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螺旋焊管
更新時(shí)間??2021-06-06 09:29 閱讀
目前,我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)正在發(fā)生改變,石油和天然氣在我國的能源消費(fèi)結(jié)構(gòu)中呈上升趨勢(shì)。這兩種能源由于分布不均,需要長途運(yùn)輸,而油氣長途運(yùn)輸主要采用管道輸送。
油氣管道多使用螺旋焊管,并在化工、電力、熱力、給排水、蒸汽供熱、水電站用壓力鋼管、火力發(fā)電、水源等長距離輸送管線及打樁、疏浚、橋梁、鋼結(jié)構(gòu)等工程領(lǐng)域也廣泛使用。銑邊機(jī)是螺旋焊管生產(chǎn)過程中對(duì)帶鋼邊緣加工的設(shè)備,用于對(duì)帶鋼的兩側(cè)切削加工出能滿足焊接工藝的坡口形狀。
銑邊機(jī)切削后的坡口形狀一致性好,角度準(zhǔn)確,光潔度高,利于成型、焊接,對(duì)于厚度大的帶鋼可以加工出X型坡口,是理想的焊接坡口加工設(shè)備。加工后的帶鋼寬度誤差小,單邊切削量少,能有效降低帶鋼消耗,節(jié)約生產(chǎn)成本,為廠家增加經(jīng)濟(jì)效益。
因此,開展銑邊機(jī)研究對(duì)螺旋焊管行業(yè)有著非常重要的價(jià)值和意義。本文主要對(duì)螺旋焊管生產(chǎn)設(shè)備用銑邊機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿真、優(yōu)化。論文主要工作包括:首先,從銑邊機(jī)對(duì)螺旋焊管生產(chǎn)的重要意義出發(fā),分析國內(nèi)外關(guān)于銑邊機(jī)的研究現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了銑邊機(jī)的整體方案,分析了主要部件的結(jié)構(gòu)組成及工作原理;對(duì)主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核;同時(shí),對(duì)動(dòng)力裝置、寬度調(diào)整螺桿、底座等主要零部件進(jìn)行了有限元分析,驗(yàn)證了最大變形量和最大等效應(yīng)力均滿足強(qiáng)度和剛度要求。
其次,通過對(duì)動(dòng)力裝置和底座進(jìn)行模態(tài)分析,發(fā)現(xiàn)設(shè)備的固有頻率遠(yuǎn)離電機(jī)(振源)的工作頻率,不易引發(fā)共振,且模態(tài)主要集中在230Hz以內(nèi),模態(tài)振型表現(xiàn)為電機(jī)和箱體連接處的彎曲變形。根據(jù)模態(tài)振型,提出了將動(dòng)力裝置中電機(jī)和箱體結(jié)合處的剛度適當(dāng)加強(qiáng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施。再次,對(duì)底座、動(dòng)力裝置箱體進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)底座斜撐板、面板、立板、箱體上頂板、下底板、兩側(cè)立板的尺寸優(yōu)化減薄,并對(duì)優(yōu)化后的結(jié)果檢驗(yàn)校核,均滿足強(qiáng)度、剛度要求。
最后,針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用出現(xiàn)的問題,提出了可行的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案。論文設(shè)計(jì)了螺旋焊管機(jī)組銑邊機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu),采用經(jīng)典校核方法和有限元法進(jìn)行強(qiáng)度校核,采用拓?fù)鋬?yōu)化進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),采用有限元法研究系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能,考慮了電機(jī)回轉(zhuǎn)振動(dòng)對(duì)系統(tǒng)可能的影響,對(duì)動(dòng)力裝置進(jìn)行了模態(tài)分析,所設(shè)計(jì)的螺旋焊管機(jī)組銑邊機(jī)能夠滿足工程實(shí)際需求,且設(shè)計(jì)方法對(duì)類似機(jī)械的設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。
油氣管道多使用螺旋焊管,并在化工、電力、熱力、給排水、蒸汽供熱、水電站用壓力鋼管、火力發(fā)電、水源等長距離輸送管線及打樁、疏浚、橋梁、鋼結(jié)構(gòu)等工程領(lǐng)域也廣泛使用。銑邊機(jī)是螺旋焊管生產(chǎn)過程中對(duì)帶鋼邊緣加工的設(shè)備,用于對(duì)帶鋼的兩側(cè)切削加工出能滿足焊接工藝的坡口形狀。
銑邊機(jī)切削后的坡口形狀一致性好,角度準(zhǔn)確,光潔度高,利于成型、焊接,對(duì)于厚度大的帶鋼可以加工出X型坡口,是理想的焊接坡口加工設(shè)備。加工后的帶鋼寬度誤差小,單邊切削量少,能有效降低帶鋼消耗,節(jié)約生產(chǎn)成本,為廠家增加經(jīng)濟(jì)效益。
因此,開展銑邊機(jī)研究對(duì)螺旋焊管行業(yè)有著非常重要的價(jià)值和意義。本文主要對(duì)螺旋焊管生產(chǎn)設(shè)備用銑邊機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和仿真、優(yōu)化。論文主要工作包括:首先,從銑邊機(jī)對(duì)螺旋焊管生產(chǎn)的重要意義出發(fā),分析國內(nèi)外關(guān)于銑邊機(jī)的研究現(xiàn)狀,設(shè)計(jì)了銑邊機(jī)的整體方案,分析了主要部件的結(jié)構(gòu)組成及工作原理;對(duì)主要零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算和強(qiáng)度校核;同時(shí),對(duì)動(dòng)力裝置、寬度調(diào)整螺桿、底座等主要零部件進(jìn)行了有限元分析,驗(yàn)證了最大變形量和最大等效應(yīng)力均滿足強(qiáng)度和剛度要求。
其次,通過對(duì)動(dòng)力裝置和底座進(jìn)行模態(tài)分析,發(fā)現(xiàn)設(shè)備的固有頻率遠(yuǎn)離電機(jī)(振源)的工作頻率,不易引發(fā)共振,且模態(tài)主要集中在230Hz以內(nèi),模態(tài)振型表現(xiàn)為電機(jī)和箱體連接處的彎曲變形。根據(jù)模態(tài)振型,提出了將動(dòng)力裝置中電機(jī)和箱體結(jié)合處的剛度適當(dāng)加強(qiáng)的結(jié)構(gòu)改進(jìn)措施。再次,對(duì)底座、動(dòng)力裝置箱體進(jìn)行了拓?fù)鋬?yōu)化設(shè)計(jì),對(duì)底座斜撐板、面板、立板、箱體上頂板、下底板、兩側(cè)立板的尺寸優(yōu)化減薄,并對(duì)優(yōu)化后的結(jié)果檢驗(yàn)校核,均滿足強(qiáng)度、剛度要求。
最后,針對(duì)現(xiàn)場(chǎng)使用出現(xiàn)的問題,提出了可行的結(jié)構(gòu)改進(jìn)方案。論文設(shè)計(jì)了螺旋焊管機(jī)組銑邊機(jī)的主機(jī)結(jié)構(gòu),采用經(jīng)典校核方法和有限元法進(jìn)行強(qiáng)度校核,采用拓?fù)鋬?yōu)化進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),采用有限元法研究系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)性能,考慮了電機(jī)回轉(zhuǎn)振動(dòng)對(duì)系統(tǒng)可能的影響,對(duì)動(dòng)力裝置進(jìn)行了模態(tài)分析,所設(shè)計(jì)的螺旋焊管機(jī)組銑邊機(jī)能夠滿足工程實(shí)際需求,且設(shè)計(jì)方法對(duì)類似機(jī)械的設(shè)計(jì)具有一定的參考意義。
