《《管道连接接口加工机构设计》-公开DOC·毕业论文》由会员分享，可在线阅读，更多相关《《管道连接接口加工机构设计》-公开DOC·毕业论文（27页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、 本 科 毕 业 论 文题 目 管道连接接口加工机构设计 学 院 工业制造学院 专 业 机械设计与制造及其自动化 学生姓名 学 号 200810111325 年级 2008级 指导教师 职称 讲师 2012年 月 日管道接口加工机构设计专 业： 机械设计与制造及其自动化 摘要：在以前，人们日常生产生活中，需要两根管道相互焊接的情况并不少见，比如：改变管道走向、分流诸如此类的。通常的办法是一点一点磨削凭借经验来做出相应的曲线。此办法并不规则或者说并不能使管道能够相结合得很好。管道接口加工机构，该机构是由焊接管道夹具、焊接管道电机砂轮、支撑钢架、焊接管道夹具及平衡杆机构组成。工作原理是通过被焊接管
2、道夹具夹紧固定管道，通过支撑钢架在导轨上面的运动带动砂轮磨削被焊接管道，加工好之后，通过平衡杆机构的触点杆在磨削好的相贯线轨迹上面运动，从而把运动轨迹传递给上方的焊接管道的砂轮运动，达到两根管道的相贯线一致。关键词：管道夹具、管道接口加工、平衡杆、相贯线。MechanicaldesignoftheprocessingpipelineinterfaceSpecialty：Mechanical Engineering Student Number：200810111325and AutomationStudent：FengZongyun Supervisor：WangLiAbstract：In t
3、he past, ,the situation that need two tube welding each other is not rare in peoples daily life.Usually the way is Based on the experiences of the grinding to make corresponding curve.This measure is not rules or cant make pipe can be combined with very well Pipe interface processing agency, the age
4、ncy is by welding jig, pipe welding pipeline motor grinding wheel, support steel and welding jig and pipe horizontal bar institutions. The Working principle is through the welded pipe clamping fixture fixed pipe, through the support in the movement of the above guide rail steel welded pipe grinding
5、wheel drive, after processing, through the contacts of stem horizontal bar institutions in the grinding good phase track interfingering lines above movement, and take the trajectory on to the top of the pipe welding grinding wheel movement,to make two of the tube is consistent interfingering lines.K
6、eywords：Fixture of plumbing; Pipeline interfaceprocessing; Balancing pole; Intersecting line.目 录第一章 绪论11.1前言及意义11.2 管道接口加工机构的发展11.3 国内外管道接口加工机构的现状21.4 课题研究的提出41.5 本文研究的主要内容5第二章 机构的总体选择62.1 机构的整体结构62.2 机构驱动的选择72.3 传动结构的选择82.3.1 夹具的螺纹传动82.3.2 砂轮和电机之间的传动82.3.3 平衡杆之间的传动82.4 本章小结9第三章 机构的零件设计103.1 管道夹具的设计
7、103.1.1 被焊接管道的夹具设计103.1.2 焊接管道的夹具设计143.2 平衡杆机构的设计143.2.1 平衡杆的结构设计143.2.2 平衡杆机构的相关计算153.3 被焊接管道砂轮支架的设计173.4 本章小结19结论20参考文献21致谢22第一章 绪论1.1前言和意义 管道接口加工是在管道焊接前，需要对接口进行加工，通过砂轮磨而得到需要的相应的的相贯线的一道工序。而此机构是应运而生，在生产过程中使用的一种具有操作简单、上手容易、高精度、便于焊接的机构装置。它是在机械化、自动化生产过程中发展起来的一种新型机构。管道接口加工机构能代替人类完成危险、重复枯燥的工作，减轻人类劳动强度，提
8、高劳动生产力，增进生产效率。目前，由于传统的凭借经验磨削加工的管道复杂难掌握，实施的就少，一般都是只有一些专业的有经验的师傅才做这种工序，而且显得复杂麻烦。而一些高端的则是用的焊接机器人等高端产品，并且这些焊接机器人投资成本大，不能取之于民，用之于民。并不能达到中小型企业或者一些个体商业户都能普及。由于现在人们的生活素质水平提高了，遇到此类问题的时候都希望能有一个简单快捷的办法来解决。此机构能够达到便携式现场加工常用管径的管道相贯接口设计，一次成型，可直接使用。操作过程简单，易上手。能够节省一些师傅的工序时间及操作过程，另外一些没有经验的人也能达到很好的效果。对于人们的需求来说有一个很好的促进
9、作用。1.2管道接口加工机构的发展 焊接是工业里面应用最重要的领域之一。由于焊接工作环境恶劣、劳动条件差、烟尘多、热辐射大、弧光辐射强烈、危险性高，企业普遍缺乏高级、熟练焊工，又要求高焊接生产效率和保证焊接质量的一致性。管道接口加工机构的出现，帮助人们解决了部分问题。管道接口加工机构具有如下特点： 稳定和提高加工质量，保证其一致性。采用管道接口加工机构加工时，对于每对需焊接的管道参数都是恒定的，误差因素受人的因素影响较小，因此管道接口质量稳定。而人工磨时，磨削速度、管道位置及磨削尺寸等都会收人为因素影响而发生变化，因此很难做到质量的一致性； 提高劳动生产率。管道接口加工机构能够使原本枯燥无味的
10、加工工序变得简单切得心应手。另外随着高速高校焊接技术的应用，人工加工管道接口已经无法适应，进而就得采用机构或者机器人，而机器人成本则太高，不适合普遍，尤其一些小型企业； 改善了工人的劳动条件，采用管道接口加工机构工人只是参与一些简单的操作，控制加工尺寸。远离了高速的砂轮、飞溅等； 管道接口加工机构的制造技术不断提高（高速度、高精度、高可靠性、便于操作和维修），单价不断下降。为了适应管道接口加工生产的柔性化、集成化和提高管道加工的工作环境，管道接口加工机构在加工领域的应用正在逐步扩大，应用的范围也越来越广泛。随着工业的发展和各种技术的不断革新以及对生产结构和产品质量要求的不断提高，管道接口加工机
11、构将在各种行业当中发挥越来越重要的作用。目前，国内一些中小企业都在加大科研力度，对管道接口加工机构进行研究，从发展趋势上看，管道接口加工机构和其他机构一样，不断向智能化和多样化方向发展。国内外对管道接口加工机构的研究主要体现在机构的可行性、接口相贯线的其相应程度等工艺方法等方面。1.3 国内外管道接口加工机构的现状在现在管道接口生产加工中，插管焊接是化工和锅炉等行业中非常普遍的一种连接形式，为了达到受力均匀的目的，封头通常采用椭球形的几何形体。对于封头和插管相贯线接缝的加工，一般工厂仍由普通砂轮磨削完成，制造时间长，劳动强度大，生产效率低，加工质量难以保持稳定；随着越来越高速的生产。要求极力缩
12、短制造时间、提高劳动效率、保证加工质量。这些中小型企业就迫切需要管道接口加工机构来代替手工磨削来完成这些困难的加工任务。国内许多专家和学者对管道插接豁类似于该种焊接及自动化设备的设计和研究也做了很多工作，取得一定的成果。如图1-1所示，解决了平面封闭环线的全位置焊接问题。山东工业大学的张忠厚等文献研制了低成本的自动焊接装置，如图1-2所示，较好地解决了薄壁封头和接管相贯线接缝的单层自动焊接问题。它是通过特制专用凸轮，类似靠模仿型的原理实现的。图1-1 管道双焊炬全位置自动焊机图1-2 管道连接自动焊机工作原理在国外，焊接机器人的研制也代表着管道焊接发展的趋势。如德黑兰机械工程学院于澳大利亚伍伦
13、贡大学共同研制的并联型管道焊接机器人，如图1-3所示，其采用了并联式结构，让结构变得更紧凑，体积更小，而且不失实用性。日本庆应义塾大学研制的管内爬行焊接机器人，如图1-4所示该类机器人能够在具有直角拐弯的管道机自动行走。其机构小型化，控制简单化，已经成为了一种焊接机器人发展的趋势。图1-3 并联式结构管道焊接机器人图1-4 管道内部行走机器人外形示意图然而，在许多非结构环境下，采用变为机方式进行焊接是非常困难的、有时是难以实现的，需要一定的人工技术。并且目前的焊接设备对于中小型企业来说投资成本太大，而且高端的科技很多用不上。需要一些能适用于普遍的焊接。1.4 研究课题的提出在管道接口生产中，普
14、遍的插接焊是一种常见的焊接形式，一般这种管道接口经常被应用在日常生活和一些小型锅炉等行业中。对于一些产量大的相贯线的焊接小型企业来说，管道接口的相贯线仍然是由人工来加工完成的，制造周期长，劳动强度大，生产效率低，质量难以保持稳定；从上述分析中，很多的管道相贯线加工很难得到广泛的应用，主要原因就是：结构设计没有针对性，大多数相惯线加工都是人工加工，对于高效的往往不能满足。作为专用相贯线加工的专机设计，应该结合使用的实际情况，考虑到使用过程中的困难因素，除了要求结构轻便，还要体现出高精度、上手容易、高效率等要求。从加工的发展趋势以及管道接口插接焊焊接的特点来看，管道接口加工机构设计需要具备以下特点
15、： 结构轻便紧凑、刚度大、易于搬运。对于在户外操作与加工，这样的机构能够提高工作的效率，不用花大量的时间搬运； 结构模块化。管道加工机构需要根据不同的管道情况进行改进，使机构能够加工一些常用尺寸的加工要求； 简单的过程控制。管道接口加工机构运动控制的可预见性增加，可以避免许多意外的情况发生等等。1.5 本文研究的主要内容综上所述，传统的人工管道相贯线加工在处理常规管道加工任务过程中有一定的优越性，但在中小型企业里面，由于环境、工作、操作，会给加工过程带来许多的困难，使加工效率降低，加工质量无法得到保证，甚至无法完成加工任务，为了解决上述存在的问题，本课题在研发管道相贯线接口加工的过程中，取长补短，借鉴传统人工加工的有点，改进其不足之处，拟定自主创新设计一套专用的管道接口加工专用机构，专门针对管道接口相贯线加工。本文从相贯线的特征出发，分析管道插接相贯线一致过程中，首先先用夹具固定被焊接管
