搜索
一、研究意义及国内外研究现状综述1．研究的意义进入21世纪，机械工业进入前所未有的高速发展阶段，由于机械制造业作为一个传统领域已经发展了很多年，许多大型设备应运而生,然而对于一些体积较小，加工方式不太复杂的工件来说，则应尽可能减小其加工设备的体积，降低成本，方便使用，易于携带，并且还应不断提高其自动化的程度。新时期世界制造业市场竞争激烈,制造业不仅要灵活多变地满足用户对产品多样性的需求,而且还要满足用户对产品敏捷性的需要，一个方便使用，功能又不输于同功能大型设备的产品，必定会受到顾客的欢迎。新世纪的到来,将使制造业的发展面临更加蓬勃的生机和更加激烈的竞争。此时,在无法预测和持续变化的市场环境中,制造业如何能按客户需求做出快速响应,是关系到制造业生死存亡的重大问题。套丝机是一种管件螺纹加工机械，但目前市场上的套丝机大多为台式套丝机，其原理与车床上套丝原理相同，管件旋转，套丝板牙轴向移动，整机体积及重量较大，移动不便，劳动强度大,效率低,且无定位装置,丝扣长短很难控制。仅适用于管件专业加工工场，无法满足工作场所灵活多变的要求，如建筑工程施工和家庭的自来水管的安装中，经常需要对大量的钢管进行套丝加工，因此有必要开发设计便携式套丝机。顾名思义，便携式套丝机就是可以很方便携带的小型套丝机。相比于市场上已有的套丝机，该机器可以更好地实现自动化，减少人类劳动。同时，该机器可以在随变化的工作场所为管件加工螺纹。便携式套丝机按管件的直径大小以及所加工螺纹的尺寸，来选择套丝板。使用时，只需将管件放于机器上，加工过程中无需人力辅助。随着现在城市的发展，对管件的灵活性要求越来越高，生产一台灵活性高、实用性强、便于携带的套丝机可以方便的在施工现场加工所需的管螺纹，缩短了时间，降低了成本。应用便携式套丝机，工作效率高，易于上手，加工质量高，有很好的适应性、灵活性。对于加工一些直径较大，形状较复杂的管件，还有待进一步研究。2.国内外研究的现状国内：我国的气动机械行业起步晚，但发展很快。早期，锅炉管道工在用板牙人工套丝,劳动十分繁重。锅炉职工学习其他单位的经验并结合自己的实践,试制了一种半自动套丝机,，经过四年多的使用证明,革新的这种机械,简易可行,减轻了体力劳动,提高了工效,也避免了用手扳动板牙扭伤手臂和腰部的事故。为了节省制造成本,近年来,市场上出现了重型和轻型两种套丝机。如今，重型套丝机仍然被大多数厂家使用，这种类型的套丝机，体积庞大，不便于移动，而且需要人来辅助完成套丝，主要用于大批量的管件加工，制造成本较高，不适合小批量生产加工，灵活性差。相比重型套丝机而言，轻型套丝机越来越受到大众的欢迎。该类型套丝机适合加工一些中小批量的管件，灵活性好，但是也需要人力来辅助完成，并且加工管材的尺寸有限。另外，手持式套丝机也是比较流行的，小巧方便实用，特别适合单根或小批量的管件加工。现在我国生产套丝机的厂家有很多，如：苏州市国亚精密机械有限公司、上海锦志机械有限公司、上海长恩机电设备有限公司、钰明山(漳州)机械工业有限公司等等。生产的基本上是半自动套丝机，其原理是模仿手工套丝的动作,电机通过减速器带动管件缓慢转动，套丝板沿导轨缓慢移动。由于套丝的动作过程与人工操作相仿,机械施力均匀,套出的管丝比人工好,质量符合套丝要求。国外：相比于国内而言，国外在套丝机方面发展较早。国外的品牌主要有：日本京泰亚赛福科技发展有限责任公司CN50A-I套丝机，其装有体积小，功率大的串激电机，2寸套丝30秒即可完成，效率高，在电压降低时不影响电机工作。主轴台采用铝合金压铸，重量轻，体积小，日本原装专用电脑加工中心加工，保证精工。整机采用粉末涂装，涂装表面粘着力强，不易脱落，抗腐蚀、美观。采用强力卡盘及活爪，管道紧固力强，不易打滑，耐久，同时适用于铁塑复合管的夹紧套丝。美国艾默生里奇公司，其生产的产品535A型自动套丝机具有自动夹紧功能，并配有6.6l（1.75加仑）大储油槽，大尺寸碎屑托盘，宽大的顶部罩壳区域可方便地放置工具和配件。该机器有较大空间的台架。可与141型齿轮驱动套丝头配合使用。可以使用816/817半自动型、815A自开式和811A快开式牙模头。有长度标尺，可快速、准确切割。美国力得SD82手动套丝机。底盘尺寸可任意调整，四方板牙可单独更换，这些特点使力得手动套丝机成为市场上最经济、最方便、最灵活的套丝工具。由于底盘可针对管径大小而调整，因此给各个管径套丝时只换板牙即可，无需连套头和绞牙一齐换。其它套丝机每套一个尺寸时，均需同时换套头和绞牙。不仅重量多出25％以上，而且占工具箱和卡车的空间。此外，力得的设计包括两组棘齿装置，套丝速度比其它工具快一倍，适合小空间操作。可调底盘非常适合带保护层的管子。四方板牙还可用作梳刀，帮助修复破损的螺纹。力得手动套丝机和板牙使套丝工作从始至终都极为省力和精确。从这几个公司生产的产品来看，国外的技术还是比较先进的，生产的设备更加实用，可以应对不同尺寸的管件，并且更加灵活。虽然体积不断在减小，但功能却十分齐全。同时，部分已经采用了先进的智能设备，使用起来更方便，更得心应手。二、论文拟研究解决的主要问题便携式套丝机预达目标是能够准确方便的对管件进行套螺纹，经过智能定位系统，可以准确地将管件定位到相应部位并进行切割、倒角、套螺纹。由于套丝过程中，各部分需要密切的配合。这就需要解决便携式套丝机的如下问题：1.管件的转动速度以及套丝板的进给速度。２.倒角装置的进给时间、进给速度、进给距离。３.切刀的切削深度、切削时间。4.电气控制系统的设计。三、论文研究主要内容对于机械部分，大致需要完成以下三方面的设计：(l)动力传动部分功能,提供能量及能量输送;(2)执行部分功能,提供能量的受体,完成预定的螺纹加工动作;(3)支撑导向部分功能,支撑动力、传动及执行机构,满足运动导向要求。用于实现上述各个分功能的载体可分别表述为动力传动模块、执行模块和支撑导向模块。动力传动模块方面。采用感应电机（异步电机）提供动力，异步电机结构简单、运行可靠、坚固耐用，并设计齿轮减速装置来控制输出的速度，使管件平稳的作旋转运动。执行模块方面。因为套丝过程中，管件只能作旋转运动，所以套丝前应将管件夹紧，需设置管件自动夹紧装置。对于自动切割装置，要确保开始运行时间与切削深度，避免切削过量，或切削未完成。对于自动倒角装置，也应确保其开始运行时间以及管件倒角的深度。对于套丝板，要使其沿导板匀速移动，与管件的旋转运动配合得当。支撑导向模块方面。各部件配合尺寸要精密，导板要平滑。对于电器控制方面，主要应对以下方面进行设计：（1）各部分电机的启动和停止；（2）切割装置的运行程序；（3）倒角装置的运行程序；（4）供油系统的运行程序；（5）管件夹紧装置的运行程序；电器控制装置不应设计过于复杂，应满足便携式的要求。四、论文计划进度3月09日—3月22日查阅资料，熟悉有关的资料，学习有关知识，参观学习；3月23日—4月13日制定总体设计方案；4月14日—4月30日绘制平台总图；5月01日—5月10日绘制重要零件图；5月11日—5月20日整理资料，编写设计说明书。5月21日—5月31日修改设计说明书，准备答辩。总结套丝机广泛应用于管件螺纹的加工，例如生活中常见的暖气管道螺纹加工，自来水管道螺纹加工。便携式套丝机是在套丝机半自动化、小型化的发展过程中，进一步的创新，既减少了对人力的需求，也缩小了体积，便于携带、搬运，有一定的灵活性。在现代化建设过程中，设施的多样性，造成了管件需求的多样性。便携式套丝机可以广泛用于施工现场，加工中小批量的管件。同时，其智能化也顺应时代的发展，可以节省出大量人力、财力。便携式套丝机的设计，涉及机械学、电气控制技术、自动控制技术等科学领域，是一门跨学科综合技术，可以灵活地加工不同直径的管件。