石油机械阀门类零件自动化喷砂装置控制系统设计
石油机械阀门类零件长期处于裸露的空气当中，容易腐蚀造成阀门破损，引起石油的泄漏。因此，需要对它的表面进行保护。通常采用表面喷涂防护漆保护层，在喷涂前需要对它的表面进行处理。目前喷砂多采用人工喷砂的方式，这种方式机械强度大，污染严重，为此，本文针对金石集团的井口采油树所需阀门零件自动化喷砂进行设计。总体设计先进行机械总体方案的设计，接着对零件个体进行设计，设计自动夹紧松开可调节夹持大小的夹具体，最后基于机械本体的设计，完成控制系统，实现了自动化喷砂过程的控制。关键词 阀门，喷砂机，自动化，设计
目 录
1 绪论 1
1.1 背景技术 1
1.2 喷砂机的发展趋势 1
1.3 设计要求 2
2 常加工阀门的介绍 2
2.1 闸阀 2
2.2 套管头总装 4
3 喷砂装置总体设计 4
3.1 卧式自动喷砂的设计 4
3.2 立式自动喷砂的设计 5
4 蜗轮蜗杆减速器设计 7
4.1 电动机的选择 7
4.2 各轴的转速计算 8
4.3 各轴的输入功率 9
4.4 各轴的输入转矩 9
5 蜗轮蜗杆的设计及其参数计算 9
5.1 传动参数 9
5.2 蜗轮蜗杆材料及强度计算 10
6 轴的设计计算及校核 11
6.1 输出轴的设计 11
6.1.1 选择轴的材料及热处理 11
6.1.2 初算轴的最小直径 11
6.1.3 联轴器的选择 12
6.1.4 轴承的选择及校核 13
6.1.5 蜗轮轴的尺寸设计与校核 15
6.2 键的选择 18
7 气压缸部分的设计 20
7.1 气压系统的简述 20
7.2 气压缸种类的选择 20
7.3 气压缸设计 21
7.3.1 负载分析 21
7.3.2 气压缸主要参数的确定 22
7.3.3 强 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
度校核 23
8 喷砂机自动控制PLC程序设计 26
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
附录A 32
附录B 34
绪论
背景技术
自动喷砂装置是一种可自动完成对阀门类零件喷砂的装置，阀门类零件是用于采油树和井口装置的，阀门表面需要拥有极好的性能。喷砂机以压缩空气作为动力，将颗粒状物体形成高速流，对需要加工的物体表面进行喷射。加工件表面受到不停的高速冲击，形成一定程度的粗糙度与清洁效果，改善了零件表面的性能。形成的粗糙度，对后期涂膜的附着度和使用寿命有极大的提高作用，提高了零件耐腐蚀时间。
目前在喷砂装置中，大多是人工喷砂的，对人体有很大危害，而且效率不高，定位不方便，需要复杂的装夹。由于自动化装置在行业内有着压倒性的优势，那么厂家使用的首选必定是自动喷砂机。目前国内对智能化、高效率的中高档喷砂机需求较大，并且国内现在工业发展势头良好，对这些设备需求很大。
喷砂机的发展趋势
喷砂机起源于美国，一个叫Benjamin Chew Tilghman的工程师偶然发现被风沙吹佛的玻璃表面形成的变化，灵感突发，设计出一种可以喷砂的装备，对零件表面进行清洗。迄今为止，喷砂机已经发展了140多年，通过不断地创新与提升，喷砂机领域已经发展的比较成熟。
国内的喷砂机相对欧美国家起步比较晚，相关技术还处于相对落后的层次，所以喷砂机在我国的发展前景还很良好，喷砂机在国内现阶段的发展只能算是它的成长阶段。近些年，国内生产喷砂机的企业不断增加，产品种类也是越来越多，但是都是小规模生产，真正可以算得上喷砂机企业的只有十家左右。
喷砂机在我国已大量使用，但是随着不断增加的人工成本，为了减少人工的使用。
自动化喷砂必定是喷砂行业的最终趋势。全世界范围内越来越关注低碳环保问题，那么低能耗、少污染的自动喷砂技术在未来会得到一个飞跃的发展。目前国内对智能化、高效率的中高档喷砂机需求较大。并且国内现在工业发展势头良好，对这些设备需求很大。
在今天这个飞速发展的社会，喷砂机行业也得不断创新与改革，对凸显出来的问题要深究其原因，想办法进行解决。譬如：一些技术含量较低的小企业，他们的喷砂机成本低，结构档次低，技术不过关。这类企业生产的喷砂机，没有售后服务，产品粗制滥造，对买卖双方都没有保障，没有市场竞争力，极易倒闭。
因此，大刀阔斧的改革是企业长久的不二法门。最重要的一点就是提高技术与质量。只有提高喷砂机的技术，适应各种要求，才能赢得客户的青睐，建立起企业独特的形象，进入高端市场。
生产喷砂机企业对人工需求较大，而发达国家人工费用不断提高，这类企业在逐渐的向发展中国家转移。我国各种情况都是极其符合这些要求的，因此喷砂机生产必将在我国达到进一步的飞跃。我国这些年每年在高档喷砂机配件的进口额达到10亿美元，为了促进国内喷砂机的发展及减少进口度，国内喷砂机在世界份额的比例也会不断提高。
设计要求
本课题以金石集团喷砂设备为研究对象，运用PLC控制通过气压传动的方式来实现自动化喷砂。首先设计、绘制出喷砂装置各部件的三维造型图和二维工程图；然后设计出喷砂设备的控制系统；最后利用PLC编程控制系统实现对喷砂装置的自动化控制。
常加工阀门的介绍
闸阀
阀门是管道上的附属零件，通过它改变里面流体的方向或者改变管路的断面。阀门的使用非常的广泛，不管是人民生活还是化工石油等机械行业都需要大量用到各种类型的阀门。闸阀是各种阀门中使用最为广泛的。在管路中全开或者全闭使用，主要作用是切断管道内的介质，一般不通过它开口的大小来作为节流使用。闸阀具有以下优点：
1）需要比较小的开启、关闭力矩；
2）介质流动阻力小；
3）结构简单，制造难度较小，所以其制造工艺较好；
4）当它全开时，相比截止阀而言其密封圈被介质的冲蚀非常小
目 录
1 绪论 1
1.1 背景技术 1
1.2 喷砂机的发展趋势 1
1.3 设计要求 2
2 常加工阀门的介绍 2
2.1 闸阀 2
2.2 套管头总装 4
3 喷砂装置总体设计 4
3.1 卧式自动喷砂的设计 4
3.2 立式自动喷砂的设计 5
4 蜗轮蜗杆减速器设计 7
4.1 电动机的选择 7
4.2 各轴的转速计算 8
4.3 各轴的输入功率 9
4.4 各轴的输入转矩 9
5 蜗轮蜗杆的设计及其参数计算 9
5.1 传动参数 9
5.2 蜗轮蜗杆材料及强度计算 10
6 轴的设计计算及校核 11
6.1 输出轴的设计 11
6.1.1 选择轴的材料及热处理 11
6.1.2 初算轴的最小直径 11
6.1.3 联轴器的选择 12
6.1.4 轴承的选择及校核 13
6.1.5 蜗轮轴的尺寸设计与校核 15
6.2 键的选择 18
7 气压缸部分的设计 20
7.1 气压系统的简述 20
7.2 气压缸种类的选择 20
7.3 气压缸设计 21
7.3.1 负载分析 21
7.3.2 气压缸主要参数的确定 22
7.3.3 强 *好棒文|www.hbsrm.com +Q: @351916072@
度校核 23
8 喷砂机自动控制PLC程序设计 26
结 论 29
致 谢 30
参 考 文 献 31
附录A 32
附录B 34
绪论
背景技术
自动喷砂装置是一种可自动完成对阀门类零件喷砂的装置，阀门类零件是用于采油树和井口装置的，阀门表面需要拥有极好的性能。喷砂机以压缩空气作为动力，将颗粒状物体形成高速流，对需要加工的物体表面进行喷射。加工件表面受到不停的高速冲击，形成一定程度的粗糙度与清洁效果，改善了零件表面的性能。形成的粗糙度，对后期涂膜的附着度和使用寿命有极大的提高作用，提高了零件耐腐蚀时间。
目前在喷砂装置中，大多是人工喷砂的，对人体有很大危害，而且效率不高，定位不方便，需要复杂的装夹。由于自动化装置在行业内有着压倒性的优势，那么厂家使用的首选必定是自动喷砂机。目前国内对智能化、高效率的中高档喷砂机需求较大，并且国内现在工业发展势头良好，对这些设备需求很大。
喷砂机的发展趋势
喷砂机起源于美国，一个叫Benjamin Chew Tilghman的工程师偶然发现被风沙吹佛的玻璃表面形成的变化，灵感突发，设计出一种可以喷砂的装备，对零件表面进行清洗。迄今为止，喷砂机已经发展了140多年，通过不断地创新与提升，喷砂机领域已经发展的比较成熟。
国内的喷砂机相对欧美国家起步比较晚，相关技术还处于相对落后的层次，所以喷砂机在我国的发展前景还很良好，喷砂机在国内现阶段的发展只能算是它的成长阶段。近些年，国内生产喷砂机的企业不断增加，产品种类也是越来越多，但是都是小规模生产，真正可以算得上喷砂机企业的只有十家左右。
喷砂机在我国已大量使用，但是随着不断增加的人工成本，为了减少人工的使用。
自动化喷砂必定是喷砂行业的最终趋势。全世界范围内越来越关注低碳环保问题，那么低能耗、少污染的自动喷砂技术在未来会得到一个飞跃的发展。目前国内对智能化、高效率的中高档喷砂机需求较大。并且国内现在工业发展势头良好，对这些设备需求很大。
在今天这个飞速发展的社会，喷砂机行业也得不断创新与改革，对凸显出来的问题要深究其原因，想办法进行解决。譬如：一些技术含量较低的小企业，他们的喷砂机成本低，结构档次低，技术不过关。这类企业生产的喷砂机，没有售后服务，产品粗制滥造，对买卖双方都没有保障，没有市场竞争力，极易倒闭。
因此，大刀阔斧的改革是企业长久的不二法门。最重要的一点就是提高技术与质量。只有提高喷砂机的技术，适应各种要求，才能赢得客户的青睐，建立起企业独特的形象，进入高端市场。
生产喷砂机企业对人工需求较大，而发达国家人工费用不断提高，这类企业在逐渐的向发展中国家转移。我国各种情况都是极其符合这些要求的，因此喷砂机生产必将在我国达到进一步的飞跃。我国这些年每年在高档喷砂机配件的进口额达到10亿美元，为了促进国内喷砂机的发展及减少进口度，国内喷砂机在世界份额的比例也会不断提高。
设计要求
本课题以金石集团喷砂设备为研究对象，运用PLC控制通过气压传动的方式来实现自动化喷砂。首先设计、绘制出喷砂装置各部件的三维造型图和二维工程图；然后设计出喷砂设备的控制系统；最后利用PLC编程控制系统实现对喷砂装置的自动化控制。
常加工阀门的介绍
闸阀
阀门是管道上的附属零件，通过它改变里面流体的方向或者改变管路的断面。阀门的使用非常的广泛，不管是人民生活还是化工石油等机械行业都需要大量用到各种类型的阀门。闸阀是各种阀门中使用最为广泛的。在管路中全开或者全闭使用，主要作用是切断管道内的介质，一般不通过它开口的大小来作为节流使用。闸阀具有以下优点：
1）需要比较小的开启、关闭力矩；
2）介质流动阻力小；
3）结构简单，制造难度较小，所以其制造工艺较好；
4）当它全开时，相比截止阀而言其密封圈被介质的冲蚀非常小
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