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哈爾濱工業(yè)大學(xué)華德應(yīng)用技術(shù)學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）
摘 要
隨著我國(guó)空調(diào)、制冷業(yè)的發(fā)展，對(duì)翅片管的需求量日益增加。作為翅片散熱管生產(chǎn)的專用設(shè)備，翅片散熱管繞制機(jī)僅靠進(jìn)口已經(jīng)不能適應(yīng)市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)的要求。因此有必要借鑒國(guó)內(nèi)、外繞制機(jī)的先進(jìn)技術(shù)設(shè)計(jì)出一種全新的自動(dòng)繞制機(jī)，以適應(yīng)現(xiàn)在市場(chǎng)的需求。
本文從特殊暖氣管繞制機(jī)的功能要求出發(fā)，在查閱大量有關(guān)國(guó)內(nèi)、外繞制機(jī)文獻(xiàn)的基礎(chǔ)上，提出了自動(dòng)繞制機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案，確定了該繞制機(jī)的繞制原理、加工工藝過(guò)程及總體布置等。
課題來(lái)源于哈爾濱熱風(fēng)機(jī)制造廠和哈爾濱理工大學(xué)聯(lián)合研制開發(fā)的合作項(xiàng)目。本設(shè)計(jì)擬解決原有傳統(tǒng)的半機(jī)械、半手工的繞制方式，提高產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性，增加翅片散熱管的繞制品種和規(guī)格，降低了操作者的勞動(dòng)強(qiáng)度，實(shí)現(xiàn)了產(chǎn)品螺距的無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)，并可實(shí)現(xiàn)程序管理、參數(shù)預(yù)設(shè)置、自動(dòng)和手動(dòng)等功能。能夠有效地提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和自動(dòng)化程度，提高企業(yè)在市場(chǎng)上的競(jìng)爭(zhēng)力。
關(guān)鍵詞 翅片散熱管；繞制機(jī)；電動(dòng)機(jī)；軸承。
Abstract
Along with development of the air-conditions and refrigeration industry, the requirement for fin tube is increasing. As special product equipment of aliform radiator pipe, it can’t adapt the requirement of market competition only by importation. So it is necessary to use advanced technique of demestic and oversea for reference and design a new automatism curling machine to adapting the requirement of market.
This paper is Setting out from function request of special caliduct curling machine, After refer to large numbers of books and related literature of curling machine, the design of automatism curling machine is put forward, and its curling principle, technics process and disposal are confirmed.
The task roots in the cooperate exploitation item between Harbin sirocco machine produce factory and Harbin university of science and technology. This design will resolve the curling problem of half machining and half handworking, advance the stability of product quality, and increase curling variety and specification of fin radiators, depress labor intension of manipulator, and realize function of stepless adjusting to product pitch, program managing, parameter early-setting, automatism or handworking and so on. It can advance enterprise production and automatization, and enhance enterprise competition on the market.
Keywords radiator pipe aliform ; curling machine
目錄
摘要 I
Abstract II
第1章 緒 論 1
1.1 課題背景 1
1.2 國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 國(guó)內(nèi)研究現(xiàn)狀 2
1.2.2 國(guó)外研究現(xiàn)狀 3
1.3 研究的目的和意義 4
1.4 本文研究的內(nèi)容 4
第2章 總體設(shè)計(jì) 6
2.1 設(shè)計(jì)要求 6
2.2 繞制原理 8
2.3 工藝流程 9
2.4 總體布置 10
2.4.1 基本要求 10
2.4.2 布置形式及選擇 11
2.5 運(yùn)動(dòng)計(jì)算 13
2.6 動(dòng)力計(jì)算 15
2.6.1 壓緊力的計(jì)算 15
2.6.2 鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)的有效功率 16
2.6.3 總傳動(dòng)效率 16
2.6.4 主運(yùn)動(dòng)電機(jī)功率 17
2.6.5 進(jìn)給運(yùn)動(dòng)電機(jī)功率 17
2.7 本章小結(jié) 17
第3章 主要零部件設(shè)計(jì) 19
3.1 床身設(shè)計(jì) 19
3.2 自動(dòng)上料裝置設(shè)計(jì) 20
3.3 托架設(shè)計(jì) 21
3.3.1 托架結(jié)構(gòu) 21
3.3.2 托架功用 22
3.3.3 托架工作過(guò)程 23
3.4 下料裝置設(shè)計(jì) 23
3.5 繞制裝置設(shè)計(jì) 24
3.6 本章小結(jié) 25
第4章 主要零部件的選擇、計(jì)算與校核 27
4.1 電機(jī)的選擇 27
4.2 同步齒形帶的計(jì)算 27
4.3 齒輪齒條傳動(dòng) 29
4.4 矯正裝置中彈簧的設(shè)計(jì)計(jì)算 30
4.4.1 選取材料和確定許用應(yīng)力 31
4.4.2 計(jì)算曲度系數(shù)k 31
4.4.3 計(jì)算鋼絲直徑d 31
4.4.4 彈簧中徑D2 31
4.4.5 彈簧有效圈數(shù)n 32
4.4.6 彈簧的幾何尺寸 32
4.5 液壓缸設(shè)計(jì)計(jì)算 33
4.5.1 液壓缸的設(shè)計(jì)概述 33
4.5.2 液壓缸的計(jì)算 33
4.6 軸承的計(jì)算與校核 35
4.6.1 壽命計(jì)算 35
4.6.2 靜載荷計(jì)算 36
4.6.3 許用轉(zhuǎn)速驗(yàn)算 37
4.7 本章小結(jié) 37
結(jié) 論 39
致 謝 40
參考文獻(xiàn) 40
附錄1 譯文 43
附錄2 英文參考文獻(xiàn) 46
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第1章 緒 論
1.1 課題背景
本課題來(lái)源于哈爾濱熱風(fēng)機(jī)制造廠和哈爾濱理工大學(xué)聯(lián)合研制開發(fā)的合作項(xiàng)目。哈爾濱熱風(fēng)機(jī)制造廠是制造暖風(fēng)機(jī)和組合式空調(diào)機(jī)組的專業(yè)生產(chǎn)廠家，翅片散熱管是其主要產(chǎn)品之一。
特殊散熱器繞制機(jī)是生產(chǎn)翅片散熱管（以下簡(jiǎn)稱翅片管）的專用設(shè)備。翅片管是指金屬外表面繞有連續(xù)薄帶狀的螺旋形金屬翅片，利用翅片進(jìn)行熱交換的一種換熱元件。這種翅片管是目前國(guó)內(nèi)外一致公認(rèn)的一種新型高效熱交換元件，是先進(jìn)的節(jié)能產(chǎn)品，可廣泛應(yīng)用于機(jī)械、冶金、石油、化工、電站、汽車、醫(yī)療等行業(yè)的熱交換器及各種散熱器、暖風(fēng)機(jī)等設(shè)備上。由于我國(guó)現(xiàn)有的繞制機(jī)多屬于半機(jī)械半手工的操作方式，生產(chǎn)效率低、產(chǎn)品質(zhì)量不穩(wěn)定、產(chǎn)品規(guī)格少、不能滿足用戶日益增長(zhǎng)的對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量、品種和規(guī)格的要求。因此，借鑒國(guó)外的先進(jìn)技術(shù)，開發(fā)具有自動(dòng)控制功能的繞制機(jī)是一項(xiàng)極具開發(fā)潛力的項(xiàng)目。
隨著工農(nóng)業(yè)的日益發(fā)展和人們生活水平的不斷提高，能源緊張已成為世界性重大問(wèn)題之一。世界各國(guó)都紛紛尋找新的能源及節(jié)約能源的途徑，而換熱器是開發(fā)利用和節(jié)約能源的有效設(shè)備，在傳熱和余熱回收，利用地?zé)?，太?yáng)能等方面都離不開換熱器。由于翅片管是換熱器中最基本、最重要的熱交換元件，其質(zhì)量的優(yōu)劣直接影響到熱交換器的工作性能，因此翅片管的研究倍受重視。現(xiàn)在國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上所用的翅片管大致分為兩種：
一種是在鋼管外表面繞有連續(xù)薄帶狀的螺旋形的鋁片，這種鋁帶翅片管是通過(guò)鋼管轉(zhuǎn)動(dòng)和鋁帶的軸向移動(dòng)使鋁帶變成螺旋狀，進(jìn)而靠鋁帶自身的張力緊緊地包裹在鋼管上形成的。由于鋁帶將鋼管全部包裹，并且鋁帶自身的散熱效果很好，因此通過(guò)鋼管的熱量全部傳給鋁帶，經(jīng)過(guò)鋁帶向外部散熱，這樣就更好的達(dá)到了散熱的效果，并且增大了散熱面積[1]。
另外一種是高頻焊螺旋翅片管，其加工原理是在無(wú)縫鋼管外圓上按一定的螺距纏繞鋼帶（鋼帶垂直于鋼管外圓的表面），以高頻電流作焊接熱源，利用高頻電流的集膚效應(yīng)和電熱效應(yīng)，局部加熱鋼管與鋼帶的接觸面及待焊區(qū)，使接觸面達(dá)到塑性可焊狀態(tài)，同時(shí)在翅片外側(cè)施加頂鍛力將接觸處的金屬氧化物、局部熔化物以及多余的塑態(tài)金屬擠出，使鋼管與翅片材料之間達(dá)到固態(tài)原子間的結(jié)合，從而實(shí)現(xiàn)接觸面的塑性焊接。這種翅片管的特點(diǎn)是焊接速度快，生產(chǎn)率高，調(diào)整方便。但是由于必須要使用高頻電源，且高頻焊電力消耗大，因此投資較大[2]。