毕业设计(论文) 管道除尘机器人结构设计 是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的成果,其内容除了在毕业设计(论文)中特别加以标注引用,表示致谢的内容外,本毕业设计(论文)不包含任何其他个人、集体已发表或撰写的成果作品。 班 级: 机械 97 学 号: 0923825 作者姓名: 2013 年 5 月 25 日无无锡锡太太湖湖学学院院信信 机机系系 机机械械工工程程及及自自动动化化 专专业业毕毕 业业 设设 计计论论 文文 任任 务务 书书一、题目及专题:一、题目及专题:1、题目 管道除尘机器人结构设计的研究 2、专题 二、课题来源及选题依据二、课题来源及选题依据1) 该课题为企业生产实际,目前,我国燃煤电厂输灰管道的除垢方法基本上可分为化学法和物理法。经实践应用,上述方法均存在一定局限性,不能同时符合环保及技术性、经济性要求,多数不被电厂接受。目前常用的是化学清洗法和人工振击法。但这两种方法也各有缺点。2) 本课题就是针对这一现状,对输灰管道清灰机器人进行初步探讨,以期能达到清洁环保等功能,完成该课题可对我们大学期间所学知识进行一次全面的专业训练,可以培养我们掌握如何运用过去所学知识去解决生产中实际问题的方法,增强从事本专业实际工作所必需的基本能力和开发研究能力,可以提高我们的专业素质,为今后走上工作岗位打下一个良好的基础。三、三、本设计(论文或其他)应达到的要求:本设计(论文或其他)应达到的要求:I1、能正确合理分析产品设计的具体要求和产品的功能实现;2、能合理根据产品的设计要求拟定多种解决方案,并进行多方案优化分析设计; 3、合理选择和设计部件的传动方案,并能进行一些必要的设计计算;4、正确选择零部件中各零件,并能进行一定的校核计算和优化设计; 5、绘制机器人行走部件装配图;6、设计绘制零件工作图若干;7、编制设计计算说明书 1 份;四、接受任务学生:四、接受任务学生: 机 械 97 班班 姓名姓名 赵金辉 五、开始及完成日期:五、开始及完成日期: 自自 2012 年年 11 月月 7 日日 至至 2013 年年 5 月月 25 日日六、设计(论文)指导(或顾问):六、设计(论文)指导(或顾问):指导教师指导教师签名签名 签名签名 签名签名教教研研室室主主任任学科组组长研究所所长学科组组长研究所所长签名签名II 系主任系主任 签名签名2012 年年 11 月月 12 日日摘摘 要要基于利用行星磨头清洗技术对管道进行清洗的目的,在总结现有的管道机器人设计方案的基础上,根据现场的实际情况,论文首先对管道清洗机器人行走部分进行方案设计,经分析比较后确定了新型管道清洗机器人行走的较佳设计方案,并据此方案对机器人作了行走部分结构设计;对机器人的行走特性进行了研究,提出了使机器人在管道内能够保持稳定运行的方法.通过对机器人机构的设计和机器人在直管道内运动情况的思考研究,进一步验证了设计思想的可行性。最后,研究了管道清洗机器人行走系统的安全性能,给出了在高压情况下保证行走系统安全的基本方案,为管道清洗机器人系统的实用化提供可靠的依据。关键词关键词: 管道机器人;安全防护 ;行走IIIAbstract Based on the use of planetary grinding head cleaning technology for the purpose of cleaning pipes, at the conclusion of the existing pipeline robot design based on the actual situation at the scene, the first paper on the pipe cleaning robot to walk part of program design, by analysis and comparison a new pipeline after cleaning robot designed to walk a better program, and accordingly the program made a walk on part of the structure of robot design; characteristics of walking robots have been studied and put forward in the pipeline so that the robot was able to remain stable The method of operation. By the design of the robot body and the robot movement in the straight tube case study of thinking, and further verify the feasibility of the design idea. Finally, the research pipeline cleaning robot running the safety of the system performance, given the high-pressure circumstances to ensure that the basic operating system security program, for pipe cleaning robot system of the utility to provide a reliable basis. Key words: pipe robot; security; walkIV目录目录摘 要.IIIABSTRACT.IV绪论.11 概述.21.1 管道清洗机器人常见问题分析.21.2 除垢机器人理念.21.3 基本设计任务.31.4 毕业设计的目的.32.1 管道射流清洗机器人的本体设计.42.1.1 移动方式选择.42.1.2 传动方案的选择.42.2 管道清洗机器人变管径自适应性方案设计.62.3 动力系统的设计计算.92.3.1 管道机器人行驶阻力分析.92.3.2 减速器的选择.122.4 机器人的速度和驱动能力校核.132.4.1 运动速度校核.132.4.2 驱动能力校核.133 链轮传动的设计计算.143.1 链轮设计的初始条件.153.2 链轮计算结果.153.3 历史结果.164 蜗轮蜗杆的设计计算.184.1 蜗轮蜗杆基本参数设计.184.1.1 普通蜗杆设计输入参数.184.1.2 材料及热处理.194.1.3 蜗杆蜗轮基本参数.204.1.4 蜗蜗轮精度.214.1.5 强度刚度校核结果和参数.224.1.6 自然通风散热计算.224.2 蜗杆轴的结构设计.234.2.1 轴的强度较核计算.234.2.2 轴的结构设计.244.2.3 键的校核.255 弹簧的设计计算.25I6 安全性能.26结论.27参考文献.28致谢.300 绪论绪论1.1 本课题研究的内容和意义本课题研究的内容和意义用于石油、天然气乃至民用上下水等管道在传输液、气体过程中,因温度、压力不同及介质与管道之间的物理化学作用,常常会高温结焦,生成油垢、水垢,存留沉积物,腐蚀物等,使有效传输管径减少,效率下降,物耗、能耗增加,工艺流程中断,设备失效,发生安全事故。尽管通过添加化学剂,采用合理的工艺参数,进行水质处理措施可以在一定程度上改善这些情况,但要完全避免污垢的产生是不可能的。我国的管道清洗行业长期以来 80%采用的是化学方法以及手工清洗和机械清洗方法,成本高、效率低、污染环境等,远远不能满足现代社会日益增长的要求。探索和开发高效的清洗方法成为工业生产和人民生活的不可或缺的环节。利用行星磨头清洗是一种新的清洗方法。与化学清洗及手工、机械清洗相比,具有清洗质量好、效率高、适应性强、成本低等一系列优点,可达到返旧还新的效果。作为一种清洁、高效、对环境无污染的清洗技术,具有可观的经济和社会效益。1.2 国内外发展状况国内外发展状况目前在管道清洗过程中,清洗设备绝大部分是采用无动力缆绳拖拉行走方式来进行清洗,无法根据管道的内部情况进行清洗参数的动态调整,管径的适应能力较差。为了解决这个问题,着眼于管道行走清洗机器人的研究开发,而在国内这方面研究尚少。为了较好地解决管道(束)的清洗难题,开发和研制管道清洗机器人势在必行。我们设计管道清洗机器人是把行星磨头清洗技术与机器人技术结合起来,进行综合设计开发,因此它的深入研究也将推动管道清洗技术的发展。1.3 本课题应达到的要求本课题应达到的要求作为高压水和化学清洗的有效补充手段,行走式管路清洗方法具有一定的独特性:如成本低廉、安全性好、无任何环境污染、水电消耗非常小。尤其是在化学清洗和高压水清洗方法无法应用或成本不允许的情况下,利用除垢机器人清洗能够发挥独特的作用,并取得良好的效果。我们采用的是压缩空气喷洗机器人。除垢机器人的首要要解决的问题就是行走问题,怎样使机器人在管道中行走是除垢机器人能否成功完成的重要环节之一。目前管内机器人的驱动方
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