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螺旋焊管

更新時間??2021-06-06 09:29 閱讀

目前,我國的能源消費結構正在發生改變,石油和天然氣在我國的能源消費結構中呈上升趨勢。這兩種能源由于分布不均,需要長途運輸,而油氣長途運輸主要采用管道輸送。

油氣管道多使用螺旋焊管,并在化工、電力、熱力、給排水、蒸汽供熱、水電站用壓力鋼管、火力發電、水源等長距離輸送管線及打樁、疏浚、橋梁、鋼結構等工程領域也廣泛使用。銑邊機是螺旋焊管生產過程中對帶鋼邊緣加工的設備,用于對帶鋼的兩側切削加工出能滿足焊接工藝的坡口形狀。

銑邊機切削后的坡口形狀一致性好,角度準確,光潔度高,利于成型、焊接,對于厚度大的帶鋼可以加工出X型坡口,是理想的焊接坡口加工設備。加工后的帶鋼寬度誤差小,單邊切削量少,能有效降低帶鋼消耗,節約生產成本,為廠家增加經濟效益。

因此,開展銑邊機研究對螺旋焊管行業有著非常重要的價值和意義。本文主要對螺旋焊管生產設備用銑邊機進行結構設計和仿真、優化。論文主要工作包括:首先,從銑邊機對螺旋焊管生產的重要意義出發,分析國內外關于銑邊機的研究現狀,設計了銑邊機的整體方案,分析了主要部件的結構組成及工作原理;對主要零部件進行了設計計算和強度校核;同時,對動力裝置、寬度調整螺桿、底座等主要零部件進行了有限元分析,驗證了最大變形量和最大等效應力均滿足強度和剛度要求。

其次,通過對動力裝置和底座進行模態分析,發現設備的固有頻率遠離電機(振源)的工作頻率,不易引發共振,且模態主要集中在230Hz以內,模態振型表現為電機和箱體連接處的彎曲變形。根據模態振型,提出了將動力裝置中電機和箱體結合處的剛度適當加強的結構改進措施。再次,對底座、動力裝置箱體進行了拓撲優化設計,對底座斜撐板、面板、立板、箱體上頂板、下底板、兩側立板的尺寸優化減薄,并對優化后的結果檢驗校核,均滿足強度、剛度要求。

最后,針對現場使用出現的問題,提出了可行的結構改進方案。論文設計了螺旋焊管機組銑邊機的主機結構,采用經典校核方法和有限元法進行強度校核,采用拓撲優化進行優化設計,采用有限元法研究系統的動力學性能,考慮了電機回轉振動對系統可能的影響,對動力裝置進行了模態分析,所設計的螺旋焊管機組銑邊機能夠滿足工程實際需求,且設計方法對類似機械的設計具有一定的參考意義。

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