管道缠绕机外国论文(一)
玻璃钢管道缠绕机
玻璃钢管道缠绕机
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发布者：admin 发布时间：2011-7-15 阅读：85次 【字体：大 中 小】
内壁光滑、 流体阻力小、对输送介质无二次污染、 保温性能好和工程造价低等诸多优点, 使其成为传统钢管的最佳替代品, 在输油输水 、 化工和热电工程 中得到广泛应用。据报导, 2 0 0 1 年西欧玻璃钢管的市场需求量达到 6 . 7万吨, 且年增长率在 1 0 %以上, 世界上各大知名玻璃钢管生产企业纷纷加强研发力量, 极大促进了玻璃钢管工业的发展。目前, 世界各国生产玻璃钢管的主要方法是纤维缠绕成型法。缠绕机是纤维缠绕成型的关键设备, 工作时, 浸渍胶粘剂的纤维纱片通过缠绕机小车上的丝嘴按设计的线型有规律地铺敷在芯模表面上形成缠绕层, 多层缠绕后形成端部带有阴螺纹的缠绕构件 。 本公司研制的缠绕机为卧式, 芯模水平放置。缠绕时, 芯模绕其主轴匀速转动, 小车电机拖动小车沿芯模轴向往复运动, 带动绕丝嘴按一定缠绕角度完成纤维在芯模上的缠绕铺放, 达到制品的技术要求。 模块化开放式数控系统已成为当今数控技术的发展方向 3 J , 本公司的缠绕控制系统采用嵌入式多任务运动控制器实现主轴和小车的同步运动控制和缠绕逻辑控制。讨论了基于 P C机和 T R I O运动控制器的开放式缠绕机数控系统的开发。 玻璃钢管缠绕机控制系统结构缠绕机由带动玻璃钢管芯模旋转的主轴、 对芯模排布玻璃纤维的小车和树脂以及固化剂供给系统等设备组成。卧式缠绕机缠绕工作时, 芯模绕其主轴匀速转动, 小车电机拖动小车在工作台上沿纵向往复运动, 带动绕丝嘴按一定缠绕角度完成纤维层在芯模上的缠绕铺放工作。小车电
机在往复运行时要根据工艺要求不断进行加减速, 而且小车和主轴负载随着缠绕胶量的变化而变化, 易造成导丝头和芯模的相对位置的变化, 从而造成线型异变和纱片搭接不良。缠绕机系统为一个惯量变化很大的非线性时变位置同步随动控制系统, 因此, 采用基于电子齿轮的位置跟踪控制方式以确保纱片搭接良好。电子齿轮模式实际上是一个多轴联动模式 , 其运动效果与两个机械齿轮的啮合运动类似。当前轴工作在电子齿轮模式下时, 需设定电子齿轮传动比, 当前轴将按照这个速度比值, 跟随主动轴运动。主动轴的运动模式可以是任何一种运动模式。当前轴运动位移增量等于与之相联系的主动轴的位移增量乘以电子齿轮传动比。 如图 I 所示。上位机采用台湾研华 1 P C 6 1 0 机箱和 P c A一6 1 7 9主板, 它与英国伍o M o t i o n T e c h n o l o g y公司的M C 2 0 6 运动控制器通过 R S一 2 3 2 串口实现通讯, 形成一个功能强大的开放式运动控制系统。工业 P C机负责人机界面管理、 运动状态显示、 远程监控和工艺文件存储等功能, 运动控制器负责实时运动控制和逻辑控制, 该结构支持软件升级和功能扩展, 具有上、 下两级的开放性。 缠绕机主轴电机是 7 . 5 k W 的三相交流异步电动机, 用日本安川 I C I MR—G 7 A 4 7 p 5变频器驱动。对于主轴电机的速度, 本系统采用了抗负载变化能力较大的闭环控制方式。运动控制器轴 3 接口的模拟量输出作为变频器速度控制输入信号, 在运动控制器开环控制状态下设置模拟量电压输出值实现变频器速度控制。安装于变速箱输入轴上的一C WZ 1 X旋转编码器完成主轴转角和速度的检测。变频器采用带 P G矢量控制方式, P G—X
2速度卡把编码器采样的信号一路作为变频器输入实现速度闭环控制, 一路作为速度和位置信号输入到控制器的编码器接口4 , 实现了由一个编码器完成速度闭环控制和主轴转角位置采样的功能。小车采用安川 S G M G H一 4 4 A C A 6 1 伺服电机完成精确定位, 它沿玻璃钢管轴向往复运动, 按照缠绕规律以一定的响应速度和精度跟踪主轴运动。轴 0接口工作于伺服模式, 完成小车伺服电机的闭环控制。主轴编码器反馈接到 MC 2 0 6轴4接口, 作为参考编码器的输入轴, 为小车同步运动提供一个编码器输入。 缠绕机控制系统软件设计 缠绕机控制系统上位机程序采用 Mi c r o s o f t 公司的V C+ + 6 . 0 基于 Wi n d o w s 2 0 0 0平台开发, 完成工艺文件设置和管理、 远程监控和机床运行状态显示等功能。工控机和 MC 2 0 6通过串口基于 MO D B U S协议完成工艺参数下载和机床状态参数上传显示。 通讯采用主从方式的查询机制, 系统将工控机设为主站, M C 2 0 6设为从站, 只有主站发出查询时, 从站才能给出响应, 从站不能主动发送数据。工作时工人选定待缠绕管件型号并将工艺文件下载后, 进入缠绕加工状态, 此时所有运动和逻辑控制由完成, 从站仅响应主站的查询并上传状态数据。即使工控机由于某种原因出现故障或死机, 也不会影响当前管道的缠绕加工。从而提高了系统的稳定性和控制的实时性。 运动控制程序采用 T r i o B A S I C多任务语言编制。通过运行在 P C机上的 Mo t i o n P e r f e c t 软件将编制好的运动控制程序下载到 MC 2 0 6内即可脱机运行。T r i o B A S I C语言有三种不同类型的存储变量: 命名变量、 V R( ) 变量和 T A B L E区变量。
命名变量是局部变量, 仅在定义它的任务内有效。 变量是可被多个任务共享的全局变量, 它可用于任务间通讯; T A B L E 区通常是用于存储 C A M/指令曲线的存储区, 本程序用于存储缠绕管道型号的工艺文件。运行的用户程序被称为线程或任务。 对于复杂的多任务程序应为线程分配优先级,控制器缺省的伺服周期是 l m s , 该周期在内部被分成三个时间片, 每个时间片为 1 / 3 m s , 它们在内部分别被用来处理伺服功能, 通讯和通常的“ h o u s e k e e —‘ 任务。在每个时间片内剩余的时间被用于运行用户程序。M C 2 0 6最多可运行 7个用户线程, 每个线程用从 l 到 7的数字标号, 最高标号的线程( 线 程7和 6 ) 被分配固定的时间片, 它们被称为” 快速任务“ , 主要用于有以下要求的任务: 要在每个伺服周期都要进行处理的任务; 具有大量的运算和处理的任务; 任务启动后程序执行速度不能改变的任务。 5 g - 线程被称为” 慢速任务“ , 它们具有共同的优先级, 程序执行速度会随任务的增加而降低。用户可以使用指令启动任务使其按指定的优先级运行。 在上位机软件 Mo t i o n P e r f e c t 中打开一个” T e r m i n a l “窗口可以设置一个” C o m m a n d L i n e “ 端 口, 它始终使用” 0 “ 号任务, 用于从上位机输入指令并立即运行 。该缠绕机控制软件中共建立了四个任务, 其中任务 7用于缠绕机电机运动控制和机床逻辑控制, 任务 6用于管理机床与缠绕相关的 I / O信号和主轴转速控制, 任务 2 完成串口通讯功能, 任务 1 实现输胶控制。控制程序的任务功能和执行时间分配如图 2 所示。其中任务 7和 6的优先级最高, 每个伺服周期( 1 I n s )
都分配时间片, 任务 1 , 2和/ L ) 优先级相同, 在每个伺服周期轮流为其分配时间片。缠绕程序任务功能和执行时间的分配如图2 所示。 缠绕机加工控制工作状态分为手动、 半 自动和自动三种状态。手动状态用于单独控制芯模和小车的运动。半自动状态下芯模和小车协调运动进行环向缠绕, 缠绕的长度由工人控制。自动工作状态下可按工艺文件设定参数实现环向和螺旋 自动缠绕。此外控制程序还具有零点校正、 自动零点、 断点缠绕和缠绕过程人工干预等功能。 该缠绕机数控系统结合了工业 P C机和嵌入式运动控制器的优点, 充分利用了 T R I O运动控制器的电子齿轮功能。系统可以根据工艺要求进行自动缠绕, 并具有系统运行状态显示、 远程通讯、 故障诊断与报警和反向间隙补偿等功能。该缠绕机纱片宽度在 8 0 ～2 2 0 m m之间任意调节, 可满足不同管径管道的缠绕要求。最高出纱速度可达 Mm / m i n , 芯模转角分辨率为 0 . 0 1 8 。 , 小车轨迹控制误差小于0 毫米, 整机响应速度快, 性能稳定, 操作简单。该系统已经应用于大庆竹田复合材料有限公司, 实践证明该系统对提高玻璃钢管缠绕成型工艺的技术水平、 自动化程度和管道质量具有非常重要的作用, 并缩短了管道的开发周期, 减少了工作人员的劳动强度, 提高了生产效率, 降低了生产成本。
管道缠绕机外国论文(二)
管道外缠绕施工方案
中化泉州1200万吨/年炼油项目38万吨/年硫磺回收联合装置埋地管道防腐
施工组织设计
批准：韩玉刚
审核：韩师堂
编制：程广强
编制单位：北京国勤防腐保温工程有限公司
2012年5月17日
审 批 栏 施工单位：
章
审核人：
年 月 日 监理单位：
章
审核人：
年 月 日 建设单位：
章【管道缠绕机外国论文】
审核人：
年 月 日
目 录
一、 工程概况—————————————————— 1
二、 编制依据————————————————――1
三、 施工————————————————―――― 5
四、 主要进度计划——————————————―― 8
五、 主要物资供应计划—————————————— 8
六、 主要资源供应计划—————————————— 9
七、 主要技术措施————————―――――――—9
八、 竣工资料——————————————————12
九、 附件———————————————————— 13
十、 增加质量方针、目标
十一、 施工程序增加验收【管道缠绕机外国论文】
中化泉州石化有限公司地管防腐
施工方案
1、 工程概况：
1.1 建设单位：山东三维石化股份有限公司
1.2 工程名称：38万吨/年硫磺回收联合装置1.3工程内容：
埋地管线机械除锈（达到St3级标准—刷底胶一道——缠聚乙烯胶带两层—竣工验收。
1.4工 期：本工程预计2011年12月 18 号开工，工期 天。
2、编制依据
2.5.1 GB8923-88《涂装前钢材表面预处理规范》【管道缠绕机外国论文】
2.5.2 SY/T0414-2007《钢制管道聚乙烯胶带防腐层技术标准》
增加防腐标准，施工图，业主及总包管理文件
3、施工程序
2.1 施工作业流程图
钢管表面处理——底漆涂装——胶带缠绕——防腐层质量检查———防腐厂出厂电火花检漏——交工验收
2.2施工准备：
2.2.1 施工现场布置：对各种临时管路、水、电及库房等设施，按建设单位提
供的场地平面布置图进行临时设施的搭设。
2.2.2 材料：材料在使用前应该对其实物及材料说明书和质量合格证等相关
文件进行确认。
2.2.3 机具：施工的专用机具（如管道缠绕机）、模具及常规施工机具配备到
位。机具的种类及数量要满足工程量及工期的要求。
2.2.4人员：配备防腐工程师、防腐技术员、质量检查员及对地管防腐工作相
对熟悉的施工作业人员。在施工执行过程中人员构成相对固定。
2.2.5 对施工文件及供货单位提供的技术文件等，应做到认真审核，发现问
题及时处理。
2.2.6 根据施工需要及业主的施工平面布置，工程前期按照机械除锈的方法，
施工过程中建设管道抛丸生产线，并在防腐生产线进管端建室外10吨龙门起重机一台，在防腐车间内建设室内单粱10吨行车两台。
2.4. 管道表面处理
2.4. 1施工前应做好方案及技术交底，参加施工的人员必须熟悉施工方法和技
术要求。
2.4.2管道外壁采用机械除锈，除锈等级应符合GB/T8923-1998中St3级标准
要求。清除钢管表面的焊渣、毛刺、油脂和污垢等附着物
2.4.2除锈工序完成后，应及时通知甲方有关人员进行隐蔽验收，除锈质量检
查应在除锈完成4小时内进行，时间越短质量越好，经质量检验合格后，立即进行防腐油漆作业。
2.5防腐管预制
2.5.1环境条件要求：防腐层施工应在高于露点温度3℃以上进行，施工环境
应通风良好，环境温度要严格按产品说明书要求执行，遇雨、雾、5级以上大风天气不得进行室外施工。
2.5.2底漆涂装
2.5.2.1底漆应由聚乙烯胶带制造商配套提供。
2.5.2.2底漆严格按照厂家的材料说明书进行底漆配比，且应现用现配，熟化
后的涂料应在规定的时间内用完，具体的时限应严格以材料说明书的
管道缠绕机外国论文(三)
基于ANSYS的胶辊缠绕机支撑部件静力学分析
摘 要：目前，我国正处于全面建成小康社会的关键时期，经济依然高速发展，基础工业是我国实现中华民族伟大复兴的关键，也是生产与人们日常生活息息相关的主要产品的工具。大力发展基础工业，是我国和平稳定发展的动力与保障。 关键词：胶辊缠绕机；ANSYS；静力学分析
1 国外胶辊缠绕机研究现状
国外橡胶企业生产胶辊的传统方法是将橡胶压延片贴于一个旋转的芯轴上来制造。在新的制造方法中，橡胶片被压出并贴到沿轴向运动的旋转芯轴上。
国外胶片贴合系统可以从两个方向贴合胶片，而且可以一道或多道同时操作。在橡胶片贴合的过程中贴胶机械可以调节对橡胶片的压力，以适应贴胶的壁厚和芯轴直径的变化[1]。
全球最大的胶辊生产商是德国的Bottcher 集团，Bottcher集团目前在全世界有7 万多用户。Bottcher 集团生产的胶辊包括很多种类，比如用于新闻纸印刷、平板印刷、数码印刷和许多其它特殊用途的印刷胶辊。其产品主要优点是：优良的抗化学腐蚀、抗热压性能。除此之外，他们还生产其他种类的胶辊，比如：免釉化辊、润版辊等。
国外胶辊生产厂家的特点主要有以下几点：（1）生产水平高，国外企业大都是生产规模非常大的公司集团；（2）产品品种齐全、外观优良；（3）生产胶辊的工艺先进，具有很高的检测精度，质量标准高；（4）产品性能良好，同类胶辊比一般国内产品使用寿命更长；（5）国外胶辊生产企业具有一支强大的新品研制队伍，对市场变化响应时间短，技术水平先进[2]。
2 国内胶辊缠绕机研究现状
改革开放三十多年来，我国胶辊生产技术进入了一个春天，起初，一些企业从国外引进大量新技术、新设备对企业进行积极改造，短时间内胶辊生产技术有了很大的提高，使得国内胶辊生产技术摒弃了传统的技术：贴胶片、包水布、硫化处理。从而引进了胶辊缠绕成型设备，这就是我们目前最常见的胶辊缠绕机。其中比较著名的当属上海第六橡胶厂利用美国AMF公司生产的挤出缠绕机与天津第二机床厂生产的FMJ200型覆面机结合起来，胶辊缠绕机由冷喂料挤出机与可移式底座和控制系统组成XJW-100型冷喂料挤出机出胶口安装上片形端头，就可以挤出片状橡胶条，辊芯沿轴线转动，进而缠绕在圆柱状辊芯上。这套设备与传统技术相比具有明显的优点：（1）提高了胶辊的贴胶质量；（2）对胶辊的直径与长度适应性强；（3）操作方便；（4）提高了生产效率；（5）减少了工人劳动强度。
但是随着信息技术的不断发展，这套设备越来越不能满足市场及社会发展的需要。目前主要存在的技术问题有：（1）不能对端面进行一次贴胶完成；（2）贴胶过程自动化程度不高；（3）无质量检测标准；（4）贴胶厚度误差较大。
3 进给工作台支架强度分析
工作台支架材料是45号钢，泊松比为 0.3，弹性模量为200～210Gpa，屈服极限为360Mpa，本次仿真采用UG三维软件进行三维实体建模，将在UG中建好的模型改为parasolid格式，然后将其导入到ANSYS 中。工作台支架为实体结构单元，选用8节点的结构实体单元SOLID185用来定义单元类型。
划分单元网格时应该选择一种适合的单元体将实体模型划分成有限个单元，在有限元分析中关键是网格划分，网格的划分数量也影响了分析精度的问题。理论上来说，网格划分越细化，分析精度就越高，但在实际中应该综合考虑许多因素，并非越细越好，当划分的网格数能够达到分析问题的要求即可，否则，网格划分过细，会导致计算量增加，处理时间过长严重时会使计算机死机，造成资源的浪费[3]。
进给工作台支架结构较为简单，本次有限元分析选择智能网格划分，选择划分精度为3，共划分出13982个节点和69252个单元，网格划分结果如图1所示。
实际工作载荷来自于上部与工作台平面接触位置工作台的压力，载荷大小为25000N，侧压在支架的上部平面上。工作台支架约束是滑块支撑在支架位置的平面，用螺栓连接。
对工作台支架施加载荷后，求解可得到支架受力变形图与应力等高线图，受力变形情况如图2所示，应力等高线图如图3所示。通过受力变形图可知，支架最大变形处位于受压一侧距离对称面最远的位置，单变形量极小，未超出允许范围。通过应力等高线图可知，受压一侧的长杆与受压面接触处应力集中现象显著，应该在其附近倒圆角以减小其应力集中。本零件整体变形不大，最大应力未超过安全值。可以根据变形图与应力等高线图进行结构优化设计。
4 结束语
国内胶辊缠绕机的设计制造以及工作能力与国外先进技术还存在相当大的差距，以上分析过程验证了胶辊缠绕机支撑部件应力应变均在安全范围之内。
参考文献
[1]John G.Sommer.Engineered Rubber Products Introduction to Design，Manufacture and Testing.Munich.Carl Hanser Verlag，2009：156-157.
[2]陈登隆.国内外胶辊行业发展现状[J].中国橡胶，2009，6：18-19.
[3]关振群，宋超，顾元宪，等.有限元网格生成方法研究的新进展[J].计算机辅助设计与图形学学报，2003，1：1.
http://m.zhuodaoren.com/fanwen374423/
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