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哈爾濱工業(yè)大學華德應用技術(shù)學院畢業(yè)設(shè)計（論文）
摘 要
隨著我國空調(diào)、制冷業(yè)的發(fā)展，對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，翅片散熱管繞制機僅靠進口已經(jīng)不能適應市場競爭的要求。因此有必要借鑒國內(nèi)、外繞制機的先進技術(shù)設(shè)計出一種全新的自動繞制機，以適應現(xiàn)在市場的需求。
本文從特殊暖氣管繞制機的功能要求出發(fā)，在查閱大量有關(guān)國內(nèi)、外繞制機文獻的基礎(chǔ)上，提出了自動繞制機的總體設(shè)計方案，確定了該繞制機的繞制原理、加工工藝過程及總體布置等。
課題來源于哈爾濱熱風機制造廠和哈爾濱理工大學聯(lián)合研制開發(fā)的合作項目。本設(shè)計擬解決原有傳統(tǒng)的半機械、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強度，實現(xiàn)了產(chǎn)品螺距的無級調(diào)節(jié)，并可實現(xiàn)程序管理、參數(shù)預設(shè)置、自動和手動等功能。能夠有效地提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和自動化程度，提高企業(yè)在市場上的競爭力。
關(guān)鍵詞 翅片散熱管；繞制機；電動機；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 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 2
1.2.1 國內(nèi)研究現(xiàn)狀 2
1.2.2 國外研究現(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 6
2.1 設(shè)計要求 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 運動計算 13
2.6 動力計算 15
2.6.1 壓緊力的計算 15
2.6.2 鋼管轉(zhuǎn)動的有效功率 16
2.6.3 總傳動效率 16
2.6.4 主運動電機功率 17
2.6.5 進給運動電機功率 17
2.7 本章小結(jié) 17
第3章 主要零部件設(shè)計 19
3.1 床身設(shè)計 19
3.2 自動上料裝置設(shè)計 20
3.3 托架設(shè)計 21
3.3.1 托架結(jié)構(gòu) 21
3.3.2 托架功用 22
3.3.3 托架工作過程 23
3.4 下料裝置設(shè)計 23
3.5 繞制裝置設(shè)計 24
3.6 本章小結(jié) 25
第4章 主要零部件的選擇、計算與校核 27
4.1 電機的選擇 27
4.2 同步齒形帶的計算 27
4.3 齒輪齒條傳動 29
4.4 矯正裝置中彈簧的設(shè)計計算 30
4.4.1 選取材料和確定許用應力 31
4.4.2 計算曲度系數(shù)k 31
4.4.3 計算鋼絲直徑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)計計算 33
4.5.1 液壓缸的設(shè)計概述 33
4.5.2 液壓缸的計算 33
4.6 軸承的計算與校核 35
4.6.1 壽命計算 35
4.6.2 靜載荷計算 36
4.6.3 許用轉(zhuǎn)速驗算 37
4.7 本章小結(jié) 37
結(jié) 論 39
致 謝 40
參考文獻 40
附錄1 譯文 43
附錄2 英文參考文獻 46
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第1章 緒 論
1.1 課題背景
本課題來源于哈爾濱熱風機制造廠和哈爾濱理工大學聯(lián)合研制開發(fā)的合作項目。哈爾濱熱風機制造廠是制造暖風機和組合式空調(diào)機組的專業(yè)生產(chǎn)廠家，翅片散熱管是其主要產(chǎn)品之一。
特殊散熱器繞制機是生產(chǎn)翅片散熱管（以下簡稱翅片管）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，利用翅片進行熱交換的一種換熱元件。這種翅片管是目前國內(nèi)外一致公認的一種新型高效熱交換元件，是先進的節(jié)能產(chǎn)品，可廣泛應用于機械、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、暖風機等設(shè)備上。由于我國現(xiàn)有的繞制機多屬于半機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的對產(chǎn)品質(zhì)量、品種和規(guī)格的要求。因此，借鑒國外的先進技術(shù)，開發(fā)具有自動控制功能的繞制機是一項極具開發(fā)潛力的項目。
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題之一。世界各國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，利用地熱，太陽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?，F(xiàn)在國內(nèi)市場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鋼管轉(zhuǎn)動和鋁帶的軸向移動使鋁帶變成螺旋狀，進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，因此通過鋼管的熱量全部傳給鋁帶，經(jīng)過鋁帶向外部散熱，這樣就更好的達到了散熱的效果，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和電熱效應，局部加熱鋼管與鋼帶的接觸面及待焊區(qū)，使接觸面達到塑性可焊狀態(tài)，同時在翅片外側(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到固態(tài)原子間的結(jié)合，從而實現(xiàn)接觸面的塑性焊接。這種翅片管的特點是焊接速度快，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]。