螺旋焊管双面修磨技术研究

发布时间：2017-08-12 12:21

  本文关键词：螺旋焊管双面修磨技术研究

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【摘要】：为保证长输管线施工时的环焊缝自动焊接需要,螺旋缝埋弧焊管标准要求管端内/外焊缝余高小于0.5mm,需要对焊接后管端内/外焊缝进行打磨。目前国内螺旋焊管行业广范使用的单面缝砂带修磨机存在效率差、自动化程度低、设备工序较长等缺点,迫切需要开发一种修磨效率高、自动化程度高、设备工序合理的砂带修磨技术。国外已开发了双面管端修磨设备,自动化程度较高,但性价比太低。因此,开发一种高性价比的双面修磨机对提高螺旋焊管生产效率和产品质量、降低生产成本具有重要意义。本文以尤拉公式为基础,推导出考虑砂带离心力后的拓展尤拉公式；根据拉伸试验数据多项式拟合得出砂带拉力—伸长率曲线解析式。根据已有磨削理论进行研究,建立了螺旋焊管各种砂带磨削结构下的力学模型,得出砂带磨擦系数—磨削力—砂带预紧力三者关系式。通过MATLAB解析关系式,得出三维图像直观显示的模型。基于最大磨削效率原则,对双面修磨工艺进行了优化；根据磨削力学模型,在保证砂带不超过许用拉力和不打滑条件下,获得优化后的最佳磨削参数。通过对轮压/带压、两轮/三轮、主动磨削/被动磨削、磨削旋向、磨削位置、焊缝拟合、浮动装置等各磨削结构方式的分析和比较,得出螺旋焊管管端焊缝双面磨削最佳结构形式。采用最优磨削参数和磨削结构,在单焊缝修磨机的基础上,使用“对称设计”,并考虑单面和双面修磨的区别,设计出双面修磨机磨头结构。最后,利用简易结构模拟双面磨削过程,通过磨削力、磨擦系数、磨削速度等参数的比较,在砂带寿命、磨削质量、磨削效率等方面对设计磨头结构进行了验证。
【关键词】：螺旋焊管 管端修磨机 双面修磨 砂带
【学位授予单位】：山东大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG580.6
【目录】：

• 摘要11-12
• ABSTRACT12-14
• 第1章 绪论14-28
• 1.1 螺旋焊管14-16
• 1.1.1 应用领域、现状及发展方向14
• 1.1.2 生产工艺及流水线布局14-15
• 1.1.3 标准对管端修磨要求15-16
• 1.1.4 管端修磨现状16
• 1.2 砂带磨削16-20
• 1.2.1 砂带磨削原理16-18
• 1.2.2 砂带磨削发展及现状18
• 1.2.3 砂带磨削力学计算18-19
• 1.2.4 科学计算软件MATLAB19-20
• 1.3 螺旋焊管砂带修磨机20-25
• 1.3.1 砂带修磨机发展现状20-21
• 1.3.2 结构及工作原理21-24
• 1.3.2.1 主机结构21-23
• 1.3.2.2 磨头机构23-24
• 1.3.3 操作程序24-25
• 1.4 研究主要内容、目的及意义25-28
• 第2章 螺旋焊管砂带磨削力学计算28-50
• 2.1 砂带力学性能28-32
• 2.1.1 拉伸性能28-31
• 2.1.2 弯曲性能31-32
• 2.2 磨削机构几何学运算32-34
• 2.2.1 两轮结构32-33
• 2.2.2 三轮结构33-34
• 2.3 尤拉公式及拓展公式34-36
• 2.4 两轮磨削力学分析36-45
• 2.4.1 预紧力36-38
• 2.4.2 磨削力38-40
• 2.4.3 磨削力学模型40-43
• 2.4.4 磨削参数优化43-45
• 2.4.4.1 优化原则43-44
• 2.4.4.2 磨头最佳重量44-45
• 2.4.4.3 预紧距离45
• 2.5 两轮被动磨削力学分析45-47
• 2.6 三轮磨削47-48
• 2.7 本章小结48-50
• 第3章 螺旋焊管砂带磨削技术50-60
• 3.1 砂带磨削结构形式50-53
• 3.1.1 轮压法及带压法50-51
• 3.1.2 主动及被动磨削51-52
• 3.1.3 两轮及三轮磨削52-53
• 3.2 管端修磨结构形式53-56
• 3.2.1 修磨位置53-55
• 3.2.1.1 单面修磨53-54
• 3.2.1.2 双面修磨54-55
• 3.2.2 修磨旋向55-56
• 3.2.2.1 单面修磨55-56
• 3.2.2.2 双面修磨56
• 3.3 焊缝拟合56-58
• 3.4 浮动外力58-59
• 3.5 本章小结59-60
• 第4章 螺旋焊管双面修磨机设计60-66
• 4.1 基本参数设计60-63
• 4.1.1 螺旋焊管参数60
• 4.1.2 砂带磨削参数60-62
• 4.1.3 气缸参数62-63
• 4.2 结构设计63-64
• 4.2.1 整体结构63
• 4.2.2 磨头结构63-64
• 4.3 操作64-65
• 4.4 流水线布局65
• 4.5 本章小结65-66
• 第5章 试验与验证66-76
• 5.1 力学模型验证66-71
• 5.1.1 参数的测量方法66-70
• 5.1.1.1 带轮直径D66
• 5.1.1.2 砂带原长L、中心距a,预紧距离△a66-67
• 5.1.1.3 径向磨削力Fr67
• 5.1.1.4 切向磨削力Ft67-68
• 5.1.1.5 磨削速度v及“打滑”的确定68-69
• 5.1.1.6 砂带单位长度质量q69
• 5.1.1.7 轮带磨擦系数u_(max)69-70
• 5.1.2 试验与数据、结论70-71
• 5.2 结构验证71-74
• 5.2.1 单面倒磨试验71-73
• 5.2.1.1 倒磨磨削力确定72
• 5.2.1.2 试验结果72-73
• 5.2.2 模拟双面磨削试验73-74
• 5.3 本章小结74-76
• 结论与展望76-78
• 结论76
• 展望76-78
• 附录78-86
• 参考文献86-90
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文90-92
• 致谢92-93
• 附件93

【共引文献】

中国期刊全文数据库 前1条

1 殷亮;林建军;王峪环;陈小团;侯金涛;;砂带抛光工艺对试样表面完整性的影响[J];失效分析与预防;2012年03期

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本文编号：661573