【文章內(nèi)容簡介】 角軸聯(lián)接齒輪箱4輪懸掛式獨(dú)立電機(jī)4輪懸掛式獨(dú)立電機(jī)6輪懸掛式獨(dú)立電機(jī)模具脹管器脹管器改良脹管器改良脹管器改良脹管器改良專用模具夾緊臺虎鉗移動夾緊支杠壓力式夾緊支杠壓力式夾緊支杠壓力式夾緊氣動專用夾緊控制按鈕式接觸器按鈕式接觸器按鈕式接觸器PLC手動PLC手動、自動PLC動力可控、自控模頭模尾引入器，引水槽引入器，引水槽改良引入器，引水槽改良引入器，引水槽改良引入器，引水槽改良引入器，引水槽研發(fā)地點(diǎn)杭州市八丈井杭州市鐵路電機(jī)廠杭州市鐵路電機(jī)廠江蘇宿遷江蘇南京山東滕州研發(fā)時間1997年4月2002年4月2004年7月2005年9月2006年1月2009年9月167。 LF7型雙金屬復(fù)合管生產(chǎn)主機(jī)設(shè)計要點(diǎn)167。 復(fù)合部件總成設(shè)計要點(diǎn)167。 復(fù)合動作分解：根據(jù)復(fù)合管的原理及其過程，我們把復(fù)合動作分解為5個階段：①內(nèi)管彈性階段：表現(xiàn)為內(nèi)管直徑擴(kuò)張，未與外管接觸；②內(nèi)管塑性階段：表現(xiàn)同①階段，但已經(jīng)進(jìn)入塑性變形，受力不同；③接觸復(fù)合階段：內(nèi)管與外管接觸，開始傳遞壓力；④外管彈性階段：外管受力，由內(nèi)壁道外壁逐步開始彈性變形。⑤卸載階段:在外管開始塑性變形前卸除壓力，變?yōu)橥夤艿膹椥曰貜?fù)力對內(nèi)管施 壓。167。 冷滾壓法復(fù)合機(jī)械動作分析：冷滾壓法減少了整體受力面積，并且比冷拔法更加均勻細(xì)致。為了復(fù)合過程更加平穩(wěn)，我們將滾珠與主軸成一定角度進(jìn)行滾壓。滾珠與內(nèi)壁接觸部分按照復(fù)合過程分三個受力區(qū)域，如圖：①內(nèi)管彈性變形區(qū)；②內(nèi)管塑性變形區(qū)；③外管彈性變形區(qū)；④外管彈性恢復(fù)區(qū)。其中，②與③之間的復(fù)合受力過程屬于微觀過程，不列入?yún)^(qū)域，③之后的彈性恢復(fù)階段不屬于受力過程。由于滾壓過程滾珠要旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，因此滾珠與主軸還要有一個螺旋角度。我們選用固定架的方式，在固定架加工出用于滾珠定位的復(fù)合螺旋角度的定位鍵槽。根據(jù)滾珠機(jī)械運(yùn)動的軌跡與受力方向，根據(jù)受力分析，滾珠與主軸之間有三個力：（1）滾珠旋轉(zhuǎn)的滾動摩擦力；（2）克服滾珠軸向移動的滑動摩擦力；（3）克服管材形變的反作用力。因此我們選用錐形軸作為模具主軸，以滿足力的要求。167。 復(fù)合力數(shù)字分析：我們看到隨著管材直徑的提升，所需的復(fù)合力大幅提升,一臺主機(jī)顯然不能滿足所有規(guī)格的復(fù)合管，需要分類。內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管按通徑分為：①小通徑（DN10~ DN25）、②中通徑1（DN32~DN80）、③中通徑2（DN32~DN150）、④大通徑1（DN200~DN450）、⑤大通徑2（DN500~DN850）。因此，將復(fù)合主機(jī)分為五類，電機(jī)功率根據(jù)加工的復(fù)合管通徑提升。167。 固定和穩(wěn)定要點(diǎn)167。 主機(jī)支架：主機(jī)支架的固定可以保證一個合適的工作平臺，并能經(jīng)受得住復(fù)合時巨大的反作用力。主機(jī)支架由鑄件、焊接件和鍛壓件組成。167。 行走架：行走架是承載主軸電機(jī)與行走電機(jī)的部件，行走架的穩(wěn)定與否影響著復(fù)合時的質(zhì)量、效率與主機(jī)的壽命。為了保證行走的穩(wěn)定性與連續(xù)性，我們選擇從動走輪與行走齒輪配合，并在7型中，首次在行走齒輪上安裝離合器，進(jìn)一步提升復(fù)合質(zhì)量。167。 夾緊：由于復(fù)合時的會產(chǎn)生相當(dāng)大的作用力，因此管材需要很有力的夾緊裝置來保證復(fù)和過程正常進(jìn)行。而考慮到復(fù)合時，外管會有局部形變膨脹，夾緊裝置必須留有一定的活動空間。為了滿足以上的需求，我們在設(shè)計夾緊裝置時，選取聚氨酯作為夾口材料。裝置是專門設(shè)計的氣動支桿式夾緊。167。 控制和制動要點(diǎn)167。 主機(jī)動作的手動控制：為方便主機(jī)的調(diào)試與控制，在編輯PLC的時候加入手動控制功能，能夠?qū)崿F(xiàn)點(diǎn)動、中斷及還原等操作。167。 主機(jī)動作的自動控制：要實(shí)現(xiàn)復(fù)合管的批量生產(chǎn)及工業(yè)化生產(chǎn)，必然要有自動工作程序，按照“回零→夾緊→校驗(yàn)位置→開動電機(jī)→復(fù)合過程監(jiān)控→停止→倒車→停止→松開夾緊→回零”的順序進(jìn)行工作。167。 主機(jī)的制動系統(tǒng)：不論在調(diào)試中還是在工業(yè)生產(chǎn)中，都要保證主機(jī)工作的安全以及能夠應(yīng)對各種突發(fā)狀況，主機(jī)必須設(shè)置制動裝置。制動裝置需要能夠在最短時間內(nèi)停止的前提下，盡量降低制動對主機(jī)造成的損害。我們設(shè)計在以下情況下能夠啟動制動：（1）按下制動按鈕；（2）主機(jī)上設(shè)置的限位開關(guān)觸發(fā)；（3）過載保護(hù)及過熱保護(hù)啟動。167。 LF7型雙金屬復(fù)合管生產(chǎn)主機(jī)發(fā)展趨向167。 復(fù)合方法的發(fā)展167。 復(fù)合理論的完善：機(jī)械復(fù)合、擴(kuò)散復(fù)合、冶金復(fù)合。（1）機(jī)械復(fù)合1）定義：根據(jù)復(fù)合理論，通過機(jī)械力，使復(fù)合管材的內(nèi)管塑性變形外管彈性回復(fù)， 從而達(dá)到復(fù)合的過程，稱之為機(jī)械復(fù)合。2）特性：復(fù)合管之間存有復(fù)合界面，沒有固相擴(kuò)散，更沒有金相結(jié)合，微觀上存在 間隙；導(dǎo)電沒有界面影響；導(dǎo)聲過量、過盈復(fù)合不受界面影響，適量復(fù)合受界面 影響；導(dǎo)熱受界面影響，有折點(diǎn)；導(dǎo)磁受界面影響，有折點(diǎn)。3）分類：機(jī)械復(fù)合過程中主要考慮復(fù)合材料縫隙腐蝕問題。根據(jù)縫隙腐蝕形成理論，提出內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管按復(fù)合力分為①適量復(fù)合：執(zhí)行CJ/T1922004《內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管》城鄉(xiāng)建筑行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；②過盈復(fù)合：執(zhí)行SY/T66232005《內(nèi)覆或襯里耐腐蝕合金復(fù)合鋼管規(guī)范》石油天然氣行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)；③過量復(fù)合：執(zhí)行QB/T2558—2002《爆炸脹接不銹鋼復(fù)合鋼管》輕工行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。4）用途：①用于飲用水、熱水、蒸氣、牛奶、釀造、飲料、消防、暖通空調(diào)水及輸流管道，使用適量復(fù)合類；②用于煤礦單體液壓支柱缸體、塑料擠壓機(jī)缸體的雙金屬復(fù)合管，使用過盈復(fù)合類；③用于機(jī)械設(shè)備零件，如雙金屬軸承、250℃以下的造紙機(jī)械換熱器、海水淡化設(shè)備等，使用過量復(fù)合類。（2）擴(kuò)散復(fù)合1）定義：雙金屬表面經(jīng)處理后，在壓力的作用下，加熱至擴(kuò)散溫度，雙金屬的原子相互擴(kuò)散形成復(fù)合界面的過程，稱之為擴(kuò)散復(fù)合。2）特性：導(dǎo)熱、導(dǎo)聲、導(dǎo)電、導(dǎo)磁都沒有界面，有折點(diǎn)。固相擴(kuò)散復(fù)合過程大致可以分為三個階段:①第一階段，是物理接觸的形成階段，也就是被復(fù)合材料的原子依靠塑性變形，在整個界面上相互接近到能夠引起物理作用的距離．這時，位錯消失而使塑性材料的接觸表面激活，形成弱化學(xué)鍵的條件；②第二階段，使接觸表面激活，形成激活中心，然后在界面兩側(cè)之間產(chǎn)生物理和化學(xué)的相互作用，最后形成化學(xué)鍵，所以也稱化學(xué)相互作用階段．已經(jīng)使物理接觸面實(shí)現(xiàn)化學(xué)結(jié)合后；③第三階段：金屬材料通過結(jié)合面向四周擴(kuò)散，在國外文獻(xiàn)中，通常也稱為“體”的相互作用階段．在這一階段，既要在接觸面上形成牢固的化學(xué)鍵(結(jié)合)，又要從接觸的“面”發(fā)展到“體”，并最終實(shí)現(xiàn)牢固的冶金結(jié)合。3）分類：①無助劑擴(kuò)散復(fù)合：兩金屬直接復(fù)合；②有助劑擴(kuò)散復(fù)合：兩金屬中有低熔點(diǎn)過渡金屬的復(fù)合；③過渡液相擴(kuò)散復(fù)合：一相是固相，一相是液相的復(fù)合；④相變超塑性擴(kuò)散復(fù)合：有一金屬屬于相變超塑性狀態(tài)的復(fù)合；4）用途：650℃~850℃的發(fā)動機(jī)組的臨界傳熱管、海水淡化傳熱管、高檔的發(fā)動機(jī)組復(fù)合缸體。（3）冶金復(fù)合1）定義：雙金屬復(fù)合過程當(dāng)中，復(fù)合界面形成一個單獨(dú)金屬相的復(fù)合。2）特性：復(fù)合界面寬；導(dǎo)熱、導(dǎo)聲、導(dǎo)電、導(dǎo)磁都沒有界面，沒有折點(diǎn)。3）分類：根據(jù)復(fù)合方式①爆炸復(fù)合:利用炸藥爆炸釋放的能量，使兩種金屬高速碰撞，在界面達(dá)到冶金復(fù)合的一種復(fù)合過程。由于爆炸的獨(dú)特性，復(fù)合界面的微觀組織有其獨(dú)特的特點(diǎn)。②液固澆注復(fù)合：低熔點(diǎn)的合金加熱至熔融狀態(tài)，使其熔澆在高熔點(diǎn)的合金上的過程。③雙液澆注復(fù)合：也叫雙澆工藝，將低熔點(diǎn)的合金澆注在特定將凝固的合金上的過程。④熱軋復(fù)合（擴(kuò)散復(fù)合升級）：在軋機(jī)的壓力條件下，伴以熱作用，使復(fù)合體表面氧化皮破碎，并在整個金屬界面內(nèi)產(chǎn)生塑性變形，在破碎后露出新的金屬表面處形成復(fù)合層的原子鍵合和互相滲壓嵌合。4）用途：①石油、天然氣管材：主要做油井管及集輸管?？梢蚤_發(fā)的品種有：碳合結(jié)與耐腐蝕不銹鋼或合金的復(fù)合管；如CrMo鋼與13Cr、超級13Cr、G825和C028等的復(fù)合管道。②化工管材：主要用于內(nèi)層為強(qiáng)腐蝕介質(zhì)，而外層則有強(qiáng)度要求的各種使用環(huán)境。如碳鋼與耐蝕不銹鋼30316L等的復(fù)合。③內(nèi)覆耐磨金屬材料：用于電廠粉煤、礦山礦粉和尾礦漿輸送等高磨損工作環(huán)境。④離心鑄態(tài)成品鋼管：高溫爐管、高溫?zé)挓藜肮┖笃诩庸さ蔫T態(tài)鋼管。167。 復(fù)合模具的改進(jìn)（1）第一代復(fù)合模具：利用其他領(lǐng)域的相似工具替代的。（2）第二代復(fù)合模具：根據(jù)復(fù)合理論，在原有的基礎(chǔ)上進(jìn)行改良設(shè)計而成。（3）第三代復(fù)合模具：根據(jù)復(fù)合分類，設(shè)計各種針對不同類型復(fù)合管的專用復(fù)合模具，復(fù)合力可控，復(fù)合尺寸可控。167。（1）開發(fā)期。外管：鍍鋅管、焊接管、無縫管；內(nèi)管：不銹鋼管、銅管。（2）成熟期。外管：鍍鋅管、焊接管、無縫管、不銹鋼管、銅管、鈦管；內(nèi)管：鈦管、銅管、不銹鋼管。167。 復(fù)合質(zhì)量的發(fā)展 167。：（1）2004年城鄉(xiāng)建筑行業(yè)頒布的《內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管》；（2）2005年石油天然氣行業(yè)頒布的《內(nèi)覆或襯里耐腐蝕合金復(fù)合鋼管規(guī)范》；（3）2006年中國工程建設(shè)標(biāo)準(zhǔn)化協(xié)會頒布的《給水內(nèi)襯不銹鋼復(fù)合鋼管管道工程技術(shù)規(guī)程》。167。 復(fù)合管檢驗(yàn)手段的發(fā)展：（1）聲學(xué)波和音學(xué)波檢驗(yàn)手段的建立:聲發(fā)射技術(shù)是一種新興的動態(tài)無損檢測技術(shù),通過評定聲發(fā)射源的特性來對結(jié)構(gòu)進(jìn)行檢測。材料在應(yīng)力作用下的變形與裂紋擴(kuò)展, 是結(jié)構(gòu)失效的重要機(jī)制。這種直接與變形和斷裂有關(guān)的彈性波源, 通常稱為典型聲發(fā)射源。（注：引自《蜂窩結(jié)構(gòu)的超聲和聲無損檢測技術(shù)》）（2）相控陣檢測技術(shù)：通過相控陣列和延時電子裝置、超聲波束可以按要求準(zhǔn)確地進(jìn)行定焦和導(dǎo)入、即聲束能夠回轉(zhuǎn)運(yùn)動。（3）無損探傷技術(shù)：①射線探傷：在各種成像技術(shù)中，射線實(shí)時（數(shù)字）成像技術(shù)的影響是最深遠(yuǎn)的，而由于現(xiàn)在射線成像板和線陣列接收器性能的大幅提高，以及微焦點(diǎn)射線源的完善和數(shù)字成像技術(shù)的進(jìn)步，使得射線實(shí)時成像技術(shù)有了長足發(fā)展。②磁性探傷：當(dāng)被此話的鐵磁性材料表面或近表面存在缺陷（或組織狀態(tài)的變化）從而導(dǎo)致該處的磁阻有足夠的變大時，在材料表面空間可形成漏磁場，通過各種輔助手段或儀器，檢測出漏磁場，既為磁性探傷。167。2 LF7型雙金屬復(fù)合管生產(chǎn)主機(jī)設(shè)計內(nèi)容167。 生產(chǎn)主機(jī)的動作分解、機(jī)構(gòu)保證、組合分類及任務(wù)167。 復(fù)合動作主線：167。（1）動作范圍：復(fù)合管材就位開始，到回零完畢。（2）動作內(nèi)容：夾緊并固定復(fù)合管材，阻止管材在復(fù)合過程中轉(zhuǎn)動及移動（3）夾緊裝置：根據(jù)杠桿定理，采用氣動裝置作為動力，夾口根據(jù)管材直徑進(jìn)行調(diào)整；夾