双槽钢管移钢机设计.doc

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内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）

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内蒙古科技大学

本科生毕业设计说明书（毕业论文）

题目：

双槽钢管移钢机设计

学生姓名：

*****

学号：

*****

专业：

机械设计制造及其自动化

班级：

*******

指导教师：

****

摘要

双槽钢管移钢机的设计整体结构式由电动机，减速器，联轴器，链传动机构组成。

由于双槽钢管移钢机机组是由6组移钢机构组成，为实现同步运转并且能够运动平稳，采用的是整体驱动方式。

三级减速器具有结构复杂的特点，由于本设计的传动比较大，故用三级减速器方可实现。

移钢机机架比较复杂，架内的传动部件是靠链传动，这需要选则大小适合的链轮和链条，对链条进行校核，并且还需要对移钢机机架内主传动轴进行设计和校核。

关键词：

双槽钢管移钢机，链传动机构，三级减速器

Abstract

DualSlotmachinedesignshifttheocerallstructureofsteelbythemotor,reducer,coupling,chaindriveinstituions.

Thedoublecelltransfersteelmachineunitismovedbythe6groupsofsteelbodies,inordertoachievesynchronousoperationandcansmoothmotion,drivenbytheoveralldrive.

Threecharacteristicsofgearwithacomplexstructure,duetothedesignofthetransmissionofrelativelylarge,itisonlyachievedwiththethirdgear.

Steelmachineframeshiftismorecomplex,withintheframeworkreliesonchaindrivetransmissionparts,whichneedtoselecttheappropriatesizesprocketsandchain,checkonthechains,andalsoneedtomovetolivewithintheshaftsteelmachineframedesignandchecking.

Keywords:

dualslotshiftingsteelmachine,chaintransmission,threereducer

II

目录

摘要 I

Abstract II

目录 III

1绪论 1

1.1中国无缝钢管的发展概况 1

1.2无缝钢管发展的前景 1

1.3中国无缝钢管生产布局 2

1.4无缝钢管生产方法与简单介绍 2

1.5无缝钢管生产工艺流程介绍 4

1.6无缝钢管生产设备 4

1.7无缝钢管种类 5

1.8、无缝钢管材质钢号的表述方法 9

1.8.1无缝钢管材质钢号表示方法概述 9

1.8.2无缝钢管材质钢号表示方法的分类说明 9

2方案设计 12

2.1移钢机设计方案 12

2.2选择移钢机传动方案 12

3设计计算部分 14

3.1移钢机设计的主要参数 14

3.2电动机的选择 14

3.2.1电动机的选用原则 14

3.2.2电动机的选择 14

3.2.3电动机的监视和维护 17

3.3减速器的选择 17

3.3.1选用减速器的公称输入功率 17

3.3.2减速器的简介 18

3.3.3校核热功率 19

3.3.4减速器的维护检查 19

3.3.6减速器的发展趋势 20

3.4联轴器的选择 20

3.4.1联轴器的简介 20

3.4.2联轴器的选择 22

3.4.3联轴器的校核 22

3.5链传动的设计计算 22

3.5.1链传动的简介 22

3.5.2小链轮齿数的选定 23

3.5.3计算当量的双排链的计算功率 23

3.5.4确定链条型号和节距p 24

3.5.5计算链节数和中心距 24

3.5.6计算链速v,确定润滑方式 25

3.5.7计算链条传动作用在轴上的压轴力FP 25

3.5.8链传动的安装与保养 26

3.5.9链传动机构装配注意事项 27

3.5.10链传动的特点与应用 27

3.6轴的设计 27

3.6.1提高轴的强度的措施 27

3.6.2设计轴时注意的事项 28

3.6.3传动轴材料的选取 28

3.6.4轴最小轴径的估算 28

3.6.5各轴段直径和长度的确定 29

3.6.7键的选择 34

3.6.8键的校核 34

3.7轴承的选择计算 35

3.7.1滚动轴承的简介 35

3.7.2滚动轴承的选择 35

3.7.3滚动轴承的选择 36

3.7.4滚动轴承的工作特点 37

3.7.5滚动轴承寿命计算 38

3.7.6滚动轴承的润滑 38

参考文献 40

致谢 41

V

1绪论

1.1中国无缝钢管的发展概况

在新中国成立时，我国不能生产无缝钢管。

1953年10月27日，鞍钢无缝钢管厂成功轧出我国第一根无缝钢管，从此结束我国不能生产无缝钢管的历史。

以后产量逐年增长，2004年，全国无缝钢管产量达到908万吨，其中不锈无缝钢管为20万吨，成为世界无缝钢管生产大国。

自2003年开始，我国已由净进口国变为净出口国。

2003年，无缝钢管进口量为47万吨，出口量为56万吨；2004年，进口量为69万吨，出口量为75万吨，取得了长足进展。

现在我国无缝钢管技术装备种类、规格齐全。

具体来看，热轧无缝钢管装备：

自1953年建成投产Ф140mm自动轧管机组以来，陆续开发、研制、设计、制造、建成投产一大批小型（Ф50mm-Ф100mm）穿孔机和自动、三辊、连轧、圆盘等轧管机组，并先后引进一批顶管、大型自动、扩管、三辊轧管机组，后期又引起一批先进的三辊、精密和连轧机组，现有（含在建）的热轧成品无缝钢管机组约9大类38套，即连轧管、自动轧管、周期轧管、热扩管、精密轧管、圆盘轧管、三辊轧管、顶管、挤压管和行星轧管机组，产品外Ф21.3mm-Ф1100mm，设计能力504-514万吨。

应该说，目前我国是世界热轧管机组的种类和规格最齐，是世界热轧无缝钢管最新、最先进机组的总汇，是世界最新装备、机组的实验地。

1.2无缝钢管发展的前景

在无缝钢管技术装备及生产发展前景方面,目前我国还不是世界的无缝钢管生产强国，现在国产的优质、低耗、高附加值无缝钢管的品种还很少，不能满足国内市场的需求。

如高强度、特殊密封扣、耐低温、耐腐蚀（硫化氢、一氧化碳等）、抗压溃等特殊油井管的缺口较大，致使油井管现在每年还需进口30万吨。

此外，无缝钢管的品种、质量、消耗等方面，还难以超过设计水平。

与国外先进水平相比，还存在一定的差距，尤其是在质量、使用寿命、价格比等方面，还很难具备竞争力。

在机组装备上，也需进一步提升，比如冷轧管的设备，距离世界先进水平尚有相当的差距。

在国外已采用高速、超长行程轧制和双回转双送进，轧制过程不停机连续上料和连续轧制以及采用电脑控制，实现自动化操作。

1.3中国无缝钢管生产布局

我国现有的无缝钢管生产布局不均衡，且较为分散，集中度差。

从全国六大地区来看，西北地区的无缝钢管产量极低，仅年产6万吨；迄今为止，宁夏、甘肃、新疆、海南、香港、澳门和台湾省、自治区、特区没有无缝钢管厂。

在全国26个有生产厂的省、市中，其产量的差异也很大，年产20万吨以上的有10个省、市；年产50万吨以上的只有天津、上海、内蒙、江苏、山东、四川6个省、市；在这6个省市中，产量最大的为江苏，2003年的产量为95万吨；产量最大的企业为天津钢管公司，2003年的产量达到80.1万吨；年产50万吨以上的企业也只有天管、宝钢、包钢、成都等4家，可见其分散程度。

1.4无缝钢管生产方法与简单介绍

无缝管的生产方法很多。

无缝钢管根据交货要求，可用热轧（约占80～90％）或冷轧、冷拔（约占10～20％）方法生产。

热轧管用的坯料有圆形、方形或多边形的锭、轧坯或连铸管坯，管坯质量对管材质量有直接的影响。

热轧管有三个基本工序：

①在穿孔机上将锭或坯穿成空心厚壁毛管；②在延伸机上将毛管轧薄，延伸成为接近成壁厚的荒管；③在精轧机上轧制成所要求的成品管。

轧管机组系列以生产钢管的最大外径来表示。

（1）自动轧管生产生产无缝钢管的方式之一。

生产设备由穿孔机、自动轧管机、均整机、定径机和减径机等组成。

（2）　连续轧管生产生产设备由穿孔机、连续轧管机、张力减径机组成。

圆坯穿成毛管后插入芯棒，通过7～9架轧辊轴线互呈90°配置的二辊式轧机连轧。

轧后抽芯棒，经再加热后进行张力减径,可轧成长达165m的钢管。

140mm连续轧管机组年产40～60万吨，为自动轧管机组的2～4倍。

这种机组的特点是适于生产外径168mm以下钢管,设备投资大,装机容量大,芯棒长达30m,加工制造复杂。

70年代后期出现的限动芯棒连续轧管机（MPM）,轧制时外力强制芯棒以小于钢管速度运动，可改善金属流动条件，用短芯棒轧制长管和大口径钢管

（3）周期轧管生产以多边形和圆形钢锭或连铸坯作原料，加热后经水压穿孔成杯形毛坯，再经二辊斜轧延伸机轧成毛管,然后在带有变直径孔槽的周期轧管机上,轧辊转一圈轧出一段钢管。

周期轧管机又称皮尔格尔（Pilger）轧管机。

周期轧管生产是用钢锭作原料，宜于轧制大直径的厚壁钢管和变断面管。

（4）三辊轧管生产主要用于生产尺寸精度高的厚壁管。

这种方法生产的管材，壁厚精度达到±5％，比用其他方法生产的管材精度高一倍左右。

工艺流程见图4。

60年代由于新型三辊斜轧机（称Transval轧机）的发明，这种方法得到迅速发展。

新轧机特点是轧到尾部时迅速转动入口回转机架来改变辗轧角，从而防止尾部产生三角形，使生产品种的外径与壁厚之比，从12扩大到35，不仅可生产薄壁管，还提高了生产能力。

1.5无缝钢管生产工艺流程介绍

无缝钢管生产方法见1

热轧，简单的来说就是所轧制的轧件的温度越高，随之变形的抗力变小，这样就能实现大的变形量。

以轧制钢板为例，一般的铸坯的厚度为230mm左右，但经过粗轧与精轧，最终的厚度就变为1-20mm。

与此同时，由于钢板的宽厚比较小，尺寸的精度要求的相对较低，不容易出现板形的问题，以控制凸度为主。

一般对于组织有要求的，一般通过控轧控冷来实现的，即控制精轧的开轧温度和终轧温度。

1.6无缝钢管生产设备

穿孔机常用的二辊斜轧穿孔过程见图。

圆管坯穿轧成空心的厚壁管（毛管），两个轧辊的轴线与轧制线构成一个倾斜角。

近年来倾斜角已由6°～12°增至13°～17°,使穿孔速度加快。

生产直径250mm以上钢管，采用二次穿孔,以减少毛管的壁厚。

带主动旋转导盘穿孔、带后推力穿孔、轴向出料和循环顶焊等新工艺也取得一定的发展,从而强化了穿孔过程,改进了毛管质量。

自动轧管机把厚壁毛管轧成薄壁荒管。

一般经2～3道次，轧制到成品壁厚,总延伸率约为1.8～2.2。

70年代以来，用单孔槽轧辊、双机架串列轧机、双槽跟踪轧制和球形顶头等技术，都提高了生产效率，实现了轧管机械化。

　　均整机结构与穿孔机相似。

均整的目的在于消除内外表面缺陷和荒管的椭圆度，减少横向壁厚不均匀。

近年采用三辊均整