钢管自动喷标系统之喷标小车的设计(说明书＋CAD图纸)
摘要
钢管是一种多功能的钢材，其用途覆盖了石油、冶金、煤炭、汽车、船舶、电站以及军工等行业，为国家经济建设和国防安全做出了巨大的贡献。本文以国内外钢管生产线上精整区喷标系统的研究与开发现状为背景，对悬臂式钢管喷标系统进行了研究设计。本课题的主要研究工作：
第一章综合叙述了钢管的工艺生产流程及API国际标准；说明了国内喷标系统的开发现状及存在的问题并阐述了开发钢管喷标系统的必要性；陈述了课题的来源以及论文的主要工作和意义。
第二章针对喷标系统设计的总体说明，提出了系统的设计总目标；给出了系统设计的关键参数并给出了系统的平面布置图；根据系统的整体组成结构，对各部分机构及工作过程进行简单说明；最后给出喷标小车机械部分的设计方案以及简要概述喷标控制系统的总体设计。
第三章根据设备运行的要求设计了喷标小车的机械、电气结构，并且对关键部分的设计进行分析。
第四章介绍了喷标控制系统的设计组成，简述了PLC的编程方式，西门子S7400PLC的特点；PLC技术在工业应用中的优势分析以及PLC的硬件设计要求，喷标小车的伺服运动控制原理，最后给出了喷标流程图和相应的PLC程序。
第五章总结喷标系统设计过程所做的工作，并对系统的改进方向进行了展望。
1 绪论
1.1 钢管喷标系统的开发现状
1.1.1 引言
钢管是一种用钢制作的具有中空截面而长度远大于外径(或边长)的金属材料。截面通常为圆形，但也可呈扁、方和异型等。钢管的结构特征是：
1)具有封闭的环形横断面；
2)两端开口；
3)管长与外径之比L/D较大；
钢管是一种多功能的经济断面钢材。它在国民经济各部门中的应用愈来愈广泛。
钢管作为输送管广泛地用于输送油、气、水等各种液体，如石油及天然气的钻探开采与输送、锅炉的水与蒸汽管道、一般的水煤气管道等。
钢管作为结构管大量地用于机械制造业和建筑工业，如用于制作房架、塔吊、钢管桩、各种车辆的构架等。在断面面积相同的条件下，钢管比圆钢、方钢等的抗弯能力大，钢性好，其单位体积的重量轻。因此，钢管是一种抗弯能力较强的结构材料。
钢管还作为中空的零件毛坯用于制造滚动轴承、液压支柱、液压缸筒体、空心轴、花键套、螺母以及手表壳等，这既节约金属又节省加工工时。
钢管又是国防工业中的重要材料，如用于制造枪管、炮筒及其他武器。随着航空、火箭、导弹、原子能与宇宙空间技术等的发展，精密、薄壁、高强度等钢管的需求量正迅速增长。
按照工艺流程，管坯进入车间后在剪断机上按工艺要求切成定尺长度。需要冷定心的合金管坯送至定心车床加工定心孔。管坯切断(冷定心)后送入管坯加热炉内进行加热。需要热定心的管坯出炉后由辊道送至热定心机上热定心。经热定心后的管坯由斜蓖条送到穿孔机上穿孔。穿孔后的毛管还要经过自动轧管机、均整机、定径机等加工成钢管。需要减径的管子，经过再加热炉再加热后送至减径机上减径。从定径或减径机轧出的成品管，由辊道送至链式冷床上冷却，冷却后的钢管(有的要热处理)送到斜辊式矫直机上矫直，然后进行其他各项精整工序。精整后的成品管经检验后涂油打捆入库。
钢管喷标系统是对成品管进行喷涂标记的一种设备，根据一定的标准如钢管生产的炉号、班号、材料、长度、重量、生产厂家等按一定的标准标注在钢管表面。由此可知，钢管喷标系统应该安排在钢管生产工艺流程的精整部分。
根据GB2102-88规定，外径不小于36mm的钢管应该在每根钢管一端的端部有喷印、滚印、钢印或粘贴标记。印记应清晰明显，不易脱落。印记内容应包括钢的牌号、产品规格、产品标号和供应厂家的印记或者商标。具体不同类型的管子有不同的印记内容。
随着我国入世，国内和国际市场的接轨，钢管市场同样面临一系列的问题。国内钢管进入国际市场，必须遵守国际的相关标准。比如无缝钢管要遵守国际标准API SPEC 5CT 如下表1.1-1所示。
过去，大部分的钢管生产厂家采用人工方式进行标记。人为的把相关的内容根据国家标准，用涂料写在钢管上。有的钢管厂由工人随意手写，字迹不统一，有的用刷模的方式，字迹相对工整。这种做法一直沿用了很长一段时间，部分厂家目前仍在使用。很明显，这些方法存在劳动强度大、生产效率低、字迹不清楚、无法统一管理，难于与国际市场接轨。
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