论文摘要
金属管道随处可见,与我们的生活息息相关,大多数管道在使用前都要进行管道内表面的防腐处理,以达到减小腐蚀、延长寿命的目的。目前民用金属管道的直径多小于100mm,常用的管道内壁表面除锈工艺方法主要有酸洗法、喷砂法、高压水法、机械法等,酸洗法质量不稳定,产生的废气、废液对环境污染严重;喷砂法除锈效果较好,但容易产生二次锈蚀,生产过程产生较大的噪声污染环境,工艺要求的一次性投资较高;高压水法除锈效果比喷砂法更好,但废液对环境有污染,而且除锈设备技术含量较高,目前国内还没有生产;机械法会产生大量锈尘,主要适用于大口径管道及管道外表面。这些方法由于受技术及设备的限制,都不适用于小口径(内径100mm以下)管道内壁的除锈,小口径管道内壁的除锈已经成为工厂急需解决的难题。课题研究设计的振动除锈机,应用共振原理将预置在管道内部的磨料抛掷起来,从而获得一定的能量反复冲击钢管内壁,达到清除锈斑、氧化皮的目的。磨料的冲击能量,可以通过调节振幅和频率来调整,每次可以处理10根长度尺寸3000mm、内径<100mm的钢管,机械化程度较高,提高工作效率,降低了工人的劳动强度,而且磨料可以反复使用,除锈成本较低,不产生有污染的副产物,是一种环保的新型除锈方法。目前已经完成振动除锈试验效果分析、振动除锈机的机械系统设计工作。在已有机械系统结构设计基础上,课题研究取得的主要成果:(1)利用工程设计软件对振动台主要零部件进行三维实体建模虚拟装配,进行干涉检验,验证机械结构设计的合理性;(2)应用模态分析理论和动态有限元技术,分析振动台主要零部件(箱体、激振轴、主传动轴)约束条件下的固有频率和振型,避免主要零部件与主振频率发生共振;(3)在板弹簧调节达到刚性极限情况下,分析竖直振动台在受到最大水平和竖直方向惯性力的瞬时状态时的应力、应变和变形,对薄弱环节进行结构改进以满足强度和刚度要求;(4)在板弹簧调节达到刚性极限同时竖直振动台受到最大激振力的瞬时情况下,对竖直振动底部支撑板进行结构分析;(5)利用共振的原理及减小激振力的动力学方法对竖直振动台进行了模态分析和谐响应分析,保证在设计的激振力作用下,竖直振动台处在共振状态下振动,满足振幅的设计要求;(6)对振动除锈机械的圆柱滚子轴承的滚动体进行结构优化分析,设计了空心圆柱滚子,可以有效吸收振动、降低边缘应力集中效应,提高滚动轴承的疲劳寿命。
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