隔水管橫焊縫自動對中裝置的設計(機械電氣部分).doc

畢業(yè)設計說明書設計題目：隔水管橫焊縫自動對中裝置的設計（機械電氣部分）專業(yè)：數(shù)控技術及其應用班級： 數(shù)控一班設計學生：唐燕指導教師：黃開有職稱：副教授設計時間：4月1日6月15日設計地點：湖南工學院 目錄目錄.1.第一章 隔水管橫焊縫自動對中裝置述的概.3.第二章 總體方案的設計.3.2-1 設計任務.3.2-2 基本工作原理.4.第三章 機械部分的設計.63-1V型塊的模型設計.6.3-2導軌的設計.7.3-3驅(qū)動輪裝置的設計.93-3-1計算驅(qū)動輪所需的扭矩.93-3-2鏈傳動的設計.12 3-3-3 減速器的設計.143-3-4電動機的選用.183-3-5聯(lián)軸器的選用.193-3-6軸的設計.20 3-3-7軸承的選用.23 3-3-8 滾動輪的設計.27 3-3-9 滾輪支承上蓋的設計.27第一章隔水管橫焊縫自動對中裝置的概述快速接頭隔水管系列產(chǎn)品，是湛江市南油集團合眾公司特有的為海洋石油配套的專用產(chǎn)品，多年來經(jīng)過不斷的開發(fā)和改進，已形成了完整配套的技術圖紙、成熟的生產(chǎn)技術、工藝流程和加工制造裝備，與之相應的業(yè)務熟練的工程技術隊伍和技術工人隊伍。新型快速接頭系列產(chǎn)品有：SR-30、SR-24、SR-20、SR-16、SR-133/8系列產(chǎn)品。本畢業(yè)設計的目的是將合眾公司原來的生產(chǎn)設備改為自動化的設備，并降低工人的勞動強度。本設計的主要要求：設計出一種針對SR-30、SR-24、SR-20、SR-16、SR-133/8系列產(chǎn)品制造中，對卷制成管狀板材的內(nèi)橫、外橫能進行自動對中的裝置。要求能實現(xiàn)管的自動對中、自動找正、定位夾緊、縱向自動行走，行走速度在0.13m/min之間，可以自動調(diào)節(jié)，動力為普通三相交流電動機，控制方式為隨車控制形式，要求結(jié)構(gòu)實用、重量輕、調(diào)節(jié)操作方便、技術優(yōu)先價格合理。本設計的主要內(nèi)容：1、內(nèi)外自動對中裝置總體方案的確定。2、內(nèi)外自動對中裝置機架結(jié)構(gòu)的設計。3、內(nèi)外自動對中裝置機械系統(tǒng)的設計。第二章總體方案的設計2-1設計任務設計一個裝置，使兩根長各5.5m的隔水管自動對中，并且使兩管的對中精度達到：兩管的軸線同軸偏差3mm。對中點后隔水管要實現(xiàn)轉(zhuǎn)動。2-2方案的選定使兩根隔水管自動對中的方法有很多，經(jīng)過了對具體方案的工作原理及可行性的分析，本人決定采用V型裝置，其大概形狀如（圖2.2）所示。 圖2.21、滾輪2、V型塊3、導軌2-3基本工作原理2-3-1總體工作原理如圖2-3-1所示，該裝置由、兩組V型塊組成。組可以沿V型塊下邊的導軌直線移動，組固定，V型塊下邊有導軌，但是V型塊與導軌相對固定不動。 組組圖2-3-1 1、滾動輪2、電動機3、減速器4、驅(qū)動輪、兩組V型塊均有8個滾輪和中間的一個驅(qū)動輪支承，組V型塊下邊的導軌可以實現(xiàn)隔水管的對接。2-3-2驅(qū)動輪裝置的簡要說明如圖2-3-2所示，運動的傳遞順序是：電動機減速器鏈輪滾輪隔水管圖2-3-該圖是驅(qū)動輪的安裝圖，大軸（上邊）裝滾輪與鏈輪，小軸裝鏈輪，兩裝有圓錐滾子滾動軸承，運動由減速器接入小軸，再經(jīng)過鏈傳動傳到滾輪。第三章 機械部分的設計3-1V型塊的模型設計參照V型底座的零件圖。1、V型塊的加工方法：鑄造成型2、V型塊的材料：鑄鋼3、 V型塊的加工要求，對裝滾輪部分和下底面進行精加工，加工方法由廠家自己決定，使這兩部分的平面度達到IT7級，粗糙度也達到IT7級。在加工裝滾輪凹槽時要使4個凹槽的位置度達到IT7級，所有螺紋孔及銷孔的位置度也要達到IT7級3-2導軌的設計一、導軌的選用由工作要求承載能力較大而且能夠自動補償磨損的要求，決定選用平面三角復合型滑動導軌，參照機械設計手冊第三卷，表28-112。其形狀見圖3-2-1。 圖3-2-1尺寸見表28.3-5，取A1000 mm，B200 mm，120。二、進行導軌的力學計算導軌的材料：選用釩鈦耐磨鑄鐵耐磨鑄鐵為導軌的材料。表面熱處理：在其粗加工后進行一次時效淬火處理，采用電接觸加熱的表面淬火，最后導軌還要進行磨削，使其表面的粗糙度達到預定的要求，取其值為0.8。硬度匹配：為了保證導軌的壽命，加工結(jié)果應該保證導軌接合面的硬度不同，此取為100HBS，三、導軌的校核查表可得鑄鐵的許用壓強為1 MPa，已知導軌的外形如上圖所示，取導軌滑座共承重8 t，則滑座每側(cè)的承重為對三角形導軌設垂直斜向力為F，如圖3-2-2所示，圖3-2-2則有 2Fcos30=20000 11500 N則左側(cè)導軌承受的壓強為3-3-6軸的設計參照簡明機械設計手冊P367軸設計的步驟為：第一， 根據(jù)機械傳動方案的整體布局，擬定軸上零件的布置和裝配方案。第二， 選擇軸的材料第三， 初步估算軸的材料第四， 進行軸系零、部件的結(jié)構(gòu)設計第五， 進行強度計算第六， 進行剛度計算第七， 校核鍵的聯(lián)接強度第八， 驗算軸承第九， 根據(jù)計算結(jié)果修改設計第十， 繪制零件圖一、軸強度的計算軸直徑的計算公式P軸傳遞的功率n 軸材料許用扭應力（），見表1413A與軸材料及相應許用扭應力有關的系數(shù)，見表14-13注意：對于，開一個鍵槽，軸頸就增大5-7%。P0.01kw n=15 MPa A=102 mm mm考慮到此設計的傳動軸與滾輪的配合，取 mm二按照彎矩合成強度計算1求滾輪上作用力的大小,方向作用在滾輪上的轉(zhuǎn)距為: T=21.5Nm 圓周力: F=0.478N徑向力 F=0.176N周向力: F= Ftan=0.068N2軸承的支反力水平面的支反力: R=R= F/2=0.239N垂直面的支反力: R=(- Fd/2+ F30)/60=133.2 N R=( Fd/2+ F30)/60=500.4 N3畫彎距圖水平面的彎距: M= R30=0.0717Nm垂直面的彎距: M= R30=39.96 Nm, M= R30+ F d/2=5.007 Nm合成彎距: M=39.96 Nm M=5.007 Nm4畫彎距圖 T= F d/2=0.2145 Nm當量彎矩的計算公式軸在危險截面的彎矩軸在危險截面的扭矩（減速器的輸出扭矩）扭矩校正系數(shù)（對于穩(wěn)定不變的轉(zhuǎn)矩）故軸在危險截面的合成彎矩三、校核軸的強度（按照第三強度理論）校核公式查機械設計P366表15-1，軸的材料選用40相應的彎曲疲勞極限355MPa軸在危險截面的抗彎模量W的計算公式參照簡明機械設計手冊P370之表14-16，對于開鍵槽的軸， mm mm mm 故 mm，符合要求。所用到的三根軸的具體形狀參照零件圖。三、校核軸的強度（按照第三強度理論）校核公式查機械設計P366表15-1，軸的材料選用40相應的彎曲疲勞極限355MPa軸在危險截面的抗彎模量W的計算公式參照簡明機械設計手冊P370之表14-16，對于開鍵槽的軸， mm mm mm 故 mm，符合要求。所用到的三根軸的具體形狀參照零件圖。3-3-7軸承的選用一、基本條件3248N軸頸預期壽命運轉(zhuǎn)時有輕微的沖擊。二、當量動載荷的計算查機械設計P323表13-6取則當量動載荷三、基本額定動載荷（對于滾子軸承）按照查機械傳動設計手冊之P1671，選用單列圓錐滾子軸承（GB297-84）選用的兩種軸承的參數(shù)為：型號 d D C 7606E 30 mm 72 mm 77.5 58.87204E 20 mm 47 mm 26.8 18.2其具體形狀如圖3-3-7所示，上圖為7204E，下圖為7606E。圖3-3-73-3-7滾動輪的設計根據(jù)裝配的需要，設計出如圖3-3-10所示的滾輪，該滾輪用于驅(qū)動輪和滾動輪。圖3-3-63-3-7滾輪支承上蓋的設計該零件的設計主要依據(jù)裝配時的需要，設計出來的圖形如圖3-3-11所示。圖3-3-7鳴 謝此次設計是我們大學三年最后一次設計，是對我們?nèi)陙硭鶎W的專業(yè)知識的一次全面檢查，要求我們能夠綜合運用三年來所學的知識，在畢業(yè)實習的基礎上由自己獨立設計隔水管橫焊縫自動對中裝置通過此次設計，使我們明白了機械設計的知識，特別是對原來沒有鞏固的知識進行了一次全面的復習，并由自己進行設計，記憶深刻.在即將畢業(yè)時,對三年來所學的溫習一遍,沒學好的,重新看,學一遍,收獲不小.同時增強了在計算、繪圖及檢索參考文獻等方面的能力。歷經(jīng)兩個多月的畢業(yè)設計終于完成了！首先感謝黃開有副教授對我的大力支持，感謝他能在百忙中能抽出寶貴的時間來指導我，給了我很多意見及相關資料，如果沒有他的悉心指導，我想我是不可能那么順利的完成這次設計。在這次設計中，我深切體會到一個產(chǎn)品設計過程的艱巨和工作量的巨大，也深切體會到了一