钢管穿孔机主传动设计.docx

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1、钢管穿孔机主传动设计本次设计是热轧无缝钢管的穿孔机部分的主传动，并且在设计过程中介绍了穿孔机的各个部分的组成设备以及各个设备的功用，设计过程不仅是一个计算的过程，也是对穿孔机主传动部分的进一步的了解以及能对其某些部分提出一些改进。该设计说明书对穿孔机的发展情况也作了一定的介绍，通过对包钢。180mm自动轧管机组的了解，对穿孔机传动部分进行设计计算以及说明。设计说明书配以各部分的图纸，说明书中的名词术语，各种计量单位及其符号均是按国家标准书写。关键词：热轧无缝钢管；穿孔机；主传动；a80mm自动轧管机组The design of transmission of tube piercing mil

2、lAbstractThis design is the main transmission of piercing mill part from Hot-rolled seamless stelltube composed the piercing milPs equipment of each part and functions of each equipmenthave introduced in the process of design. The process of design is not only the calculateprocess, but also the furt

3、her understand for the main transmission of piercing mill and risesome process for some part of it.The design instruction also introduced the development of piercing milL Design calculateand instruct the main transmission of piercing mill through the understand of 0180nlm plugpipe plant from Baogang

4、 company.The design instruction matched with instruction of each part , terms ininstruction book measure and symols all written followed as country standard.Key words: Hot-rolled seamless steel tube; piercing mill; main transmission; （/） 80 mmplug pipe plant摘要IAbstractII第一章概述11.1 穿孔机组的产生及其发展11.2 穿孔区

5、的工艺流程21.3 穿孔区的主要设备及其功能41.3.1 环形炉到穿孔机的设备及功能41.3.2 穿孔机的设备及功能5第二章简要介绍无缝钢管的生产流程10第三章传动部分的设计计算及其参数选择123. 1传动方案的选择123.2 斜轧穿孔过程咬入条件的计算133.2.1 确定轧辐的空间位置143.2.2 速度分解图163.2.3 第一次咬入条件193.2.4 第二次咬入条件223.2.5 改善咬入条件的措施253.3 菌式穿孔机的变形过程253.4 工艺参数的计算263.4.1 轧辐与轧件的接触面积及轧辐轧制力的计算273.4.2 轧辐轧制力的位置及轧制力矩33第四章 电动机和减速器的选用374

6、. 1电动机的选择用374.2减速器的选择用38第五章轴的设计及其校核395. 1选择轴的材料395.2 初步估算轴径395.3 轴的强度校核40第六章联轴器的选用446.1 电机与减速机之间联轴器的选用446.2 减速器与主传动周之间联轴器的选用44第七章轧辐457.1 材料选择457.2 强度校核45第八章穿孔机工艺及质量事故原因分析478.1 穿孔机工艺事故原因分析478.2 穿孔机质量检查及分析498.2.1 毛管的几何尺寸498.2.2 毛管内外表面质量50参考文献53附录54致谢55第一章概述1.1 穿孔机组的产生及其发展1884年发明用两辐斜轧穿孔法生产无缝钢管，1892年发明用

7、冲孔法生产毛管，近来又发明了用推轧穿孔法来生产毛管，但至今斜轧穿孔法在无缝钢管中仍占有最大的比重。早在1884年德国曼内斯曼两兄弟在在锻造圆断面钢料实践活动中，常发现在圆形钢料中心出现破裂，形成不规则的内孔，即现在通称的孔腔，通过这一重要现象的发现，为用斜轧法生产无缝钢管奠定了基础。在1886年正式试验时，实验未能成功而使生产的钢管不能应用而成为废料，后来在不断的实践和摸索中，采用了加顶头的斜轧穿孔，从而获得了薄壁的毛管。如今，穿孔的方法有了许多种，如推轧穿孔，压力穿孔，斜轧穿孔等，而斜轧穿孔又分为菌式穿孔，盘式穿孔，曼式穿孔等机型。较长时间以来，曼式穿孔机一直获得了最广泛的应用，但是，随着对

8、曼式穿孔机的认识不断深入，为克服曼式穿孔机存在着曼内斯曼效应，改善毛管质量，人们通过不断的研究总结发明了大导盘（盘式）穿孔机和锥形棍（菌式）穿孔机并且已经在实践中投入使用。盘式穿孔机把原来水平并列布置得穿孔机轧辐改为上下垂直布置，同时用一对水平放置的大导盘代替导板，导盘由液压马达驱动，这样对管坯施加一个前进力，也同样可以减少顶头前形成孔腔，改善毛管质量等。而菌式穿孔机轧辐呈锥形，锥形辐的直径沿穿孔变形区逐渐增大，从而有利于变形区中轧辐与轧件的速度能较好的匹配，减少变形区中金属的堆积，促进延伸，提高穿孔率和可穿性；同时减少扭转变形和横向剪切变形，从而减少内外表面缺陷发生的机率。所以，这两种穿孔机

9、被普遍的应用到了实践当中。1758年瑞士人AHCh加处提出了连轧管工艺芯棒限动的设想，经过计算，实验并且获得了专利。限动芯棒连轧管机的工艺特点是在轧制时控制控制芯棒的运行速度，在整个轧制过程中，芯棒以低于第一架轧机出口速度的恒定速度前进。由于芯棒速度限动,恒定，从而缩短了芯棒工作段长度，可以生产大，中口径无缝钢管，并由于工艺条件稳定，避免了浮动芯棒轧制时出现的轧件头尾壁厚布均匀，由于脱棒比较容易，可采用圆孔型，减少了横向金属流动，提高了壁厚尺寸精度。为了适应八十年代后期世界无缝钢管市场需求的变化，意大利/MVSE公司又开发了限动芯棒连轧管机组第四代轧机：机组，该机组也叫做少机架限动芯棒连轧管机

10、组，它保留了传统的轧机组有点，还具有产量适中，节省占地面积和投资的特点,可较经济的生产各种规格且品种比较优质的无缝钢管。1.2 穿孔区的工艺流程穿孔机是生产无缝钢管的重要的一个环节，穿孔区的工艺流程如图M所示图1-1图1-1中1环形炉2装料机3出料机 4运输链 5剔除架台6辐道7穿孔机8穿孔机后台1# 9顶杆上线台架10穿孔机后台2# 11顶杆下线台架12抗氧化站13运输链 14剔除架台 15穿孔机前台16推料机简述穿孔区的工艺流程为：由环形环形炉加热到1280摄氏度的管坯经出料机夹出,并且放在出料台架上，通过横移推料装置和拔料器送到链式移送机，由翻料钩将管坯送到辐道上，在辐道的端部，管坯由挡

11、板定位。当轧机出现故障影响正常轧制时，须将管坯剔除到台架上。正常轧制时 经拔料器拔到缓冲接料器进入穿孔机前台的受料槽，由推料机推动管坯经入口导管送入穿孔机的孔型（轧辐，导板，顶头构成）进行穿孔。后台1#设有七架定心辐（包括机内定心辐）和六组升降辐道，最末一组是惰辐，其余都为传动辐，而且第二组是夹送辐，用于紧急情况下抽出毛管。定心辐先用来保证顶杆中心线与轧制中心线一致，在随后的轧制过程中为毛管导向（除机内定心辐外）。后台2#设有顶杆小车以及小车的锁紧机构，顶杆的预旋转机构和两组升降辐道（惰辐）。依靠锁紧机构把小车锁紧进行轧制，轧制结束后将顶杆从毛管中抽出。顶杆的预旋转机构在管坯进入入口导管时，开

12、始预旋转，当轧机咬钢后，停止旋转，减少管坯的旋转力矩，自动对中管坯的中心，提高毛管的质量。当毛管前端伸出穿孔机到达第二架定心辐前时，第二架定心辐打开（小打开），到达第三架定心辐前时，第三架定心辐打开，依次类推。当轧制结束，升降短道升起到达支持毛管位置，小车带动顶杆快速返回并且在升降短道的帮助下，依靠挡叉使毛管脱离顶杆。此时，定心辐上辐大打开，由回转臂运输毛管到达抗氧化站。从毛管中脱出的顶头和顶杆进行在线人工检查，如果发现顶头和顶杆有缺陷，应剔除到下料台架，同时，从上料台架上线一根带有顶头的顶杆。而顶头和顶杆正常的情况下进行下一根管坯的轧制。到达抗氧化站的毛管首先进行吹氮气，清除管内的氧化铁皮，

13、随后喷吹硼砂（以氮气作载体）去除管内的氧化物，并且减少氧化物的形成，以及对下一步工序轧制起到润滑作用。然后，通过运输链毛管到达下一轧制阶段的预穿线。1.3 穿孔区的主要设备及其功能1.3.1 环形炉到穿孔机的设备及功能.1、横移推料装置由液压缸驱动，电磁阀OS3P控制，用于横向推动放在台架上的管坯，并且拔正，然后靠在链式运输机的拔料器上。2、拔料装置由液压缸驱动，比例阀OS3P控制，实现快慢速度向前和向后运动，用于将管坯翻至链式移送机的入口处鞍座上。3、链式移送机由一台电机驱动，通过链子上的两个鞍座将管坯运输到翻料钩。如图1-2所示其中 主电机的功率1机KW,转速1000PRM,减速比彳=25

14、/1,=74/12,链式直=0Z10/V2图1-24、 .翻料钩由液压缸驱动，电磁阀OS3P控制，用于将管坯从链式移送机出口翻到辐道上。5、 .辐道由电机驱动，从链式移送机的出口运输管坯到穿孔机入口侧。6、 .挡板是用于管坯的定位的。7、,剔除台架用于后部工序出现故障时，剔除管坯。1. 3. 2穿孔机的设备及功能穿孔机由主传动，工作机座，前台和后台四部分组成。1、 .主传动装置主传动装置包括电机，齿轮联轴节，减速齿轮机座，主轴联杆装置，主轴支持装置摆动装置。其中主传动装置的作用是由电机带动减速机，经主轴联杆装置带动轧辐同方向转动，电机为两两串联装配，带动每个主轴联杆，每台电机的功率是1700K

15、W,转速0500/1007加；齿轮联轴节用来将电机传来的扭转力矩传给减速机。减速机是由一个主动小齿轮和一个被动大齿轮啮合组成，其作用是将齿轮联轴节传来的扭矩经减速增大后传给主轴联杆，减速比为6.6： 1,联杆的作用是是将减速机传来的扭转力矩传给工作辐；主轴支持装置由液压缸驱动，驱动阀OS-3尸控制，用于支持主轴联杆；摆动装置由液压缸驱动，电磁阀OS-3P控制，用于换辐时，主轴联杆和轧辐轴承箱的接手分离和啮合。2、 .前台，穿孔机前台的主要作用是接受从环形炉来的管坯，使其顺利进入穿孔机，同时在紧急事故下剔除轧件。前台由缓冲装置，推料机，受料槽，入口导板，剔除台架组成，其中，缓冲装置是由两个液压缸驱动的杠杆系统构成，每个液压缸带动带两个瓜，用于管坯平稳的翻到受料槽或者用于紧急事故下轧件的剔出。根据管坯的长度来选择1#2#液压缸的动作（1#液压缸靠近机架），当管坯长14001800刃加时