φ40自动打头机设计（输送机构设计）
本论文中主要针对φ40自动打头机设计（输送机构设计）的基本工作要求，对需要打头的钢管（直径40㎜，内径最大30㎜，长2.3m，打头深度170㎜），进行机械装置的设计使打头一次成型，其中包括输送装置的设计和退料翻转机构的设计等，本装置采用链式输送机和丝杠传动相结合，控制输送使得待打头的钢管获得较为准确的距离，利用气动装置控制压轮的上下移动，挡板的左右移动以及退料装置的工作。配合控制部分的设计要求，预留好传感和检测装置的安装位置。本装置符合加工工艺的要求，使钢管在冷拔前的打头自动完成，大大的提高了工作效率并且减少了人工打头的辛苦。
目录
1.绪论 1
1.1 无缝钢管的生产加工工艺流程 1
1.2 自动打头机的意义 1
1.3 输送机构的发展趋势 1
2.总体传动方案的选择 2
2.1设计要求 2
2.2 总体传动方案的确定 2
2.2.1 方案一 2
2.2.2 方案二 4
2.2.3 方案的选择 4
3.传动系统的设计概述 5
3.1 传动系统的主要设计参数 5
3.2 传动系统的设计简述 5
4.输送机构的参数设计 6
4.1 输送机构电动机的选择 6
4.1.1 电动机的选用原则 6
4.1.2 工作机所需输入功率计算 6
4.1.3 电动机的输出功率 6
4.1.4 普通电动机的选择 7
4.1.5 步进电机的选择 8
4.2 减速器的选型 9
4.2.1 减速器的简介 9
4.2.2 传动比的确定 10
4.2.3 减速器的选型 10
4.2.4 减速器的润滑与密封 11
4.3 联轴器的选择 12
4.3.1 联轴器的简介 12
4.3.2 联轴器的转矩计算 12
4.4 链传动的设计 13
4.4.1 链传动的参数选择 13
4.4.2 链传动的张紧 14
4.5 链传动中轴的设计与校核 15<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
br /> 4.5.1 轴的设计内容 15
4.5.2 轴径的确定 15
4.5.3 轴的扭转强度校核 16
4.6 键的选择与校核 17
4.7 轴承的选型与校核 18
4.8 丝杠传动的设计 18
4.8.1 丝杠传动的概述 18
4.8.2 丝杠传动形式的选择 19
4.8.3 设计参数 19
5.气动装置的设计 20
5.1 气动控制的原理 20
5.2气动控制挡板的系统图 21
5.3 气动控制夹持装置的系统图 22
5.4 气动控制退料的系统图 23
6.整体机架的设计 24
6.1 上下微调设计的方案 26
6.1.1 方案一 26
6.1.2 方案二 27
6.2 上下微调装置设计方案的确定 28
参考文献 29
致谢 30
1.绪论
1.1 无缝钢管的生产加工工艺流程
无缝钢管的主要生产流程包括了管坯以及坯的加热，管坯的穿孔，钢管的打头，钢管的冷拔，钢管的轧制，钢管的定径与减径，钢管的冷却和调整。
钢管的打头又可以叫做捏头，钢管的打头是将无缝钢管酸洗皂化后进入冷拔前的工序，是用在固定于冷拔机上进行拔管的。
1.2 自动打头机的意义
本课题的研究是源于企业在发展过程中进行φ40机组的投资项目，在φ40机组项目中有一套设备是φ40打头机的应用，φ40打头机本是人工控制打头的，现在在进行投资过程中，设想设计一套自动液压打头机，主要是让打头过程实现自动打头，减少人工的辛苦程度。
自动打头机的出现不仅可以代替人工打头的辛苦，而且大大减少了人工打头所带来的企业的多余支出，如果引进一台自动打头机，不仅符合先进生产力的发展需求，而且使得企业在实现机械自动化的领域获得了一定的科技产品的储备，无论是对于企业的过去还是企业的将来，都将会是一个重要的转折。自动打头机的出现，毫无疑问地加快了企业进步的步伐。
1.3 输送机构的发展趋势
输送机构有很多种，主要的形式有链传动形式，带传动形式，刮板形式以及小车式。我们在生产实践中，选用哪种输送机构，不仅要根据输送的物料做决定，还要结合生产坏境，温度，考虑到使用该种输送机构会出现的不利于生产实践的可能来做决定。例如，钢管输送机采用皮带传动可能由于温度过高导致皮带烧坏。
将来的输送机将会做的越来越大，不仅在很多种场合可以使用，而且输送的能力（其中包括输送载荷和输送角度）也会变大，但是这样可能会使输送机的整个长度加大包括大输送能力。在输送物料的基础上，尽量降低能源消耗，减少环境污染，不仅如此，还可以实现各种智能化，包括自动分拣等。在一些特定场合常用的输送机可以设计统一化，规范化，方便售后。国内的输送机构的发展还要参考国外的先进技术，结合我们的社会生产实践的需要，在这基础上改良，完善。
2.总体传动方案的选择
2.1设计要求
φ40mm的钢管，内径为30mm，长2.3m，ρ=7800kg/m 3,打头部分长度170mm。要求输送机表面能平稳放置钢管避免因其在输送表面出现滑动而得不到对心位置，为确保输送机能输送多种型号的钢管（φ40上下偏差不大），输送机要实现上下微调，要求输送机将钢管送进打头机位置为170mm，在打头结束后要求横向退料到冷床上。
2.2 总体传动方案的确定
基本传动方式种类很多，包括带传动，链传动，齿轮传动等，带传动结构简单，成本低，传动效率低但过载时可以打滑以保护电机;链式传动结构具有相对稳定的传动比，能够在运行的速度比较低，负载相对较大，工作时的温度相对较高以及工作时的条件相对恶劣的情况下工作；齿轮传动可以保证一个恒定的瞬时传动比，可靠，传动效率高，但齿轮的制造和安装要求比较高。
本次课题的来源是本地盈丰钢管公司在生产实践中遇到的待解决的问题，结合我们去实地工厂参观考察，考虑到自动打头机将要工作的环境（高温，尘土飞扬）以及生产实际，我本次课题选用链式传动。考虑到钢管要传送一定的距离（170mm），将普通机床的工作原理运用到这次设计当中初步考虑在链传动尾端连接一个丝杠传动确保传送距离。
根据链传动的要求和传动的实际情况将链条和链轮的工作方法得到以下两个方案：分别为方案一和方案二。
2.2.1 方案一
图1 方案一
如图1，链传动的链条连接如图所示，动力源在最上面的工作轴，动力带动工作轴转动，工作轴带动辊筒转，链条也跟着转动，下面的链轮被带动，辊筒依次转动，使得置于上面的钢管往前传动。
方案的优缺点：这种方案传动的时候时一根链条在工作，安装起来比较方便，并列的辊筒都是一样的，购置起来比较方便，但是这种方案不仅要设置张紧轮，还要定期检查链条的磨损程度，需要及时清理链传动里面的杂质灰尘防止传动的摩擦损耗影响传送速度和效率。更至关重要的移一点是，传动的所有工作几乎集中在这一根链条上，如果在工作中，链条某处损坏了，所有的辊筒都不能转动了，不仅仅影响了工作的效率，而且这种风险集中在某处的设计本身就是不合理的。
目录
1.绪论 1
1.1 无缝钢管的生产加工工艺流程 1
1.2 自动打头机的意义 1
1.3 输送机构的发展趋势 1
2.总体传动方案的选择 2
2.1设计要求 2
2.2 总体传动方案的确定 2
2.2.1 方案一 2
2.2.2 方案二 4
2.2.3 方案的选择 4
3.传动系统的设计概述 5
3.1 传动系统的主要设计参数 5
3.2 传动系统的设计简述 5
4.输送机构的参数设计 6
4.1 输送机构电动机的选择 6
4.1.1 电动机的选用原则 6
4.1.2 工作机所需输入功率计算 6
4.1.3 电动机的输出功率 6
4.1.4 普通电动机的选择 7
4.1.5 步进电机的选择 8
4.2 减速器的选型 9
4.2.1 减速器的简介 9
4.2.2 传动比的确定 10
4.2.3 减速器的选型 10
4.2.4 减速器的润滑与密封 11
4.3 联轴器的选择 12
4.3.1 联轴器的简介 12
4.3.2 联轴器的转矩计算 12
4.4 链传动的设计 13
4.4.1 链传动的参数选择 13
4.4.2 链传动的张紧 14
4.5 链传动中轴的设计与校核 15<
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: ^351916072*
br /> 4.5.1 轴的设计内容 15
4.5.2 轴径的确定 15
4.5.3 轴的扭转强度校核 16
4.6 键的选择与校核 17
4.7 轴承的选型与校核 18
4.8 丝杠传动的设计 18
4.8.1 丝杠传动的概述 18
4.8.2 丝杠传动形式的选择 19
4.8.3 设计参数 19
5.气动装置的设计 20
5.1 气动控制的原理 20
5.2气动控制挡板的系统图 21
5.3 气动控制夹持装置的系统图 22
5.4 气动控制退料的系统图 23
6.整体机架的设计 24
6.1 上下微调设计的方案 26
6.1.1 方案一 26
6.1.2 方案二 27
6.2 上下微调装置设计方案的确定 28
参考文献 29
致谢 30
1.绪论
1.1 无缝钢管的生产加工工艺流程
无缝钢管的主要生产流程包括了管坯以及坯的加热，管坯的穿孔，钢管的打头，钢管的冷拔，钢管的轧制，钢管的定径与减径，钢管的冷却和调整。
钢管的打头又可以叫做捏头，钢管的打头是将无缝钢管酸洗皂化后进入冷拔前的工序，是用在固定于冷拔机上进行拔管的。
1.2 自动打头机的意义
本课题的研究是源于企业在发展过程中进行φ40机组的投资项目，在φ40机组项目中有一套设备是φ40打头机的应用，φ40打头机本是人工控制打头的，现在在进行投资过程中，设想设计一套自动液压打头机，主要是让打头过程实现自动打头，减少人工的辛苦程度。
自动打头机的出现不仅可以代替人工打头的辛苦，而且大大减少了人工打头所带来的企业的多余支出，如果引进一台自动打头机，不仅符合先进生产力的发展需求，而且使得企业在实现机械自动化的领域获得了一定的科技产品的储备，无论是对于企业的过去还是企业的将来，都将会是一个重要的转折。自动打头机的出现，毫无疑问地加快了企业进步的步伐。
1.3 输送机构的发展趋势
输送机构有很多种，主要的形式有链传动形式，带传动形式，刮板形式以及小车式。我们在生产实践中，选用哪种输送机构，不仅要根据输送的物料做决定，还要结合生产坏境，温度，考虑到使用该种输送机构会出现的不利于生产实践的可能来做决定。例如，钢管输送机采用皮带传动可能由于温度过高导致皮带烧坏。
将来的输送机将会做的越来越大，不仅在很多种场合可以使用，而且输送的能力（其中包括输送载荷和输送角度）也会变大，但是这样可能会使输送机的整个长度加大包括大输送能力。在输送物料的基础上，尽量降低能源消耗，减少环境污染，不仅如此，还可以实现各种智能化，包括自动分拣等。在一些特定场合常用的输送机可以设计统一化，规范化，方便售后。国内的输送机构的发展还要参考国外的先进技术，结合我们的社会生产实践的需要，在这基础上改良，完善。
2.总体传动方案的选择
2.1设计要求
φ40mm的钢管，内径为30mm，长2.3m，ρ=7800kg/m 3,打头部分长度170mm。要求输送机表面能平稳放置钢管避免因其在输送表面出现滑动而得不到对心位置，为确保输送机能输送多种型号的钢管（φ40上下偏差不大），输送机要实现上下微调，要求输送机将钢管送进打头机位置为170mm，在打头结束后要求横向退料到冷床上。
2.2 总体传动方案的确定
基本传动方式种类很多，包括带传动，链传动，齿轮传动等，带传动结构简单，成本低，传动效率低但过载时可以打滑以保护电机;链式传动结构具有相对稳定的传动比，能够在运行的速度比较低，负载相对较大，工作时的温度相对较高以及工作时的条件相对恶劣的情况下工作；齿轮传动可以保证一个恒定的瞬时传动比，可靠，传动效率高，但齿轮的制造和安装要求比较高。
本次课题的来源是本地盈丰钢管公司在生产实践中遇到的待解决的问题，结合我们去实地工厂参观考察，考虑到自动打头机将要工作的环境（高温，尘土飞扬）以及生产实际，我本次课题选用链式传动。考虑到钢管要传送一定的距离（170mm），将普通机床的工作原理运用到这次设计当中初步考虑在链传动尾端连接一个丝杠传动确保传送距离。
根据链传动的要求和传动的实际情况将链条和链轮的工作方法得到以下两个方案：分别为方案一和方案二。
2.2.1 方案一
图1 方案一
如图1，链传动的链条连接如图所示，动力源在最上面的工作轴，动力带动工作轴转动，工作轴带动辊筒转，链条也跟着转动，下面的链轮被带动，辊筒依次转动，使得置于上面的钢管往前传动。
方案的优缺点：这种方案传动的时候时一根链条在工作，安装起来比较方便，并列的辊筒都是一样的，购置起来比较方便，但是这种方案不仅要设置张紧轮，还要定期检查链条的磨损程度，需要及时清理链传动里面的杂质灰尘防止传动的摩擦损耗影响传送速度和效率。更至关重要的移一点是，传动的所有工作几乎集中在这一根链条上，如果在工作中，链条某处损坏了，所有的辊筒都不能转动了，不仅仅影响了工作的效率，而且这种风险集中在某处的设计本身就是不合理的。
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