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（图纸+论文）钢管自动喷标系统设备之立柱横梁设计（全套完整）

转矩齿宽系数查表取.接触疲劳极限查图取初步计算的的许用接触应力值查表取初步计算的小齿轮直径取初步齿宽.校核计算圆周速度精度等级查表选级精度齿数和模数模数取使用系数查表取动载系数查表取齿间载荷分配系数先求由此得齿向载荷分布系数查表.载荷系数.弹性系数查表取节点区域系数查表取接触最小安全系数.总工作时间应力循环次数查表则指数原估计应力循环次数正确接触寿命系数查图许用接触应力验算计算结果表明，接触疲劳强度较为合适，齿轮尺寸无需调整。否则，尺寸调整后还应在进行验算.确定传动主要尺寸实际分度圆直径因模数取标准值时，齿数已重新确定，但未圆整，故分度圆直径不会改变，即中心距齿宽齿跟弯曲疲劳强度验算重合度系数齿间载荷分配系数齿向载荷分布系数载荷系数齿形系数查图应力修正系数查图弯曲疲劳极限查图弯曲最小安全系数查表应力循环次数查表估计的范围，得指数.原估计应力循环次数正确弯曲寿命系数查图尺寸系数查图许用弯曲应力验算传动无严重过载，故不作静强度校核五加工工艺齿面加工可以分为两类方法成形法，用与被切齿轮槽形状相符的成形刀具切出齿面，如铣齿，拉齿和成形磨齿等二是展成法，齿轮刀具与工件按齿轮副的啮合关系做展成运动，工件齿面由刀具的切削刃包络而成，如滚齿，插齿，剃齿和磨齿等，加工精度和生产率都较高，应用十分广泛。.本章小结本章提出了喷标系统的总体设计方案，提出系统的设计要求根据系统的组成结构进行喷标系统的设计，包括系统组成和工作过程以及设计时应注意的问题，最后给出机械结构部分的设计。立柱横梁的设计.立柱横梁的组成在机器或仪器中支承或容纳零部件的零件称为机架，是机座床身壳体箱体及基础平台的统称。机架是各种机器中重要的零件之。机架概述.机架的主要功能对机器中的零部件起容纳支承的作用如变速器箱体支持其中的轴承轴传动零件，使它们保持定的相对位置。手动方式是不可缺少的种工作方式。自动方式自动方式是系统用得最多的种工作方式，在钢管生产线上，要靠自动方式来完成钢管的喷标任务。典型的自动工作过程如下图所示图喷标系统自动工作过程图立柱横梁结构设计.齿轮齿条的设计齿轮传动机构的特点齿轮机构是现代机械中应用最广泛的传动机构，用于传递空间任意两轴或多轴之间的运动和动力。齿轮传动主要优点传动效率高，结构紧凑，工作可靠寿命长，传动比准确。齿轮机构主要缺点制造及安装精度要求高，价格较贵，不宜用于两轴间距离较大的场合。齿条的主要特点由于齿条齿廓为直线，所以齿廓上各点具有相同的压力角，且等于齿廓的倾斜角，此角称为齿形角，标准值为。与齿顶线平行的任条直线上具有相同的齿距和模数。与齿顶线平行且齿厚等于齿槽宽的直线称为分度线中线，它是计算齿条尺寸的基准线。传动的基本要求在齿轮传动机构的研究设计和生产中，般要满足以下两个基本要求.传动平稳在传动中保持瞬时传动比不变，冲击振动及噪音尽量小。.承载能力大在尺寸小重量轻的前提下，要求轮齿的强度高耐磨性好及寿命长。齿轮传动的润滑具有特殊性轮齿形成油楔的条件差啮合齿面间压力大，而且相对滑动的大小和方向变化大，齿轮常处于边界润滑和混合润滑状态每次啮合都要重新建立油膜，润滑是断续的载荷大，摩擦热也大，易使油温上升，加速油膜的破坏齿轮的材料热处理加工和装配精度及齿面粗糙度等影响因素因此，齿轮传动的合理润滑设计是十分重要的。用于开式齿轮传动的为开式工业齿轮油及润滑脂。开式齿轮油种类选择开式齿轮油种类选择开式齿轮油种类适用范围抗氧防锈开式齿轮油工作平稳的半封闭和开式传动极压开式齿轮油重载开式传动剂稀释开式齿轮油重载开式传动开式齿轮油粘度选择开式齿轮油粘度选择给油方法推荐粘度环境温度油浴涂刷热冷手涂开式齿轮传动润滑方式开式齿轮传动，因速度低，般采用人工定期加润滑油或润滑脂。.齿轮齿条传动副的设计要求材料选择应具备条件齿面具有足够的硬度，以获得较高的抗点蚀，抗磨粒磨损，抗胶合和抗塑性流动的能力在变载荷和冲击载荷下有足够的弯曲疲劳强度具有良好的加工和热处理工艺性价格较低二几何计算模数分度圆直径齿顶高齿根高齿全高齿顶圆直径齿根圆直径基圆直径齿距齿厚齿槽宽顶隙三载荷计算圆周力径向力.论文的主要工作和意义钢管喷标系统的开发涉及到多学科，多专业，是集光机电和计算机体化的产品。本论文主要完成以下工作通过对钢管喷标系统开发现状的分析，对钢管喷标系统进行了总体方案设计。根据总体方案设计了以可编程序控制器为核心的控制系统。根据对伺服电机的研究，设计了交流伺服电机驱动的喷标系统。通过对系统工作原理和的研究，进行了程序设计。喷标系统总体设计.喷标系统设计要求工作范围钢管外径钢管重量钢管长度喷标介质白色涂料精度要求喷标标高可选喷标字迹清晰生产效率喷标速度自动化要求选择好喷标打标内容后，无需人工干预自动完成生产自动喷印管号采用视窗图形作为人机交互界面具有自动报警功能，急停功能，半自动手动功能喷标数据保存并可上网提供报表统计查询，出库单打印等功能。.喷标系统总体设计系统组成喷标系统的结构组成如图所示，系统外形如图所示。系统的主要有以下几个部分组成图喷标系统的结构组成图机身精密滚动导轨副精密齿轮齿条副喷标头气缸滑板小车电气液总导管伺服电机电气控制箱钢管。图喷标系统外形图机身部分。机身包括立柱和横梁部分，是整个设备的支撑。横移机构。横移机构由齿轮齿条传动副滑道滚轮伺服电机及其控制驱动部分原点传感器安全极限位传感器等组成。横移机构的主要功能是带动喷头在横梁上移动。喷标设备有绝对原点，由原点传感器决定，所有的其他位置都以原点为基准。系统工作时，由伺服系统精确定位小车到达所需位置，在喷标过程中，喷头边沿钢管轴向运行，边完成喷标工作。在横梁的两头有安全保护当小车由于些原因，到达安全极限位置时，系统马上停止所有的动作，并发出安全报警。喷头升降机构。升降机构由气缸电磁阀传感器气路系统直线滚珠导轨手轮手柄等组成。喷头在不进行喷标时，处于上位，而在进行喷标时，喷头下降到达工作钢管,自动,系统,设备,装备,立柱,横梁,设计,毕业设计,全套,图纸摘要钢管是种用途广泛的工业金属材料，也是国民经济发展的个重要支柱。本文根据国内外钢管生产线上喷标系统的研究开发现状，进行了该项目的控制系统和软件系统的设计，并取得了成功。本课题的主要研究工作第章综述钢管的工艺生产流程及国标说明国内喷标系统的开发研究现状及存在的问题并阐述了开发喷标系统的必要性陈述课题来源和论文的主要工作和意义。第二章提出系统的设计要求根据系统的组成结构进行立柱横梁的设计，包括立柱横梁的组成以及设计时应注意的问题，重点论述了齿轮齿条的设计，最后给出机械结构部分的设计第三章论述喷标系统中立柱横梁的设计组成介绍了伺服系统的相关技术给出了控制系统的特点。第四章简述了编程的方式和的特点着重介绍了程序的喷标流程设计以及配电原理图简单介绍了程序设计的特点。关键词钢管喷标立柱横梁齿轮齿条伺服系统绪论.钢管喷标系统的开发现状引言喷标系统的开发现状.钢管喷标系统开发的必要性.课题的来源.论文的主要工作和意义喷标系统总体设计.喷标系统设计要求.喷标系统总体设计系统组成工作过程立柱横梁结构设计.本章小结立柱横梁的设计.立柱横梁的组成机架概述悬臂梁的设计横移机构的设计喷标机的强度校核.喷标伺服系统伺服电机伺服电机的控制程序设计.软件及编程.编程方式喷标流程设计.程序设计特点.脉冲编码器总结致谢参考文献附录附录附录绪论.钢管喷标系统的开发现状引言钢管广泛地应用于机械建筑和石化等行业，又是国防工业的重要材料，用于制造枪管炮筒以及其他武器。钢管的生产工艺种类繁多，生产过程非常复杂，生产设备也很庞大，以机组为例，热轧钢管生产流程如图所示。图机组热轧钢管生产工艺流程按照工艺流程，管坯进入车间后按照工艺要求锯成定尺长度，然后依次经过环形炉加热三辊穿孔机穿孔连轧机轧钢定径机定径。加工成的钢管需要减径的再加热后送至减径机上减径。从定径或减径机轧出的成品管，送至链式冷床上冷却，冷却后锯成定尺长度的钢管有的需要热处理输送到斜辊式矫直机上矫直，矫直后依次经过超声波探伤，水压机试验，随后进行其他各项精整工序。精整后的成品管经过感应加热炉后进行涂油打捆入库。根据规定，外径不小于的钢管应在每根钢管端的端部有喷印滚印钢印或粘贴印记。印记应清晰明显，不易脱落。印记内容应包括钢的牌号产品规格产品标号和供方印记或注册商标。具体不同类型的管子有不同的印记内容。随着我国加入，国内市场和国际市场的接轨，钢管市场同样面临系列的问题。国内钢管进入国际市场，必须遵守国际的相关标准。比如无缝钢管要遵守国际标准见表所示。过去，大部分的钢管厂家采用人工的方式进行测量和标记。人工测定钢管的长度和重量，并把相关的内容根据国家标准，用涂料写在钢管上。有的钢管厂由工人随意手写，字迹不统，有的用刷模的方式，字迹相对工整。这种做法沿用了很长段时间，部分厂家目前仍在使用。很明显，这些方法存在测量精度低劳动强度大生产效率低字迹不清楚等缺点。从上个世纪年代开始，国内些大型的钢铁公司的产品为了参与国际竞争，耗巨资引进国外的整条流水线。这些进口的设备测量精度高生产效率高劳动强度低字迹统规范。但是进口设备成本高要求工人素质高维护成本也高。落后的传统方法与高成本的进口设备都难适应国内的市场需求。因此，开发研制同类产品已经迫在眉睫。表标准摘录喷标系统的开发现状钢管的喷标是国际国内标准明确要求的内容。国外早已开发出钢管的喷标设备，而且设备功能强大，能喷各种各样的字符甚至中文，设备采用了各种先进技术，尤其是喷头部分的设计。例如美国著名喷标机公司以及英国，丹麦公司公司的。其中丹麦公司的喷标机能满足冶金企业的恶劣要求，已经应用在鞍钢，酒钢等钢铁公司，但是其价格昂贵，约为万人民币，涂料每升约元。过去国内对喷标系统的研究比较少，般依靠进口国外先进设备。直到二十世纪九十年代才开始有少数机构对钢铁行业的喷标进行研究。其中杭州钢铁公司的热轧钢坯喷标机采用七段码方式进行喷标。其原理是用水基白色涂料在压缩气体的作用下在热钢坯上喷上所需号码。图为该系统使用的喷头示意图。在喷头结构示意图中，通向