非焊接管连接扩口法兰旋压机设计

摘要

气体和液体的传输主要依靠管道，而管路之间通常采用法兰的方式连接。目前，比较流行、先进和可靠的法兰连接方式是非焊接法兰连接，它与传统焊接法兰连接方式相比，具有使用范围广、总成本低、结合强度高、严密性好、加工方便、安装快捷、便于拆卸、无焊接残渣、无焊接缝、清洁方便、能够防止局部腐蚀等优点。基于以上优势，非焊接法兰连接的方式广泛应用于城建、石油化工、环保、农业水利、水电等行业的气、液运输管路的连接中。 要实现非焊接法兰连接的管需进行预加工，其方法之一是采用旋压，即对管口进行旋压翻边，形成管端法兰。本文研究的主要目标就是设计用于圆管扩口法兰(37°和90°)加工的扩口法兰旋压机。 根据对国内外有关旋压机文献资料及相关技术研究现状的分析，本文提出了一种新型数控液压驱动旋压机，并基于技术实现的考虑，深入分析了该旋压机实际开发中存在的技术难点，设计了非焊接管连接扩口法兰数控旋压机。使用该旋压机相比焊接式法兰加工，不但节能、可靠性高，还可大大提高生产效率及材料的利用率，且被加工零件的外表光滑美观。 扩口法兰旋压机由机床主体、旋压机构、夹紧机构三部分组成，旋压机构又包括液压进给控制装置、主轴控制装置、旋压装置。本文对旋压机的结构及液压传动系统进行了设计，并对管件的塑性变形情况进行了有限元分析。 此外，本文对非焊接管连接扩口法兰旋压机的控制方案进行了初步研究。并根据旋压机的结构及运动特点，对主要硬件进行了选型，保证了该旋压机系统整体的可靠性和实用性。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章 绪论

1.1课题提出的背景

1.2国内外旋压技术发展概况

1.3旋压技术的分类及应用

1.3.1旋压技术的分类

1.3.2旋压技术的应用

1.4有限元分析的发展趋势

1.4.1有限元的概念

1.4.2有限元的发展趋势

1.5本文的主要研究内容

1.5.1课题的提出及意义

1.5.2本文的主要研究内容

第二章旋压管的有限元分析

2.1有限元仿真的基本原理

2.2有限元法的基本构架

2.3旋压管的结构非线性

2.3.1平衡迭代法求解

2.3.2旋压管非线性求解的组织级别

2.3.3载荷和位移方向

2.4旋压管的ANSYS分析过程

2.4.1 ANSYS建模

2.4.2加载求解

2.4.3后置处理

2.5小结

第三章旋压机的液压系统设计

3.1引言

3.2拟定旋压机的液压系统原理图

3.2.1选择液压基本回路

3.2.2旋压机液压系统原理图

3.3旋压机液压驱动装置的设计

3.3.1进给液压缸的设计方案

3.3.2进给液压缸设计计算

3.3.3液压马达的设计计算

3.4旋压机液压夹紧装置的设计

3.5选定液压泵和确定电动机

3.5.1液压泵的选定

3.5.2确定电动机的功率

3.6选择控制元件

3.6.1控制元件选择依据

3.6.2控制元件选型

3.7油管及油箱的选择

3.7.1油管尺寸的确定

3.7.2油箱容量的确定

3.8小结

第四章旋压机设备设计

4.1引言

4.2 Pro/ENGINEER软件在旋压机设计中的应用

4.2液压夹具的设计

4.2.1卡模的设计

4.2.2机架体的设计

4.3旋压头的设计

4.4旋压主轴的设计

4.6机床的整体结构设计

4.7小结

第五章旋压机的控制系统

5.1引言

5.2系统功能

5.3控制系统硬件方案

5.4系统硬件配置

5.5提高系统可靠性措施

5.6小结

第六章结论

参考文献

参加科研情况说明

致 谢