绕丝筛管缠绕机的设计设计.docx

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绕丝筛管缠绕机的设计设计

开题报告

设计的题目：

绕丝筛管缠绕机

设计题目的意义：

绕丝筛管缠绕机是一种新面世的用于生产绕丝筛管的机械产品，目前国内筛管生产厂家所使用的绕丝筛管缠绕机大部分是依靠国外进口的。

虽然有的厂家与某个科研单位共同研制了这种机械设备，但生产出来的产品精度很难达到用户的要求。

在石油的钻采作业中，筛管是一种重要的器材，常用于先期完井或采油防砂。

目前，使用较多的筛管是绕丝筛管。

这种筛管的制造方法是:

在均匀分布于圆周的筛杆上或开孔的金属衬管上，缠绕某种截面的钢丝并焊牢，留出一定的缝隙作为筛孔。

这种制造方法在我国已被较多的厂家所采用，如胜利油田就是从国外引进了绕丝筛管生产线，满足了不同用户的需求。

在绕丝筛管出现之前，油井、水井的防砂滤网原多采用铜丝网、陶粒和环氧树脂胶砂管，由于材料的强度较差，所以使用时间短，易损坏，造成井下大量出砂，使机泵损坏，不得不停产维修，影响原油生产。

现在很多油田，如大庆、大港、胜利等，已采用了国产全焊式不锈钢筛管，使用情况表明，.国产筛管性能稳定，能够提高油、水井的利用率，保证油、水井的正常生产，降低原油的生产成本，最终提高了采收率，特别对油井早期防砂和稠油热力开采具有一定的优越性。

把绕丝筛管展平后，可制成筛板，现已广泛地用在采油厂污水处理系统的单阀滤罐中，代替了原来的过滤网。

由于这种筛板强度另外，大直径全焊式不锈钢筛管经切割展高、耐温，耐压、耐腐蚀、缝隙均匀，易于清理，所以保证了污水处理站的正常运行，为油田的生产发挥了良好的作用。

因此，对绕丝筛管缠绕机的设计和开发有很大的实在意义。

方案的比较：

方案一

根据设计的目的和要求，主轴的运动形式是转动，而工件的运动形式是边转动边移动。

主轴的转动靠齿轮带动来实现的。

工件的转动是通过夹具将工件夹紧与主轴同步转动，而工件的移动，通过尾座来带动工件移动，尾座通过滚珠丝杠螺母副与滚珠丝杠连接起来，同时在尾座上安装一个夹具将工件夹紧。

且在主轴上安装套筒，套筒为两层。

一层套筒通过花键与主轴连接，在二层套筒上开出一排齿条，通过齿轮与齿条啮合推动套筒向外移动，即工件的移动。

由于此装置设计要求的精度较高，而齿轮齿条的啮合根本就不能保证精度，故此方案不合适。

方案二：

主轴的结构：

在主轴外安装一个套筒，套筒与主轴采用花键连接，同时在双键与主轴连接处开出一米多长的键槽。

另外，齿轮安装在套筒上，这样齿轮带动套筒转动，即齿轮带动主轴转动。

丝杠与尾座通过螺母副连接，丝杠带动尾座前进，尾座通过工件推动主轴在套筒里滑动。

进给运动：

滑移齿轮2与3啮合，1与4不啮合，实现进给

尾座自由移动：

滑移齿轮4作用，1、2、3不作用，通过手轮转动实现尾座自由移动。

此方案出现的问题是当工件完全进入主轴箱时，主轴尾部要伸出主轴箱外很长一段，由于主轴很粗，质量很大，且没有支撑，很难保证主轴平稳移动，所以此方案不合适。

方案三：

主轴箱内主轴的结构与方案二中主轴的结构一样，只是在主轴尾部安装一个套筒，该套筒与箱壁连在一起同时在套筒最尾部放上支撑以支撑主轴。

此方案虽然可实现设计要求，但主轴的初始位置无法保证，故此方案不合适。

方案四：

此方案与方案三中主轴箱的结构相同，只是在主轴尾部用丝杠螺母副与下面的丝杠连接，目的是支撑主轴。

通过手轮实现主轴的回位。

此方案存在两个问题：

（一）。

当工件实现进给运动时，与尾座连的滚珠丝杠和支撑主轴的丝杠之间容易产生干扰，很难保证进度；

（二）主轴回位问题，虽然可通过手轮带动丝杠可以实现，但效率太低。

故此方案不合适。

方案五：

此方案中主轴结构与前面所述一至。

主轴箱后面的丝杠螺母副采用的是开合螺母，当工件实现进给时，开合螺母打开，这样两根丝杠之间就没有干扰了，同时还能支撑主轴。

主轴的回位有机动和手动两种。

手动时，开合螺母合上，通过转动手轮，可使主轴回位，另外还可微调主轴的初始位置。

机动时，将滑移齿轮移位，通过丝杠带动尾座连同工件与主轴一起回位。

尾座自由移动：

在滚珠丝杠的左端有一个离合器，断开离合器，通过手轮来调整尾座初始位置。

根据以上各个方案的比较，确定方案五为最佳方案

研究计划进度表:

1周～6周查资料;

7周～8周调研

9周～13周选定设计方案

14周～17周绘制图纸

参考文献

[1]成大先主编.机械设计图册.化学工业出版社,2000

[2]李洪主编.实用机床设计手册.沈阳:

辽宁科学技术出版社,1999

[3]叶瑞文编著.机床大件焊接结构设计.北京:

机械工业出版社,1986

[4]邱宣怀等编.机械设计.北京:

机械工业出版社,1985

[5]机床设计手册编写组编.机床设计手册.北京:

机械工业出版社,1987

[6]柯礼立编著.大中型机床的精化改造.北京:

机械工业出版社,1989

[7]吴宗泽主编.机械结构设计.北京:

机械工业出版社,1998

[8]蒋尊贤,李自治主编.机械设计手册.辽宁科学技术出版社,1992

[9]徐灏编著.机械设计手册第四卷.北京:

机械工业出版社,1991

[10]蔡春源编著.机械零件设计手册.冶金工业出版社,1994

[11]卜炎主编.中国机械设计大典.江西科学技术出版社,2002

[12]王洪兴,李木,刘秉忠.机械设计工程学.中国矿业大学出版社,1999

绕丝筛管缠绕机

摘要：

绕丝筛管缠绕机是一种应用很广泛的机械设备，这个设备生产出来的筛管是国际上近年来出现的一种新型产品，该产品由成形不锈钢丝经绕焊而成。

它具有结构简单、焊接强度高、缝隙均匀价格合理、流通面积大、耐磨、耐腐蚀、不受温度及压力影响、安全可靠、标准化程度高、寿命长、成本低等优点。

现在我国已能大量生产全焊式不锈钢筛管，并用于石油、化工、矿山、冶金、水利、电力、造纸、制药、饮食及环保等行业的分级筛选、脱水和油、气、水的过滤方面。

因此，对绕丝筛管缠绕机的设计开发是很有实际意义的.

关键词：

缠绕机筛管焊接

Windthesilksievetubetwiningmachine

Abstract：

Itisveryextensivemechanicalequipmentofakindofapplicationtowindthesilksievetubetwiningmachine,thesievetubethatthisequipmentproducesoutisakindofnew-typeproductappearinginrecentyearsintheworld,productthistakeshapestainlesssteelsilkpassboxing.Itisofsimplestructure,itishightoweldtheintensity,theevenpriceofchinkisrational,circulateareaheavy,wear-resisting,corrosion-resistant,freeoftemperatureandpressure,safeandreliable,standardizeddegreehigh,long-lived,costlowgradeadvantage.Ourcountrycanalreadyproducetheweldingtypesievetubeofstainlesssteelinalargeamountcompletelynow,andisusedinthepetroleum,chemicalindustry,mine,metallurgy,waterconservancy,electricity,papermaking,pharmacy,diet,environmentalprotectionhierarchicalscreening,dehydrateandoil,angry,filtrationofinkoftrade.Sotowindsilksievetubedesignofpersonwhotwineitdevelopstobetothereisaactualmeaningverymuch.

Keywords：

TwiningmachineSievetubeWelding

前言………………………………………………………………………………….1

第一章绕丝筛管缠绕机的有关理论及工作原理………………………2

第二章方案的选择………………………………………………………………6

第三章箱体的设计……………………………………………………………11

第四章电动机的选择…………………………………………………………14

4.1步进电动机及其发展…………………………………………………….14

4.2步进电动机的特点……………………………………………………….14

4.3步进电动机的主要参数………………………………………………….15

4.4步进电动机的分类……………………………………………………….16

第五章焊接方式的选择………………………………………………………18

5.1焊接的概述………………………………………………………………...18

5.2焊接的方法………………………………………………………………...18

第六章各传动轴的估算和验算…………………………………………....20

第七章按弯曲刚度校核轴的直径………………………………………....23

第八章齿轮的校核…………………………………………………………....27

第九章经济性分析…………………………………………………………36

第十章后续…………………………………………………………….....37

致谢……………………………………………………………………………….38

参考文献…………………………………………………………………………..39

引言

绕丝筛管缠绕机是一种新面世的用于生产绕丝筛管的机械产品，目前国内筛管生产厂家所使用的绕丝筛管缠绕机大部分是依靠国外进口的。

虽然有的厂家与某个科研单位共同研制了这种机械设备，但生产出来的产品精度很难达到用户的要求。

在石油的钻采作业中，筛管是一种重要的器材，常用于先期完井或采油防砂。

目前，使用较多的筛管是绕丝筛管。

这种筛管的制造方法是:

在均匀分布于圆周的筛杆上或开孔的金属衬管上，缠绕某种截面的钢丝并焊牢，留出一定的缝隙作为筛孔。

这种制造方法在我国已被较多的厂家所采用，如胜利油田就是从国外引进了绕丝筛管生产线，满足了不同用户的需求。

经有关部门测试，国产全焊式不锈钢筛管的开口率、缝隙均匀度及外表面光洁度接近美国贝克尔公司的同类产品，绕丝与筋条焊点抗拉强度500N/mm，规格为60的筛管，整管拉断力可达320kN。

在绕丝筛管出现之前，油井、水井的防砂滤网原多采用铜丝网、陶粒和环氧树脂胶砂管，由于材料的强度较差，所以使用时间短，易损坏，造成井下大量出砂，使机泵损坏，不得不停产维修，影响原油生产。

现在很多油田，如大庆、大港、胜利等，已采用了国产全焊式不锈钢筛管，使用情况表明，.国产筛管性能稳定，能够提高油、水井的利用率，保证油、水井的正常生产，降低原油的生产成本，最终提高了采收率，特别对油井早期防砂和油热力开采具有一定的优越性。

把绕丝筛管展平后，可制成筛板，现已广泛地用在采油厂污水处理系统的单阀滤罐中，代替了原来的过滤网。

由于这种筛板强度另外，大直径全焊式不锈钢筛管经切割展高、耐温，耐压、耐腐蚀、