论文总字数：20467字

摘 要

水泥制管工艺发展至今，主要有三大类：离心式水泥制管工艺、辊压式水泥制管工艺、立式径向挤压制管工艺。随着我国逐步发展壮大，城市化建设的推进，立式径向挤压水泥制管工艺满足发展需求，成为了主流制管工艺。引进国外的先进水泥制管技术，在此基础上发展创新，来自行设计制造国产设备，例如，制造过程中对水泥管的振动压实所用的振动下模设备等。

立式径向水泥制管的技术和加工设备在国内已比较成熟。立式径向挤压制管技术对生产小口径管道(φ300-φ1200)方面有着很大优势，具有着高效节能、高产量和质量稳定等特点。

本次课题是对水泥制管机主传动系统的振动下模进行改进设计，在满足实际生产加工的需求的同时，保证在生产加工过程中制造出的水泥管能达到加工的目标要求。

关键词：水泥制管机；立式径向挤压水泥制管工艺；振动下模

MAIN TRANSMISSION SYSTOM OF CEMENT PIPE MACHINE—THE DESIGN OF VIBRATION DIE

ABSTRACT

There are three main types of development of cement pipe technology: Centrifugal cement pipe technology, roller type cement production process and vertical radial extrusion process.With the gradual development of our country and the advancement of urbanization, the vertical radial extrusion cement pipe technology has met the development demand and has become the mainstream manufacturing process.On the basis of the introduction of advanced cement pipe making technology from abroad, it develops and innovating, from the design and manufacture of domestic equipment, for example, the vibration die equipment used in the vibration compaction of the cement pipe during the manufacturing process.

Vertical radial cement pipe technology and processing equipment has been relatively mature in China. Vertical radial extrusion technology has great advantages in the production of small diameter pipes which from 300mm to 1200mm. It has the characteristics of high efficiency, energy saving, high yield and stable quality.

This task is to improve the vibration die of the main transmission system of the cement pipe machine. While meeting the needs of the actual production and processing, the cement pipe produced in the process of production and processing can meet the requirements of the processing target.

Keywords: Cement pipe making machine; vertical radial extrusion cement production process; vibration mode.

目录

摘要 II

ABSTRACT III

第1章 绪论 1

1.1 课题的背景和意义 1

1.2 课题研究的内容和意义 1

1.3 立式径向挤压水泥制管机设计原理 1

1.4 立式径向挤压水泥制管工艺相对其他制管工艺的创新点 2

1.5 本课题在实际中的应用及效益 2

第2章 水泥制管机振动下模的构成及工作原理分析 3

2.1 水泥制管机振动下模的结构 3

2.1.1 振动台本体设计 4

2.1.2 振动梁设计 5

2.1.3 振动连接环设计 6

2.1.4支撑及夹紧组件设计 7

2.1.5滑架设计 8

2.2水泥制管机振动下模包含的运动分析 9

2.2.1周向齿轮的旋转运动 10

2.2.2由振动电机引起的径向振动 11

2.3水泥制管机振动下模的工作过程 11

2.3.1立式径向挤压水泥制管机振动下模的制管工艺优点 11

2.3.2立式径向挤压水泥制管机振动下模的制管工艺缺点 11

2.3.3立式径向挤压水泥制管机振动下模的制管工艺可行性分析 11

第3章 振动下模的装配图与主要零件图的绘制 12

3.1 SolidWorks三维装配图的绘制过程 12

3.2 SolidWorks二维图装配图绘制过程 13

3.3 装配图中部分零件的计算 15

3.3.1齿轮的选择 16

3.3.2轴承的寿命计算 20

3.4 二维零部件图绘制 22

3.4.1 三维图转二维图 22

3.4.2 尺寸标注 20

第4章 标准件和外购件的选取 24

4.1 设计中所用的标准件选取 24

4.2 设计中所用的外购件选取 24

第5章 立式径向挤压水泥制管机振动下模的改进设计 29

5.1 立式径向挤压水泥制管机振动下模的改进方案 29

5.2 立式径向挤压水泥制管机振动下模的改进难点 29

第6章 水泥制管机主传动系统-振动下模设计总结 30

致谢 31

参考文献 32

第1章 绪论

1.1 课题的背景和意义

随着科技的发展、时代的进步，我国工业的发展正向着智能化，绿色环保的方向发展。由于大量的追求经济增长，环保问题日益严重，在去污排水方面，水泥管发挥着巨大的作用。目前市场上水泥制管机的种类很多，包括离心式水泥制管机、悬辊式水泥制管机、立式挤压制管机等。离心式水泥制管工艺以石子、沙子、水泥为原料，可生产1000mm-4000mm、内径300mm-1200mm各种平口、子母口、承插口等钢筋混凝土水泥管。各项力学指标完全符合国家标准，广泛应用于高等级要求的市政排水、深井、高速公路给排水工程，生产效率高。芯模振动成型制管工艺原理：通过内芯的振动以及钢体模具的旋转来产生的压力和离心力。这样使得水泥或者混凝土密实进而成型可生产内径300mm—2400mm，长1m到5m的内含钢筋的水泥管。具有强度刚度大的优点，适用于内径要求比较大，刚度强度等要求较高的工作场合。在国外，水泥制管机的应用较为广泛，创新型产品也日益增多，需要我们不断努力创新发展，来提高我们的生产水平。

水泥制管机主传动系统是由动力箱，旋压头传动系统，配料上模，振动下模，机架等多个部件组成。其中振动下模用于支撑水泥管的承口模及水泥管，并且上下振动夯实水泥管的水泥浆达到水泥管内部密实和提高水管壁强度的目的。本次课题设计主要是针对振动下模进行的，期间需要运用SolidWorks软件进行绘制并且修改，加上基础的机械课程知识，完成本次任务，是真正意义上的理论结合实践的过程。

1.2 课题研究的内容和意义

本课题主要研究的是立式径向挤压制管机主传动系统振动下模的设计，立式径向挤压制管工艺是生产制造混凝土和钢筋混凝土排水管工艺之一，主要生产内径300mm-1200mm的小口径管为主。除了立式径向挤压制管加工成型工艺，市场上还具有离心式水泥制管成型工艺、悬辊式水泥制管成型工艺。随着我国城市化发展，产业优化的步伐逐渐加快，促进我国由劳动密集型向技术型发展，由高能耗、高污染能源向环保能源的转变。从而离心式水泥制管成型工艺、悬辊式水泥制管成型工艺的缺点凸出，已不能适应国家的发展趋势，立式径向挤压制管工艺脱颖而出，逐步替代传统的制管工艺，成为了主要研究和创新发展的项目。

1.3 立式径向挤压水泥制管机设计原理

立式径向挤压制管工艺以径向挤压制管机为主要设备，自动化搅拌设备及拉筋式自动变径滚焊机为辅助设备来完成制管工作。把生产混凝土管材的生产过程集中到一个固定的平台上，在平台上放置水泥管模具，浇灌成型，之后进入下道工序御模养生等等。把振动装置安在平台里，由平台产生的振动力推动模具振动，由振动推力完成管材体的密实。在生产管材时，既可以把模芯固定在平台上，也可以将模芯和外模组装之后，在平台上移动使用，最大的满足了工艺需求。平台中的振动力，其传导媒介是胶墩，减少了钢质弹簧振动力不匀的弱点，保证了振动频率的稳定。对传统的机械振动器，经过革新改进，使其产生的振力更具方向性，以满足平台纵向振动的技术要求。立式径向挤压制管机设备从工作类别上分为机械系统、电器系统、气动和液压系统四个部分。制管机机械设备是整个制管系统设备 的最重要结构，由机身、送料机构、动力减速箱、喂料研磨装置、换模转盘、承口成型机构、模具及附件组成。

1.4 立式径向挤压水泥制管工艺相对其他制管工艺的创新点

离心式水泥制管工艺是事先将原料填充到离心机内，随着离心机做旋转运动，在离心力的作用下，让原料在钢筋网上成型为水泥管状。离心式水泥制管工艺方式相对简单，因此成形的水泥管有很多质量问题。比如水泥管内部钢筋网焊接不紧固，很容易在生产过程中导致少筋或没有筋的情况，严重影响水泥管的质量。并且是利用离心力成型，钢筋网的位置很难居中，致使钢筋网的防护层不均匀，水泥管受力不均衡，时间长久会导致管壁破裂。

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