芯棒冷却站旋转设备传动系统设计2016毕业论文.doc

1、I内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书学生姓名：XX学 号：XXXXXX专 业：机械设计及其自动化班 级：机械 XX-X指导教师：XXX-小论文及其它毕设资料，见本账号其它上传文档 -II摘 要随着限动芯棒连轧管机的飞速发展和国内外钢管需求的提高，钢管的产量与日俱增，芯棒的用量也随之增加。芯棒工作后的温度升高，损耗不断的扩大，增加了生产的成本，因此芯棒的维护也得到了很大的重视。由此，本文针对芯棒的冷却系统提出了具体的设计方案，结合任务要求和冷却的基本理论，对三个方案的工作原理和优缺点进行了细致的分析和比较，选择了第一种作为设计的选定案。通过查阅相关资料，分析计算，确定电动机、减速器、轴、联轴器、

2、和键等重要零件的型号，并对重点零件进行校核。在此基础上，再对系统的其他非标准零部件，如：旋转上料器，移钢机等重要部件，进行结构的设计和计算。按上述方法完成的设计能很好的完成芯棒旋转冷却的任务。关键词：芯棒；冷却；钢管；方案内蒙古科技大学毕业设计说明书III内蒙古科技大学毕业设计说明书IVAbstractWith the rapid development of MPM and the improvement of demand for steel pipe at home and abroad, the output of steel pipe is steadily on the incre

3、ase, and the amount of Mandrill increases. the temperature of the Mandrill increases after working along with the unceasing unceasing expansion of wear and tear,so the production cost has been increased.Because of it,much attention has been paid to the maintenance. This paper proposes the concrete d

4、esign, in view of the cooling system of Mandrill. According to the requirements and the fundamental principle of cooling system, the paper chose the first as a selection of the design, by a detailed analysis and comparison of working principle ,as well as advantages and disadvantages of the three pr

5、oposals. Through consultancy to relevant materials, analysis and calculation the paper determines the model of motors, reducers, shaft, coupling, keys, and other important parts,and checks up the important parts. On this basis, then design the structure of other non-standard components, such as, rot

6、ating on the feeder, move steel and other important components etc. According to the above method, the task of cooling mandrel rotation can be complete well【17】 .Key words: mandrill ; cooling ; steel pipe ; proposal.内蒙古科技大学毕业设计说明书V目 录摘 要 .IAbstract .II一 绪论 .11.1 我国钢管的生产及其生产现状 .11.2 影响钢管发展的一些因素 .21.3

7、 限动芯棒连轧机的发展与国内的应用 .41.3.1 MPM 的推广史 .51.3.2 MINI-MPM 的应用史 .61.4 芯棒连轧管机的应用与发展 .71.4.1 芯棒的简介与生产情况 .81.4.2 芯棒的工 作概述 .8二 方案分析与确定 .102.1 方案一的结构设计 .102.1.1 工作原理 .102.1.2 旋转冷却装置的设计 .112.2 方案二的结构设计 .122.4 方案的比较与选择 .13三 电动机的选择确定 .143.1 设计任务书的参数 .143.2 选择电动机类型和结构形式 .143.3 工作机功率的计算 .15内蒙古科技大学毕业设计说明书VI3.3.1 工件的重

8、力计算 .153.3.2 工作的受力分析 .163.3.3 圆周速度的确定 .163.4 电动机容量的计算与确定 .173.4.1 电动机容量计算 .173.4.2 电动机的选择 .18四 减速器的选择 .204.1 减速器的分类 .204.2 减速器的选择与计算 .204.2.1 减速器传动比的初步确定 .214.2.2 减速器承载能力的计算 .214.2.3 减速器的选择 .21五 轴的设计计算与校核 .235.1 轴段长度和直径的确定 .235.1.1 轴的最小直径的确定 .235.1.2 轴的直径和长度的确定 .245.2 轴的校核 .265.2.1 轴的力学模型的建立 .265.2.

9、2 绘制力学模型 .265.2.3 按弯扭矩合成校核轴的强度计算 .27六 联轴器的选择与校核 .296.1 联轴器的选择类型 .296.2 连轴器的选择计算 .306.2.1 电动机和减速器之间的联轴器的选择 .306.2.2 减速器与传动轴之间的联轴器选择 .306.2.3 其他联轴器的选择 .316.3 联轴器的校核 .32七 轴承的选择与校核 .34内蒙古科技大学毕业设计说明书VII7.1 轴承的选择 .347.2 轴承的校核 .357.2.1 轴承上的受力分析 .357.2.2 轴承寿命的验算 .36八 键的选择与校核 .388.1 键的选择 .388.2 键的强度校核 .398.2

10、.1 校核圆盘上的键 .408.2.2 校核 1-2 段联轴器的强度 .40九 滚动轴承的润滑及设备的维护.4110.1 润滑剂的用途 .4110.2 设备的维护 .42【参考文献】 .43结 束 语 .44内蒙古科技大学毕业设计说明书01、 绪论1.1 目前我国钢管的生产及其生产现状在 1949 年新中国建国之前，侵华日军为了增加钢管的产量，在 1935 年时，选址在东北的鞍山钢铁厂正式成立，主要设备为 2 套热轧缝钢管机组，产品的直径在7150mm。其生产能力最高时曾经达到 1.14 万吨（1940 年时），在七年后又建立了冷拔车间。该车间生产的产品为冷拔管，其直径一般为 40150mm。

11、在 1945 年日本全面受降，当时东北的前苏联部队搬运走了大部分生产设备至运动地区，生产能力几乎丧失。在1949 年时，我国无缝钢管生产的能力几乎为零，唯一可以生产的地方是上海，也仅仅有很少的钢管改制机械设备，通过这些设备再将我国进口的钢管改成我们需要的钢管规格。建国后，我国大力发展无缝钢管的生产制造设备，鞍钢无缝钢管厂在此时建成投产，我国开始了自主生产无缝钢管的历史。到目前为止，我国已经拥有了 53 年无缝钢管生产历史。在这半个多世纪的生产历史中，从 50 年代初唯一的套- 140 自动轧管机组（年产量 6.19 万吨）到现在产品规格、品种齐全的生产大国，其中于 1994 年成为世界第一大无

12、缝钢管生产国（早于钢与钢材的产量成为世界第一的时间），随后稳居第一【1】 。我国产钢量、无缝钢管能力十分强大，到目前为止，我国的热轧无缝钢管总生产能力达到了 460 万 t /年,近年产量分布见表 1 。表 1 以上的厂家生产量占了我国生产量的 60%左右,说明我国热轧无缝钢管的实际产量同设计能力大致符合,天管、宝钢、衡阳等厂超设计产量生产导致了超设计产量。我国厂名 宝钢集团 天津钢管 包钢 成都无缝 衡阳 鞍钢产量万t83 65 45 40 35 40内蒙古科技大学毕业设计说明书1的钢管市场非常巨大,年消费总量大约占全世界 24 %左右,与美国的消费量相当,不同为我国是生产、消费并驾齐驱的国

13、家。根据我国钢管行业的研究报告显示，全球钢管的年产量、消费能力已经在下降，但我国不同其进口量要略多，生产与消费水平总体相当，这主要是因为我国经济增速产生的协同效应。再经济发展中钢管是一种重要的材料，大约占钢铁量的 16%。作为工业基础的关键行业，钢管业的发展水平历来都被政府十分重视。目前钢材市场的竞争越来越激烈，生产企业开始意识到了生产技术与管理水平的重要性，开始了生产多个品种不同规格的产品，同时提高产品质量、增加产品附加值、提高产品性能、降低成本，从而在市场坏境中更有生存力。其作为钢铁行业的重要产品，生产钢管的特点如下：（1）轧制是一种工作安排；（2）生产过程由多个阶段组成；（3）不同的轧制

14、批次需要不同的设置时间；（4）产品品种在同一设备上经常更换。1.2 影响钢管发展的一些因素经济发展的速度会直接影响到无缝钢管的需求量。随着科技的发展，新的管材正在部分取代了钢管，因为特定环境中其性能、价格不亚于钢管。新能源技术的快速发展，例如核电、水电、电动汽车的发展，会直接影响到有限的无缝钢管市场。加入 WTO 之后的影响,国外石油的大量进口涌入国内市场,会影响到石油对用管的选择【2】 。无缝钢管生产流程、工艺钢管的生产工艺非常重要，钢管的生产计划、调度是随着不同的生产计划而改变的。钢管的规格和品种是多样化的。钢管是根据制造方法分为 2 类：焊接钢管和无缝钢管。内蒙古科技大学毕业设计说明书2

15、无缝钢管的生产过程可以描述为：把固体的管坯（或钢锭）进行穿孔作业，轧制成具有所需规格和性能的钢管。采用热轧、挤压、冷轧、冷拉拔等多种操作，其中热轧无缝钢管的工艺被广泛使用。一般热轧法生产的钢管直径在 58 至 700 毫米，根据不同的壁厚要求配合减径机产生直径从 2.5 到 60 毫米的钢管。当与一个直径减少或通过张力机的直径减少，直径最小的钢管可减少从 15 至 17 毫米，最小壁厚可以减少到 2 毫米。无缝钢管的生产一般是分为热变形工艺和冷处理工艺两部分内容组成。前者构成一个施压过程在高温下使用这种变形的主要工具为穿支，连铸机，通过张力减径机。在这一过程中，金属变形，定期和圆形钢坯被轧制成

16、钢筒的所需的轮廓和尺寸。冷处理工艺也称为精整加工，是一种通过其冷却、矫直、切割、修整和验证的过程，在正常的大气温度下进行 【3】 。上述工艺的无缝钢管生产方式如图 1 所示。在尺寸的管坯在环形炉加热，它使用一个中心机，然后放置在一个穿支和滚成一个粗糙的空心钢管为中心， 再通过减径机空心坯的规范从而以此减小直径。下一步，将一个锌棒放在一个连续的连铸机上，然后将其轧制成一个半成品钢管与给定的规格。然后，通过加热，将半成品管转换成一个最终的钢管，这是一个直径减少，通过张力机减少直径减少。最后，粒径减小钢管冷却至常温，然后进行最后的切割，尺寸和锯，并等待最终的整改。热轧钢管的轧制批量生产计划订单中包括在相同的轧制批量必须满足以下要求：大致相同的轧制数据，相同的钢，外径和壁厚不同滚动订单和相同的主孔模式和子模式用于轧制不同阶孔。也应考虑以下条件：（1）每一个在热区域的冷锯机上，每一个卷料都应具有相同的锯切长度；（2）在轧制后的订单被分配时，不得出现废料材料；（3）须确保完成的产品的最高速度；（4）轧坯的重量一般是用标准钢管的重量测量的；（5）该卷批应包括尽可能多的订单；（6）冷锯机最好锯切长度比较长。图1 无缝钢管生产过程