大直径管道切割对开式钻铣机的机械性能研究.pdf

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1、·机械制造·邓子龙，等·大直径管道切割对开式钻铣机的机械性能研究大直径管道切割对开式钻铣机的机械性能研究邓子龙，许龙，吴明，李强，钮科(辽宁石油化工大学a．机械工程学院，b．石油天然气工程学院，辽宁抚顺113001)摘要：针对大直径管道切割对开式钻铣机研制与开发时产生冗余和共振现象，预先对其重要部件进行有限元分析，可为设计提供参考。运用三维Pro／E软件建立了对开式钻铣机的几何模型，利用ANSYS软件对其有限元模型进行静态和模态分析，得到模态频率、主振型、变形和强度等分析结果。模态分析结果表明，钻铣机的结构设计是合理的，静态分析的结果可以为产品的结构优化设计提供参考依据。

2、关键词：对开式；钻铣机；定支架；管道；性能分析中图分类号：TH69；TP391．92文献标志码：A文章编号：1671—5276(2014)04—0006—03MechanicalPerformanceResearchofDividedMillin~MachineUsedinLargeDiameterPipeCuttingDENGZi·long，XULong，wuMing，LIQiang，N1UKe(a．SchoolofMechanicalEngineering，b．CollegeofPetroleumEngineering，LiaoningShihuaUniversity

3、，Fushun113001，China)Abstract：Accordingtoredundancyandresonancephenomenonoccuringduringtheoperationofdividedmillingmachine，thispaperdoesthefiniteelementanalysisofimportantcomponentsandprovidestherelevantreferenceforthedesign．Firstly，thegeometricmodelofthecompletemachineisestablishedbyuseof

4、3DsoftwarePro／E．Then，ANSYSsoftwareisusedtoanalyzethestaticandmodalfiniteelementmodelandtheanalyticalresultsofthemodalfrequency，principalmode，displacementandintensityofthestaticbracketwereobtained．Theresultsindicatethatitsstructuredesignisreasonable．Thereferenceparametersareprovidedforopti

5、malstructuredesignofproducts．Keywords：dividedshape；millingmachine；bracket；pipe；performanceanalysis大直径管道切割对开式钻铣机(以下简称为钻铣机)可以进行装配的运动学分析和仿真，运动仿真的结果不但在国外的管道施工中已得到普遍的应用，美国的E．H．可以以动画的形式表现出来，还可以以参数的形式输出，Waehs公司已经独立研发出TravellingPipecutter⋯切管从而可以获得零件之间是否干涉，干涉的体积有多大机且已应用于工程实际中，正在向国内市场推广使用。国等，经仿真分析钻

6、铣机无干涉产生。内对管道切割的研究起步相对晚一些，大部分是在国外设备基础上的仿制和改进¨。国内的几家生产厂商研制出适用于大管径、长输管道施工现场加工机械，只能用于大直径管道开坡口，而管切割仍然未能实现标准化生产。本文设计的钻铣机是用于远距离大口径油气输送管道切割与开坡口的自动化设备，国内最新型的大直径管切机，对其进行机械性能的分析可以为研发设计提供必要的依据。1对开式钻铣机工作原理6钻铣机主要由动力元件液压电机、传动元件动支架与定支架和执行元件钻铣头组成。液压电机有两个，一个为l一动支架开合块；2一动支架；3一支腿；4～定支架；动支架提供转动动力，一个为钻铣头提供切削动力

7、。定支5一主驱动液压电机箱体；6一定支架开合块；7一压块；8一管道架通过支脚固定于要切割的管道上，动支架通过与定支架图1钻铣机模型简图之间的滚子和定支架进行连接。为了说明钻铣机的工作原理，运用三维建模软件Pro／E建立钻铣机的整机结构模对开式钻铣机的定支架和动支架都为两半环，工作前型如图1所示。Pro／E软件的运动学分析模块Mechanism作者简介：邓子龙(1967一)，男，辽宁葫芦岛人，教授，硕士，主要研究方向为机电液一体化，机械现代设计与理论。·6·http：∥ZZHD．chin~ourna1．net．caE—mail：