水泥制管机主传动系统-长轴及1000mm旋压头改进设计
2023-03-03 04:03
论文总字数：13578字
摘 要
随着日益迅速发展的科学和技术,水泥管的质量需要越来越高的要求,这给了各个企业相当大的压力,同样各企业也把这种压力变成动力,加强自身的创新和能力,加强技术的发展,不断壮大自己,同时也借鉴国外先进的加工工艺来改善国内水泥管的制造。以前国内制造水泥管的工艺技术一般为芯模振动工艺、悬辊工艺、离心式工艺。然而在国外，上世纪已经研究出了新的工艺技术，叫做立式径向挤压工艺。这种工艺结合了金属旋压工艺和芯模振动工艺的运作方式，生产效率要比传统三大工艺高的多。
本论文就是将径向挤压式加工工艺与传统三大工艺进行对比，分析立式径向挤压工艺的优缺点，并对1000mm尺寸的立式径向挤压水泥制管机进行设计与改进。
关键词：水泥制管机；立式径向挤压；旋压头
Improvement design of main drive system of cement pipe making machine and long axis and 1000mm spinning head
Abstract
With the increasingly rapid development of science and technology, cement pipe quality need to increasingly high demands, which gives each enterprise considerable pressure, the same companies also put the pressure into motivation, strengthen their creativity and ability, strengthen technology development, continue to grow themselves, but also to learn from foreign advanced processing technology to improve the domestic cement pipe manufacturing. Before the domestic manufacture of cement pipe technology is generally the core mode vibration technology, the suspension roller process, centrifugal process. However, in foreign countries, the last century has developed a new technology, called vertical radial extrusion process. This technology combined with the metal spinning process and core vibration technology of the mode of operation, the production efficiency than the traditional three process is much higher.
This thesis is radial extrusion processing process and traditional process were compared, analysis of the advantages and disadvantages of the vertical radial extrusion process, and the size of 1000mm vertical radial extrusion of cement pipe machine design and improvement.
Key words:Cement pipe making machine；Vertical radial extrusion；Spinning head
目录
摘 要 I
Abstract II
第一章 引言 1
1.1课题背景与意义 1
1.2本课题研究的内容与意义 1
1.2.1离心制管工艺的原理与优缺点 1
1.2.2悬辊制管工艺的原理与优缺点 1
1.2.3芯模振动工艺（内模振动工艺）的原理与优缺点 1
1.2.4立式径向挤压工艺的原理与优缺点 2
第二章 本课题的提出与方案论证 3
2.1本课题的引出 3
2.2旋压头的主要组成部分 4
2.2.1立式径向挤压制管机的工作流程 4
2.2.2立式径向挤压制管机的工艺优点 5
2.2.3立式径向挤压制管机的工艺缺陷 5
2.3本课题面临的问题与径向挤压式水泥制管机的可行性分析 5
第三章 旋压头的装配图绘制 6
3.1零件绘制 6
3.2装配流程 7
3.2.1长轴装配流程 7
3.2.2旋压头装配 8
3.3二维CAD图的绘制 12
第四章 其他零部件选择 13
4.1电机的选择 13
4.2材料的选择 13
第五章 课题的改进设计 14
5.1偏心轴定位销的改进 14
5.2双轴辊盖上的拨板设计 14
5.3进油口添加设计 15
5.4挤压组件设计 16
第六章 设计过程存在的问题与难点 17
总结 18
致谢 19
参考文献 20
第一章 引言
1.1课题背景与意义
市场上目前已具备了离心、悬辊、立式径向挤压和芯模振动等四种成型工艺，现应江苏华光双顺机械有限公司的要求按照旋转径向挤压的要求设计能够制作各种规格水泥管的水泥制管机，该水泥制管机能够大大提高水泥管的质量，效率与以往的离心式水泥制管机相比提高数倍。本课题主要完成水泥制管机主传动系统的长轴及1000mm旋压头设计，对主要零部件进行强度计算。
本次设计要用到机械制造工艺、机械设计、Pro/E、SolidWorks等方面的知识。在这次课程设计中我会巩固在这之前所学到的知识，加深对机械设计这方面的理解。同时也能学习到在课堂与书本上所学不到的知识。在动手的过程中我会运用到课堂上所学到的东西，把他们与实践相结合。这样既可以提高我的动手能力，也能让我更加深入理解之前所学的知识。
1.2本课题研究的内容与意义
目前已具备了离心、悬辊、立式径向挤压和芯模振动等四种水泥管成型工艺。立式径向挤压作为新型的加工工艺有什么突出的优点，与其他加工工艺的优缺点相比较，确立立式径向挤压加工工艺将来的发展方向以及对现在水泥制管工业的影响。现在这项研究对我国目前的水泥制管工艺有着关键的作用。
1.2.1离心制管工艺的原理与优缺点
离心式水泥制管机一般以沙子、石子、水泥、粉煤灰为原料，原料事先填充在离心机内随着离心机旋转，在离心力的作用下，让原料在钢筋网上塑形为水泥管的形状。离心式水泥制管机制管方式相对简单，由此也会造成水泥管在质量方面有很多问题。如果水泥管内部的钢筋网焊接不牢固，很容易在离心机旋转过程跑筋或者漏筋，导致管身局部出现无筋的现象，使得水泥管质量严重下降。而且由于是离心力成形，所以钢筋网很难居中，钢筋网的保护层很不均匀，整个水泥管内部受力也会不平衡，长期使用下很容易损坏，在生产生活中出现很多不必要的问题。
1.2.2悬辊制管工艺的原理与优缺点
悬辊式制管机在离心式制管机的基础上相对有些改进，在离心式制管机上多了一个悬辊的结构，采用的原料也变成了干硬性混凝土。加工时以径向辊压力为主，同时也以离心力和震动力为辅助，制成的水泥管管壁均匀，抗载荷能力相比较于离心式的水泥管也有一定提升。悬辊式制管机相对于离心式制管机在成型时产生的噪音更小，产出的水泥管质量也有所提升，同时也无废液排出，操作现场要干净一些。但是此种悬辊机是卧式生产，不能立即脱模，不利于批量生产，而且由于水泥管接口处所受到的辊压力较小，所以密实性相对较差，也容易在生产时产生混凝土飞溅的现象。
1.2.3芯模振动工艺（内模振动工艺）的原理与优缺点
芯模振动加工工艺一般采用半干硬性混凝土，在模子内立式布料同时进行内膜震动并且径向挤压来成型，成型的时候通过对振动力以及振幅的调整，来使得水泥管达到最密实的阶段，以此来提升水泥管的强度。这种方式加工出来的水泥管相对于离心式与悬辊式制作出来的水泥管抗载荷能力与抗渗透能力有了很大的提升，同时此工艺加工出来的水泥管内部钢筋网分布均匀，不会出现钢筋网移位、跳筋、跑筋等情况，使得水泥管的使用寿命得到大大的提升。此外由于芯模振动式水泥制管机是在固定的管模下加工的，所以水泥管内壁的光洁程度相对于离心式与悬辊式有了极大的提升。但由于是立即脱模，表面会产生拉毛，同时也有可能会产生环向裂缝，而且还需要做刷浆处理；另外管口的尺寸也会产生偏差；还有加工时噪音偏大。
1.2.4立式径向挤压工艺的原理与优缺点
立式径向挤压制管工艺是管子承口向下立式成型，采用的也是干硬性混凝土，布料过程与挤压过程同时进行。制管机的主轴带动旋压头在管模内高速转动，将布料的混凝土甩到管模内壁上，同时旋压头旋转上升，将混凝土挤压到管模内壁上成型。立式径向挤压制管的优点在于立式生产而且立即脱模，生产效率很高，瞬间就可以挤压成型，同时生产的水泥管内壁光滑，密实度高，抗载荷能力与抗渗透也比较强。该工艺的缺点在于水泥管内部钢筋骨架容易扭曲损坏，使得水泥管质量下降，而且如果生产的水泥管直径增大，水泥管内壁增厚，会导致水泥管径向挤压力不足，水泥管的密实程度不足，所以径向挤压方式只适合加工生产口径比较小的水泥管。
第二章 本课题的提出与方案论证
2.1本课题的引出
从引言的描述中可以看出离心式、悬辊式与芯模振动式三大水泥制管机的局限性，现将三大水泥制管机制作工艺列出表格来进行更加详细的对比（如表2.1所示），以此更为清晰明了的反应出各个工艺的优缺点，最后会重点介绍立式径向挤压式加工工的生产加工流程及指标，从而分析该加工工艺现今的可行性。
表2.1 水泥管生产工艺对比分析
生产工艺 | 离心式 | 悬辊式 | 芯模振动式 | |
置模方式 | 管模与离心机 剩余内容已隐藏，请支付后下载全文，论文总字数：13578字
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