本文選題：管道內(nèi)表面 + 光整加工��； 參考：《太原理工大學(xué)》2016年碩士論文

【摘要】：管道在服役過程中常常會出現(xiàn)質(zhì)量問題,如:生銹、堵塞、腐蝕、泄漏以及內(nèi)部裂紋引起的管道破裂等,這除了與其本身材質(zhì)、尺寸、強度等有關(guān)外,與管道內(nèi)表面的質(zhì)量也有密切聯(lián)系。因此管道內(nèi)表面必須滿足一定的質(zhì)量要求。表面光整加工作為零件的末端加工工序,其在提高零件的表面質(zhì)量以及使用性能方面有著重要意義。本文針對管道內(nèi)表面現(xiàn)有的質(zhì)量問題進行了研究,結(jié)合管道中存在變形、變徑、管壁薄等實際情況,并針對內(nèi)徑為Φ106mm的管道設(shè)計了一種自適應(yīng)珩磨光整加工裝置。裝置由加工部分和支撐部分組成,通過外部驅(qū)動實現(xiàn)裝置的旋轉(zhuǎn)運動與軸向往復(fù)運動。加工部分由傳統(tǒng)珩磨頭結(jié)合自適應(yīng)機構(gòu)設(shè)計而成,利用鑲嵌在油石槽中的油石與管壁發(fā)生摩擦、刻劃等磨削作用,實現(xiàn)對管道內(nèi)表面的光整加工。支撐部分主要是為了防止由于推桿重力引起裝置的軸心偏斜,保證了裝置的定心性。其同樣采用了自適應(yīng)機構(gòu),從而使裝置整體具備了適應(yīng)性。本文主要研究內(nèi)容如下:1.對裝置各部分進行了原理介紹和理論分析。介紹了加工部分工作原理,并對自適應(yīng)機構(gòu)進行了理論分析,推導(dǎo)出了管壁與油石間作用力的計算公式,對滑塊可能存在的自鎖問題以及加工中網(wǎng)紋的形成過程進行了分析。介紹了支撐部分的工作原理,重點推導(dǎo)出了管壁與支撐輪間作用力的計算公式。2.基于ADAMS虛擬樣機技術(shù)進行了仿真分析。仿真結(jié)果表明:理論分析公式推導(dǎo)正確;彈簧預(yù)載荷是影響管壁與油石間作用力大小的主要因素,主軸轉(zhuǎn)速是是影響管壁與油石間作用力改變頻率的主要因素,重力是影響管壁與油石間作用力波動性的主要因素。對支撐部分姿態(tài)角為0°、30°、60°和90°時分別進行仿真,仿真結(jié)果表明:姿態(tài)角為0°時是支撐部分的最佳姿態(tài)角。3.對裝置各零部件進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和有限元分析。依次對支架、滑塊、主支撐座、副支撐座、端蓋和傳動軸等部件進行了設(shè)計,完成彈簧、軸承、聯(lián)軸器的選型。在此基礎(chǔ)上完成了裝置的整體裝配。利用Solid Works Simulation對裝置關(guān)鍵零部件進行有限元分析,結(jié)果表明:設(shè)計符合強度要求。4.樣機制作與實驗。做出了加工部分的實物模型,并結(jié)合實驗室現(xiàn)有條件,搭建了立式實驗平臺和臥式實驗平臺。通過實驗驗證了裝置的可行性,并通過改變加工方式、彈簧預(yù)載荷、油石目數(shù)等參數(shù),對加工過程進行了工藝實驗研究,以為生產(chǎn)實踐提供指導(dǎo)。
[Abstract]:Quality problems often occur during service, such as rust, blockage, corrosion, leakage, and internal cracks, which are related to the material, size, strength, etc. There is also a close relationship with the quality of the inner surface of the pipe. Therefore, the inner surface of the pipe must meet certain quality requirements. Surface finishing, as the end processing procedure of parts, plays an important role in improving the surface quality and performance of parts. In this paper, the existing quality problems on the inner surface of the pipeline are studied, and an adaptive honing finishing device is designed for the pipe with 桅 106mm diameter, which includes deformation, diameter change and thin pipe wall. The device consists of a machining part and a supporting part. The rotating motion and axial reciprocating motion of the device are realized by external driving. The machining part is designed by the traditional honing head combined with the adaptive mechanism. The grinding action of friction between the stone embedded in the oil stone groove and the pipe wall is used to realize the finishing of the inner surface of the pipeline. The main purpose of the supporting part is to prevent the axial deflection of the device caused by the push rod gravity and to ensure the centering property of the device. It also adopts adaptive mechanism, so that the whole device has adaptability. The main contents of this paper are as follows: 1. The principle and theory of each part of the device are introduced and analyzed. This paper introduces the working principle of the machining part, analyzes the adaptive mechanism theoretically, deduces the calculating formula of the force between the pipe wall and the oil stone, and analyzes the possible self-locking problem of the slider and the forming process of the mesh in the machining process. The working principle of the supporting part is introduced, and the calculation formula of the force between the pipe wall and the supporting wheel is deduced emphatically. Simulation analysis based on ADAMS virtual prototyping technology is carried out. The simulation results show that the theoretical analysis formula is correct, the spring preload is the main factor affecting the force between the pipe wall and the stone, and the spindle speed is the main factor affecting the change frequency of the force between the pipe wall and the stone. Gravity is the main factor that affects the fluctuation of the force between the pipe wall and the oil stone. The simulation results show that the optimal attitude angle of the support is 0.3 when the attitude angle of the support is 0 擄30 擄60 擄and 90 擄respectively. The structural design and finite element analysis of each part of the device are carried out. The support, slide block, main support seat, auxiliary support seat, end cover and drive shaft are designed in turn to select the spring, bearing and coupling. On this basis, the whole assembly of the device is completed. The finite element analysis of the key parts of the device by Solid Works Simulation is carried out. The results show that the design meets the requirements of strength. Prototype manufacture and experiment. The physical model of machining part is made, and the vertical experimental platform and horizontal experimental platform are built according to the existing conditions in the laboratory. The feasibility of the device is verified by experiments, and by changing the parameters such as processing mode, spring preload, oil stone mesh number and so on, the technological experiments are carried out to provide guidance for production practice.
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TG580.67

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本文編號：1863557