管道焊接坡口加工装置(坡口机)的设计-毕业设计说明书

目录

摘要（中文） (Ⅰ)

摘要（英文） (Ⅱ)

第一章前言 (3)

第二章研究内容及简介 (3)

2.1 研究内容 (3)

2.2 坡口机简要分析 (3)

2.3 实现方法及预期目标 (4)

2.4 对设计进度具体安排 (4)

2.5 坡口机的主要类型 (4)

2.5.1 坡口机的主要类型 (4)

2.5.2 管端坡口机 (5)

2.5.3 全自动柔性切管机 (5)

2.5.4 爬式管道切割/坡口机 (6)

2.6 坡口机的分析和展望 (7)

2.6.1 坡口机的分析 (7)

2.6.2 坡口机的展望 (7)

第三章坡口机的使用及维护 (7)

3.1 坡口机的使用 (7)

3.2 使用中的注意事项及维护 (8)

3.2.1 操作注意事项 (8)

3.2.2 特殊工件开坡口 (8)

第四章坡口机的液压驱动系统 (8)

4.1 机械本体 (9)

4.2 液压系统 (9)

4.2.1 刀具回转回路 (9)

4.2.2 比例阀控爬行回路 (9)

4.2.3 安全回路 (10)

4.2.4 径向进给回路 (10)

4.3 控制策略及其仿真 (10)

第五章齿轮的设计计算 (11)

5.1 减速圆柱齿轮设计 (11)

5.1.1 已知 (11)

5.1.2 初步设计 (11)

5.1.3 按齿轮面接触强度设计 (11)

5.2 计算 (11)

5.3 按齿根弯曲强度设计 (12)

5.4 几何尺寸计算 (13)

5.5 验算 (13)

第六章轴的设计 (13)

6.1 轴的选择 (13)

6.1.1 选择轴的材料 (14)

6.1.2 初步估算轴的直径 (14)

6.2 轴上零部件的选用和轴的结构设计 (14)

6.2.1 初步选择滚动轴承 (14)

6.2.2 根据轴向定位的要求确定轴的各段直径和长度 (14)

6.2.3 轴上零件的周向定位 (15)

6.2.4 确定轴上倒角和圆角尺寸 (15)

6.3 轴的受力分析 (15)

6.3.1 作出轴的计算简图 (15)

6.3.2 轴受外力的计算 (15)

6.4 轴的较核 (15)

6.4.1 轴材料的疲劳强度极限 (15)

6.4.2 考虑弯矩的作用（弯曲应力按对称循环）计算安全系数 (16)

第七章工作原理 (16)

7.1 机体结构 (16)

7.2 夹紧原理 (18)

7.3 传动原理 (19)

7.4 进刀原理 (19)

结束语 (21)

致谢 (22)

参考文献 (23)

第一章前言

我国是一个海洋大国，面临太平洋及其所属渤海、黄海、东海、南海，大陆海岸线长1．8万多公里，有300多平方公里的领海和管辖海域。海洋资源是近几年国际上激烈竞争的焦点之一，是各国重要的战略目标。

水下技术，是我国一个起步较晚，但近些年来发展很快的领域。目前尽管在水下科学技术方面已取得了一定成绩，但是还需要进一步发展多元科学技术，以使海洋作业更加方便、快捷。其中水下工程技术就是需要尽快发展的一种多元科学技术。

水下工程技术通常是指海洋工程中围绕海底油气及其它矿产资源的勘探、开采和救助打捞工程所需要的设备、设施的设计、建造及施工工艺和作业技术。

海底油气输送管道维修作业系统是水下工程技术的一个部分，维修作业的主要任务是研制一套海洋环境下能够对单双层海底管道进行吊装、切割、去表皮、开坡、清理等作业的机具并能够快速修复海底管道。

第二章研究内容及简介

2．1 研究内容

我此次主要负责管道焊接坡口加工装置（坡口机）的设计，在前期进行了大量的调研工作以后，完成该机械的具体设计计算，并画出三张A0号图和完成总的装配图。最后对其设计成果进行产品的技术分析和制作零件的仿真动画。

2．2 坡口机分析

在上述介绍的各种切割／坡口机中，现场作业效果最好的坡口机属美国Wachs和Mathey公司的爬管式切／坡口机，在管道维修这一领域有很强的实用性。它具有如下特点：

(1)应用面广。由气动或者液压驱动，它可以在管子水平或者垂直方向作业，安装防腐外壳后可以在壕沟和深水下作业。(2)加工对象范围大。直径为150～1800mm的碳钢、不锈钢、球墨铸铁、铸铁及大部分合金材料管道。甚至直径达100m的油罐。

(3)铣削切割方式，可以切下4．17～75mm的金属，而且不改变机加工表面的物理性能。

(4)加工精度较高。一般情况下，端面垂直度在1．56ram范围内。如果使用导轨附件可将加工精度保持在0．125mm以内。采用导轨和特殊导轨轮可在零能见度下进行垂直切割、水下切割及多道切割。

(5)安全防爆。切割机在易爆的环境下可以在天然气、原油及燃料管上作业，它曾经用于切割导弹燃料系统。

(6)安装简单。将可调节的驱动链条连接起来并扣紧在管道上，便可开动机器。

(7)海上管道维护。液压型的切割／坡口机采用全封闭液压系统，特别适合恶劣环境(风沙、水下)工作。适合海上钻井、铺管及各种水上安装工程。

(8)抗腐蚀。使用不锈钢螺丝、特殊轴承、铅封及锌层等附件，可防止盐水作业下的腐蚀。

2．3 实现方法及预期目标

初步先计算各方面的大体范围，确定机身各部分的材料。

确定机身部分的转动速度以及刀的进给速度。