毕业设计（论文）-钢管打包机捆成形装置设计【全套图纸】 .doc

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1、毕业设计论文本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：钢管打包机捆成形装置设计学生姓名：学 号：专 业：机械设计制造及其自动化班 级：指导教师：40摘要本文介绍了钢管打包机打捆装置的组成和工作原理，详细的介绍了钢管打包机的设计过程，从电动机的选用，到结构部分的组成，主要设计了打捆成型的传动设计部分。对目前无缝钢管的生产与设计，进行了简单的描述。钢管打包机捆成型是无缝钢管生产线上最后一道工艺，钢管打包机主要由升降支架，提升支架，小车，梁，挡臂，气缸以及摇臂等部分组成，主要工作原理是电动机带动轴，来驱动链传动，控制支架，由气缸控制挡臂，钢管在挡臂中通过捆成型链自动打包成六边形形状。钢管打包机是现代无

2、缝钢管生产线上的重要部分，体现了现代钢管生产技术的高效率，高自动化。关键词：钢管打包机，链传动，小车，六边形，捆成型。AbstractThis paper introduces the steel pipe strapping strapping unit of the composition and working principle, introduced the steel tube packing machine design process, from the selection of motors, to the structural components, the main de

3、sign of the bale forming part of the transmission design. On the seamless steel tube production and design, a simple description.Steel pipe strapping bundle forming is seamless steel tube production line last fall technology, steel pipe strapping machine is mainly composed of a lifting bracket, lift

4、ing bracket, Dolly, beam, retaining arm, cylinder and rocker arm components, main principle is to drive a motor driven shaft, chain drive, a control bracket, is controlled by a cylinder retaining arm, steel pipe in the retaining arm through the bundle forming chain automatic packaged into a hexagona

5、l shape. Steel strapping machine is a modern seamless steel tube production line important part, reflects the modern steel production technology of high efficiency, high automation.Key words: steel pipe strapping machine, chain drive, car, hexagon, bundle forming.目录第一章绪论11.1MPM限动芯棒连轧管机组11.1.1环形加热炉11

6、.1.2 穿孔机组11.1.3 MPM连轧管机区域31.1.4 脱管机51.1.5链式输送机61.1.6 定、张减区总述61.1.7 管排锯区81.2.工艺及质量事故原因分析81.2.1 穿孔机工艺事故原因分析81.2.2 连轧管机工艺事故原因分析91.2.3 定/张减机区主要缺陷的防止和消除9第二章 选择传动方案112.1 方案的选择112.2方案比较11第三章 提升装置的设计143.1选择电动机143.1.1. 提升装置受力分析153.1.2.电动机负载功率163.2减速器的选择163.2.1常用减速器的选择163.2.2减速器的计算173.2.3选择减速器173.3链的设计计算183.3

7、.1取定链轮齿数183.3.2.确定链的额定功率183.3.3.选择链的型号、确定链节距和排数193.3.5轴上力的计算213.3.6链传动的润滑、布置和张紧213.3.7设计结果223.4滚子链轮的设计选择223.5 主动链轮轴的计算233.5.1选择轴的材料233.5.2 初步估算轴颈243.5.3轴的结构设计253.5.4轴的强度验算283.6电动机与减速器输入轴连接处联轴器的选择计算313.6.1一般联轴器的选择计算313.6.2万向轴的选择323.6.3万向轴的选定333.7.1 轴承的选择333.7.2轴承的计算34第四章 横移小车运行阻力运算364.1横移小车阻力计算364.1.

8、1满载和空载时摩擦阻力的计算364.1.2.满载和空载时坡度阻力计算364.2选择电动机的型号374.2.1静功率374.2.2计算功率384.2.3选择电机型号384.3.1减速器的计算384.3.2减速器的选择38结束语39参考文献41第一章 绪论1.1MPM限动芯棒连轧管机组1.1.1环形加热炉在现代热轧钢材的生产中，加热设备是热轧生产中必不可少的设备之一。钢坯在轧制成材 前进行加热的目的，就是:(1)降低金属的变形抗力，增加金属的塑性，避免在轧制时开裂；(2)改善其不均匀的金相组织。同时也可以消除钢坯中部分缺陷。(3)在降低金属变形抗力的同时， 相应地也降低了金属轧制动力的消耗。对于热

9、轧无缝钢管，由于加热原料为圆形实心钢坯，所以其加热设备主要形式为环形加热炉，其他的炉型有步进梁式炉、辊底式炉等。环形加热炉相 对于其他形式的加热炉,有以下特点：(1)能适应不同直径和长度的复杂圆坯，易于按管坯规格的变化调整加热制度。(2)管坯在炉底间隔放置，坯料能三面受热，加热温度较均匀，加热质量较好。管坯在加热过程中随炉底一起转动，与炉底之间没有相对运动氧化铁皮不易脱落。炉子除装，出料门外无其他开口，严密性好，冷空气吸入少，因而氧化烧损较少。(3)装料，出料和炉底运行都能自动运行，操作的机械化和自动化程度高。(5）由于炉子是圆形的，占用车间面积较大，平面布置上比较困难，一旦成型，改扩建比较

10、困难。(6)管坯在炉底上呈辐射状布料，炉底面积利用较差，单位炉底面积的产量较低。1.1.2 穿孔机组(1) 概述穿孔是热轧无缝钢管生产中最重要的变形工序，它的任务是将加热好的实心管坯穿制成 要求的几何尺寸和内外表面质量的毛管,以供下一步工序轧制，同时,保证相应的穿孔速度和 轧制周期，来适应整个机组的生产节奏，穿孔的方法有许多种，如推轧穿孔、压力穿孔、斜轧穿孔等，而斜轧穿孔又分为菌式穿孔、 盘式穿孔、曼式穿孔等机型。较长时期来,曼式穿孔机一直获得了最广泛的应用,但是,随着人们对曼式穿孔机认识的 不断深入,为克服曼式穿孔机存在着“曼乃斯曼”效应,改善毛管质量，人们通过不断的研究总 结发明了大导盘（

11、盘式）穿孔机和锥形辊(菌式)穿孔机并且已经在实际生产中投入使用.盘式穿孔机把原来水平并列布置的穿孔机轧辊改为上下垂直布置,同时用一对水平放置 的大导盘(直径1.52m)代替导板,导盘由液压马达驱动，这样对管坯施加一个前进力，也同样可以减少頂头前形成孔腔、改善毛管质量等。而菌式穿孔机轧辊呈锥形，锥形辊的直径沿穿 孔变形区渐渐增大,从而有利于变形区中轧辊与轧件间的速度(轴向速度与旋转速度)能较好的匹配，减轻变形区中金属的堆积，促进延伸，提高穿孔效率和可穿性；同时，减少扭转变形和横向切变形，从而减少内外表面缺陷发生的机率。所以，近几年来这两种穿孔机已在许多钢管厂采用，与限动芯棒连轧管机组连轧机相匹配

12、的菌式穿孔机组具有以下优点：1，延伸系数大；2，扩径置大，可减少管坯规格分类；3，径壁比大；4，穿高合金钢的能力强。(2) 穿孔区工艺流程简述：由环形炉加热到1280度的管坯经出料机夹出，并且放在出料台架上，通过横移推料装置和拔料器送到链式移送机，由翻料钩将管坯送到辊道上，在辊道的端部，管坯由挡板定位。当轧机出现故障影响正常轧制时，需将管坯剔除到台架上。正常轧制时,经拔料器拔到缓冲接料器 进入穿孔机前台的受料槽，由推料机推动管坯经入口导管送入穿孔机的孔型进行穿孔。后台1段设有七架定心辊(包括机内定心辊)和六组升降锟道,最末一组是惰辊，其余都为传动辊，而且第二组是夹送辊，用于紧急情况下播出毛管，

13、定心辊先用来保证頂杆中心线与轧制中心线一致，在随后的轧制过程中为毛管导向(除机内定心辊外）。后台2段设有頂杆小车以及小车的锁紧机构，顶杆的预旋转机构和两组升降辊道（惰辊） 依靠缩紧机构把小车锁紧进行轧制，轧制结束后将頂杆从毛管中抽出，顶杆预旋转机构在管坯进入入口导管时，开始预旋转；当轧机咬钢后，停止旋转，减少管坯的旋转力矩，自动对中管坯的中心。提高毛管的质量。当毛管前端伸进穿孔机到达第二架定心辊前时,第二架定心辊打开（小打开）到达第三架定心辊前时，第三架定心辊打开，依次类推。当轧制结束，升降辊遂升起到达支撑毛管位置，小车带动顶杆快速返回并且在升降辊道的帮助下,依靠挡叉使毛管脱离顶杆。从毛管中脱

14、出的顶头和顶杆进行在线人工检查,如果发现顶头，頂杆有缺陷,应剔除到下料台架，同时，从上料台架上线一根带顶头的顶杆.而顶头和頂杆正常的情况下进行下根管坯的轧制。到达抗氧化站的毛管首先进行吹氮，除管内的氧化铁皮，随后喷吹硼砂(以氮作为载体)去除管内的氧化物，并且减少氧化物的形成，以及对下步工序MPM轧制起到润滑作用。然后，通过运输链毛管到达下一轧制阶段的预穿线。1.1.3 MPM连轧管机区域MPM连轧管区域包括两个区:芯棒循环区和MPM轧机区。(1) 定义：MPM连轧管机是指在轧制过程中，芯棒的运动受到限动力的作用,始终以一个恒定的速度前进，其速度低于或等于第一机架轧机的轧制速度,并且钢管由脱管机

15、完成从芯棒上脱出, 然后芯棒从原路返回的带芯棒连续轧管机。(2) 工艺特点：MPM限动芯棒连轧管机与浮动芯棒连轧管机相比有以下优点：改善了管子质量。由于MPM限动芯棒轧管具有搓轧性质，有利于金属延伸，减小了横变形，并避免了浮动芯棒轧管机出现的“竹节”缺陷,使管子内外表面质量和尺寸精度均有所提高可以在较宽的壁厚范围内轧制钢管，扩大了品种。与浮动芯棒轧管机相比，可以轧大口径管和更厚或更薄的钢管。降低了工具消耗。与同口径浮动芯棒连轧管机的芯棒相比，芯棒短一些，并且芯棒消耗降低。取消了脱棒机，缩短了工艺流程。由于连轧机与定、张减机距离相对缩短，保证了定、张減机入口温度，从而使连轧后的钢管可能通过旁通辊道直接进入定张减机进行轧制。(3) MPM生产工艺流程经穿孔的毛管，抽出顶杆后被送至喷吹站，向毛管内部先吹入氮气，然后以氮气为载体喷硼砂,先吹氮气的作用是吹掉毛管内部的氧化铁皮，防止氧化。后喷硼砂的作用是硼砂在高温状态下生成雾状气体，充满管内，并且在毛管内表面形成一层薄膜，防止在随