一种新型钢筋切断机的设计研究
毕业设计(论文)-钢筋切断机的设计
1 引言钢筋切断机是建筑机械的一种，主要用于钢筋加工上。
与其他切断机设备相比，具有重量轻、耗能少、上作可靠、效率高等特点，因此近年来逐步被建筑上地和小型轧钢)一般单位广泛采用，在国民经济建设中发挥了重要的作用。
实现钢筋切断机的自动化控制对确保上程质量、提高施上效率、加快工程进度，降低工人劳动强度等具有重要意义。
本课题主要研究钢筋切断机的设计，使其具有一定的实用性。
目前，国内混凝土结构建筑工程广泛采用各种型号的钢筋切断机对钢筋进行定尺切断。
根据钢筋切断机传动方式的不同将其分为机械式和液压式两种，其中机械式钢筋切断机是以电机带动机械装置产生驱动力，驱动凸轮往复运动从而剪切钢筋:而液压式钢筋切断机是由液压系统提供动力，带动车刀往复运动从而剪切钢筋新中国成立初期，建筑工程中钢筋加上技术非常落后，主要依靠手上或简单上具，劳动强度大、生产效率低、工程质量很难保证。
太原重型机械学院机器)一是国内最早生产钢筋切断机的)一家之一。
他们于1958年首先引进苏联的卧式钢筋切断机图纸，生产了国内第一台钢筋切断机。
随后又于约1985年引进了日本立式切断机和德国卧式切断机，并在此基础上研制开发了GQ40, GQ50, GQ65等一系列开式、封闭式及半封闭式切断机。
该系列的钢筋切断机均是采用机械轮剪进行切断的。
此外沈阳建筑上程学院工厂、陕西渭南农业科技股份有限公司、黑虎建筑机械公司等企业也生产过不同类型的机械式钢筋切断机。
目前国内的钢筋加上多以机械轮剪式切断为主。
其工作过程基本为:电动机输出动力经带传动和二级齿轮传动减速后，带动曲轴旋转，曲轴推动连杆使滑块和动刀片在机座的滑道中作往复自线运动，使动刀片和定刀片相错而切断钢筋。
近年来，我国在钢筋加上技术装备方面有了长足的进步，但产品的技术水平与国外先进水平相比，尚有以下几个方面的差距(1)切断频率低国内钢筋切断机每分钟切断次数一般28-31次，而国外的钢筋切断机每分钟切断次数为43 -51次，最高切断次数甚至可以达到每分钟61次。
钢筋切断机毕业设计
钢筋切断机毕业设计钢筋切断机毕业设计一、引言随着现代工业的快速发展，建筑领域也随之迅速发展。
随着高楼大厦的不断涌现，建筑工程中钢筋的需求量也不断增加。
由于钢筋的硬度和强度都比较高，传统的切割方法难以胜任，需要专门的切割设备。
因此，本文设计了一种钢筋切断机。
二、设计原理1. 切割方案：采用液压驱动，配合压力传感器实时监测切割压力，控制气压来完成钢筋的切割。
2. 设计要求：设计一台能够快速而有效地切割钢筋的机器，且操作便捷，结构稳定，切割精度高，且具有一定的安全性。
三、设计内容及实现1. 设计框架：将设计分为机械结构、液压系统、电气控制和安全保护等几个模块。
2. 机械结构的设计：在保证切割力的同时，考虑实现钢筋的稳定夹紧、机器结构的整体稳定和气压传输的顺畅。
设计的主要部件有：切割刀、切割床、锁紧器、定位器、工作台等。
3. 液压系统：液压驱动切割刀的运动，液压油缸的性能直接关系到切割质量。
设计时，需要考虑最大使用压力、流量、管路、气动元件等因素。
通过采用液压泵、液压站、电磁阀等组成液压控制系统，实现切割刀的快速切割和机器的长时间稳定使用。
4. 电气控制：将各个部分的控制电气连接起来，完成对机器操作的灵活控制。
包括电路设计、元器件的选型与测试等。
5. 安全保护：在机器的设计中，需要考虑到安全的问题，进行一系列防护措施的设计。
包括考虑到人体安全的保护装置、机器的自动停止及手动停止装置。
四、结论本次毕业设计成功设计了一台钢筋切断机，实现了对钢筋的快速而精确的切割，并且结构稳定，切割质量高，实用性强。
在未来的使用过程中，还需要进行进一步的调试与完善，才能更好地适应各种工程施工的需要。
钢筋弯曲切断机结构设计及分析学士学位论文
毕业设计(论文)钢筋弯曲切断机结构设计及分析所在学院专业班级姓名学号指导老师年月日摘要目前国产的设备大多是对国外进口产品的简单仿制，因此针对钢筋弯曲切断机关键部件的深入研究，对原理、结构、运动、功能等分析，提供结构简单可靠、操作方便、化程度高、使用范围广的机械是很有必要的。
本文在分析钢筋弯曲切断机的工艺和使用要求的基础上，通过对关键部件的理论分析，提出一种实用、简单、可靠和通用的传动系统，将结构等关键部件的设计原理、结构特点等做了较为详细的研究和设计;本文分析各机构的运动学规律，提出可行的优化结构满足包装工艺;对关键部件提出完整的设计方法，旨在满足市场需求，推动企业创新步伐。
本文借助了ANSYS等软件分析运动规律和结构设计，这种利用计算机辅助设计和分析的方法，可以应用于其它类型机械设备的设计和分析中。
关键词：钢筋弯曲切断机，传动，有限元分析，结构设计IAbstractMost of the current China-made equipment for imported products of simple imitation, so the steel bar bending and cutting machine key components of the in-depth study, on principle, structure, movement, functional analysis, to provide a simple and reliable structure, convenient operation, high integration degree, the use of a wide range of machinery is necessary.Based on the analysis of bending and cutting machine technology and the requirements on the basis of key components, through theoretical analysis, put forward a kind of practical, simple, reliable and universal transmission system, the structure and other key components of the design principles, structure features in detail research and design; this paper analyses the mechanism of kinematic law, puts forward the feasible optimization structure meet the packaging technology; the key parts of the complete design method, designed to meet the needs of the market, promote enterprise innovation pace.Based on the ANSYS software analysis of motion and structure design, the use of computer aided design and analysis methods, and can be applied to other types of machinery and equipment design and analysis.Key Words:Steel bar bending and cutting machine, transmission, finite element analysis, structure designII目录摘要 (I)Abstract (II)目录 (III)第1章绪论 (5)1.1 钢筋弯曲切断机的概念 (5)1.2 钢筋切断机特点 (5)1.3 钢筋切断机分类 (6)1.4 钢筋弯曲切断机的发展现状 (6)第2章钢筋弯曲切断机的工作原理 (9)2.1 钢筋弯曲切断机的切断部分工作原理 (9)2.2 钢筋弯曲切断机的弯曲部分工作原理 (9)第3章动力计算与选择 (10)4.1弯曲钢筋需用力计算 (10)4.2弯曲钢筋需用功率计算 (10)4.3 切断钢筋需用力计算 (11)4.4 切断钢筋需用功率计算 (12)4.5 功率确定 (12)第4章主要结构设计 (13)4.1 齿轮传动设计 (13)4.2 轴的校核 (19)4.3 键的校核 (27)4.4 轴承的校核 (28)4.4.1 初选轴承型号 (29)4.4.2寿命计算 (29)第5章对典型零部件（齿轮）的有限元分析 (32)5.1 应用有限元法研究齿轮的优势 (32)III5.2 齿轮参数及材料的确定 (32)5.3 子模型法对齿轮应力集中问题的应用 (33)5.3.1 三维齿轮模型的研究 (33)5.3.2 二维齿轮模型的研究 (36)5.4 P单元法在齿轮应力集中问题解决中的应用 (38)总结与展望 (41)参考文献 (42)致谢 (44)附则 (45)IV第1章绪论1.1 钢筋弯曲切断机的概念钢筋弯曲机,钢筋加工机械之一。
钢筋矫直切断机设计
1 绪论1.1 研究的目的和意义随着我国建筑行业的发展，钢筋材料作为必不可少的材料，也呈现出需求猛增的趋势。
钢筋矫直切割机的市场需求也随之猛增。
在建筑工地上，我们常见的钢筋大体上分为两类：热轧钢筋和冷轧带肋钢筋。
关于热轧钢筋的分类，又可以继续分为热轧光圆钢筋和热轧带肋钢筋[1]。
从外观上看，热轧光滑圆钢的表面无螺纹突起，表面光滑，而热轧带肋钢筋的表面有人字形凸起或月牙形或螺纹状。
这种钢筋在建筑工地上起着十分重要的作用，可以增强钢筋和混凝土结构的预应力，使建筑更加结实可靠。
热轧带肋钢筋有很多用途。
它用于房屋，道路，桥梁和其他主要承重项目的建设。
目前在市场和建筑工地上，我们发现最常见和最常购买的钢筋就是HRB400带肋的[2]。
冷轧带肋钢筋与热轧钢筋的区别在于屈服强度高于热轧钢筋，但塑性较差，强度高于热轧钢筋。
硬度也比较硬，但比热轧钢脆。
因此，通常在现浇板上使用冷轧带肋钢筋。
如果用于预应力构件，则可以节省50〜70kg / m3的水泥。
如果用于非受力部件，则可以节省20％〜40％的钢材，在很大程度上降低了成本。
在我们当地的钢筋建材市场进行调研发现，大多数的钢筋建材企业属于私人企业，生产的规模较小，生产的效率也比较低。
有的钢筋矫直切割机设备还是21世纪初的老设备，占地面积较大，所采用的是孔模式转毂矫直法，钢筋调直的速度比较慢，表面还存在比较重的划伤，该模式的旋转摩擦力较大，磨损很快，消耗大，需要经常更换矫直装置。
为此，在对现有钢筋调直切割机的结构原理进行查阅和现场调查的基础上，利用国内外先进的钢筋调直切割机来进行分析其优缺点，设计了一种用于冷轧带肋钢筋校直切割机，设计轻巧，对装置本身的成本和运输的成本均有降低 [7]，改进了在矫直装置的技术上的难点和解决了`存在的一些问题，对承料槽进行了优化的改进设计，为保证能够实现根据长度自动切断增加了行程开关。
1.2 冷轧带肋钢筋的概述平时常见的钢筋分类，有以下几种：热轧光圆钢筋、普通热轧钢筋、细晶粒热轧钢筋、余热处理钢筋、冷轧带肋钢筋、冷拔低碳钢丝等许多种类[8]。
论钢筋切断机液压系统的设计研究
论钢筋切断机液压系统的设计研究摘要:液压式钢筋切断机是目前使用较为广泛的对钢筋现场加工的机器设备。
这种液压机器的在使用中工作效率高、效果好。
本文对液压钢筋切断机的液压系统设计进行研究,从几个关键方面出发已解决应用中的一些问题。
关键词:发展前景工作有点设计要点一、引言建筑行业的发展推动了相关材料加工技术的发展,钢筋是混凝土结构中必不可少的材料之一。
钢筋加工中的重要环节就是对钢筋的切割环节,因为工程所需的钢筋的尺寸差异很大,所以钢筋切割机械也随着需求的增长而发展起来,目前钢筋切割机的主要形式有两种,一种是机械式切割机,一种是液压式切割机,机械式的切割机主要是利用凸轮的运动来切割钢筋,液压式切割机主要是利用液压系统为机器提供动力进行工作。
这两种切割机比较而言,液压式切割机优势较为明显,性能稳定、噪音小、方便移动等,这些给液压切割机的广泛应用创造了条件。
目前的液压切割机已经客服了过去液压切割机的一些缺点,剪切率、速度、误差等方面的性能都有了大幅提高了,但是在高速液压式切割机的使用过程中还会出现“闷车”现象,这种现象使得钢筋和切头都会受到损伤,究其原因主要是液压系统设计中的一些问题造成的影响,如何控制高压流体的压力、流量、流向等问题是高速切割过程中需要平衡的问题,所以技术人员也正在利用先进的技术逐步改进钢筋切割机的液压系统。
二、液压钢筋切断机的发展要求从目前的应用看,我国建筑工程中的钢筋需要主要分为两种,一种是精读需要高的工程,主要是满足预应力混凝土的生产。
另一种是精读要求不高的工程,这样的工程对于机械的可靠性要求占主导,需要保证在钢筋加工中的高效率,即少停机多生产。
前一种的钢筋加工需求主要由锤击式、机械定尺的钢筋调直切割机完成加工。
后一种客户的需求就需要利用液压式切断机机构简单、可靠的性能,缩短其剪切时间,提高生产效率是未来钢筋调直切断机械的发展方向。
另外,国内目前的调直切割机剪切的时间受到一定的限制,在这时间内要完成调直和剪切两项工作,所以在工作中速度受到了一定的影响,所以提高切割机的速度将成为另一个切割机发展的方向。
钢筋矫直切断机的设计
钢筋矫直切断机的设计摘要：论文较为全面、系统地研究了冷轧带肋钢筋的矫直理论及矫直及矫直切断机的基本形式、结构、参数和选型方法，确定了钢筋矫直切断机的总体设计方案。
论文运用材料力学和弹塑性力学的基本原理，将矫直过程中的钢筋看成一个连续弯曲的梁，对冷轧带肋钢筋的弯曲变形作了详尽的阐述。
论文对冷轧带肋钢筋的矫直原理作了进一步的叙述，在此理论的基础上，研究分析了矫直系统参数确定方法。
提出了新的辊系配置方案，并针对此种新的辊型配置方案，计算出了矫直系统力学参数及矫直功率。
论文设计了一种较为简单实用的剪切机构。
论文创造性的在矫直切断机上引入了行程开关，实现钢筋的自动定尺切断，提高了自动化程度。
论文在理论分析的基础上，充分联系实际中已有的矫直切断机原理结构，在降低机器成本的基础上，提高了切断效率，并实现了自动化。
关键字：冷轧带肋钢筋；矫直；行程开关；剪切Abstract：This dissertation comprehensively and systematically investgates straightening technology og cold-rolled ribbed bars,straightening theory of bars,the straightening machines basis type,congigureation,parameter and the method of choosing bars straightening machine type. Utilizing the basis of material mechanics, elastic-plastic mechanics and regarding a bar as a continous bending beam in the peocess of straightightening, bend transform of cold ribbed bars is explained elaborately. Straightening theory of cold-rolled ribbed bars is farther depicted and on the basis of this theory, confirming method of straightening system parameter is researched. The new roller type configuration theme is put forward and straightening system mechanical parameter and straightening power of this new theme is calculated. An simple cutting mechanism is designed.The dissertation draw into the distance-button on the straightening machines, the bars can be cutting in certain size automly, make it more automly.The dissertation on the basis of theory analyse, combine with the straightening machines used, on the basis of lower cost, raise the cutting efficiency, and to be autom.Keyword: cold-rolld ribbed bars; straightening; distance-button;cutting目录摘要1．绪论 (1)1.1国内外钢筋矫直切断技术的发展状况 (1)1.2冷轧带肋钢筋的概述 (1)1.3课题的提出和意义 (4)2．钢筋矫直理论及金属材料的弹塑性弯曲 (5)2.1矫直理论与技术总体概况 (5)2.2对钢筋类金属材料弹塑性弯曲的分析 (7)2.3本章小结 (16)3．矫直装置的选取和分析 (17)3.1矫直原理 (17)3.2冷轧带肋钢筋矫直系统的参数设计 (22)3.3转毂式斜辊矫直力参数计算 (32)3.4转毂式斜辊矫直机矫直功率计算 (35)3.5设计计算 (37)3.6本章小结 (39)4．钢筋矫直切断机的总体方案 (40)4．1使用范围及特点 (40)4．2技术性能指标 (40)4．3总体方案及工作原理 (41)4．4本章小结 (43)5．钢筋矫直切断机剪切机构的分析与研究 (44)5．1概述 (44)5．2剪切形式的分类 (44)5．3设计计算分析 (46)5．4本章小结 (46)6．钢筋矫直切断机的承料机构 (47)6．1承料机构的分析 (47)6．2承料机构的设计 (47)6．3本章小结 (48)7．总结 (49)致谢 (50)参考文献 (51)1．绪论1．1国内外钢筋矫直切断技术的发展状况钢筋矫直切断机在建筑行业运用广泛，国内外对钢筋矫直切断机的研究也比较多，国内对于钢筋矫直切断机的需求空间很广，但国内的矫直切断机只能满足一般的需求，对于一些矫直精度较高，切断质量要求也较高的钢筋就无法满足了，需要从国外进口有关设备，总体来说国内的技术还落后于国外。
(完整word)GTQ414型全自动钢筋调直切断机设计
郑州雨辰学院本科生毕业设计说明书题目： GTQ4-14钢筋调直切断机设计指导教师: 职称：讲师学生姓名：学号:1334095854专业：机械设计制造及其自动化院（系）：机电工程学院答辩日期： 20 年6月4日20 年6月1日摘要当今社会随着经济的飞速发展，材料与能源两大物质基础却日异稀少紧张，已成为制约经济发展的障碍.另一方面，材料存在大量的浪费,或在某些方面处理不当造成环境污染，反过来对资源的利用产生不良的影响。
本人研究的的是如何处理废旧钢筋，就是从废弃的建筑物上，以及工业生产过程中所产生的废旧钢筋，重新调直，变废为宝，直接的用于建筑，机械等对圆度要求不太高，不太重要的场合，即可以节约资源，又可以消除工业垃圾对环境的污染.此机器的功能主要有:（1）除锈，当废旧钢筋通地过拉模时，由于高强度的拉拔而起到除锈的作用.（2）冷拔表面硬化，在废旧钢需要请咨询学号数字企鹅筋通过拉模以及在轧辊的强大的轧制力的作用下而其到冷作硬化增强原钢筋的强度。
（3）弯曲校直，根据废旧钢筋通过拉模,轧辊的轧制作用在废旧钢筋上的反变曲变形而达到.此机器的应用前景广阔,因为随着人们对生活质量要求越来越高，世界对环保问题的日益紧张。
合理的利用资源，恰当的处理垃圾都是不可回避的回题，现代工业的发展，将使工业垃圾日益增多，废旧钢筋是其中之一。
目前我国对这方面的研究有待发展。
关键词：回收、反弯曲变形、调直、切断ABSTRACTNowadays, with the rapid development of economy, the material and energy have become the obstacle of economic development， and the two major material base of material and energy is scarce. On the other hand, there are a lot of waste materials, or in some areas， improper handling of environmental pollution， which in turn has a bad effect on the use of resources. My research is how to deal with scrap steel， is generated from the abandoned buildings, and industrial production in the process of the scrap steel， re straightening， turning waste into treasure, direct for building， machinery and so on roundness tolerance requirement is not too high, less important occasion, you can to conserve resources and but also the elimination of industrial waste pollution to the environment.The machine's main functions are: （1) rust， when scrap steel through a die， due to the high strength of drawing and to rust. (2) drawing surface hardening in scrap steel through the die and in the roll of strong rolling force and the cold hardening increases the strength of the reinforcement of the original。
型钢筋切断机的设计
GQ70型钢筋切断机的设计Design of GQ70 Reinforcing Steel Cutting MachineGQ70型钢筋切断机的设计[摘要]钢筋切断机是把钢筋切成所需长度的专用机械在大型建筑工地上的应用非常广泛。
钢筋切断机分为机械传动和液压传动两种。
机械传动式钢筋切断机,工作时大都采用电动机经一级三角带传动和二级齿轮传动减速后,带动曲轴旋转,曲轴推动连杆使滑块和动刀片在机座的滑道中作往复直线运动,使活动刀片和固定刀片相错而切断钢筋。
GQ70型钢筋切断机，其剪切运动是由一偏心轮连杆机构完成的。
但是由于切断机机体内腔狭小，在装配曲轴连杆时比较困难。
尤其是在使用中发生故障需要维修时，拆卸曲轴连杆更加不容易，给维修造成很大的不变，因此在不改变设备功能的情况下，我对曲轴连杆机构做了一些改进。
改进后的偏心轮结构直接从机体航的注册孔中装入和取出。
而不必拆卸连杆，大大简化了装配程序，减轻的工人的劳动强度。
同时也极大的方便了维修，还简化了零件的工艺过程，取得良好的经济效益。
[关键词]钢筋切断机；偏心轮；曲轴连杆机构Design of GQ70 Reinforcing Steel Cutting Machine Reinforcing steel cutting machine is to cut the required length of steel machineryspecialized for large construction sites in the application of very extensive. Reinforcing steel cutting machine into mechanical transmission and hydraulic transmission of two. Mechanical transmission reinforced cutting machine, working mostly used as a V-belt drive motor and gear drive slow down after two, driven crankshaft rotation, promoting the crankshaft and connecting rod to move the slider blade in the frame of the chute in a reciprocating linear motion So that the activities of the blade and a fixed blade and cut off the wrong steel.GQ70-steel cutter, cut its movement from one type of linkage to complete the crankshaft. However, due to cut off the small inner cavity of the body, in the assembly when the crankshaft link more difficult. Especially in the use of a fault in need of repair, demolition crank link more difficult to repair a big change, so do not change the function of the equipment under the circumstances, we crank linkage has made some improvement.The improved structure of the cam directly from the body of the aircraft registered in the hole and packed out. Without dismantling the link, greatly simplifies the assembly, reduce labor intensity of workers. But also greatly facilitate the maintenance, has also simplified the process of parts and achieved good economic returns.crane; hoisting mechanism; reducer目录1绪论 (2)1.2.1压入变形阶段 (2)1.2.2剪切滑移阶段 (3)1.2.3剪切滑移阶段作用力分析 (4)1.2.4 剪切全过程剪力分析 (5)1.3.1目前钢筋切断机存在的问题 (10)1.3.2钢筋切断机前景 (10)2电动机的选择 (11)3减速器的设计 (13)3.3.1 带的计算 (14)3.3.2带的根数确定 (15)3.4.1第一级齿轮传动设计 (15)3.4.2第二级齿轮传动设计方法同第一级设计 (18)3.5.1轴径的计算 (20)3.5.2轴的校核 (21)4连杆的设计 (24)5提高强度的几种方法 (26)6钢筋切断机强度计算参考 (29)6.2.1 正应力计算 (30)6.2.2 计算剪切力P (30)6.3.1计算正应力 (31)6.3.2 计算最大应力 (31)6.3.3 试棒 (31)6.4.1 剪切力的测量 (31)6.4.2 应力测量 (32)6.4.3 测试结果和理论计算分析情况对比分析 (32)7机械式钢筋切断机调整及保养的使用 (33)总结 (37)参考文献 (38)致谢 (39)1绪论1.1钢筋切断机的作用钢筋切断机是钢筋加工必不可少的设备之一，它主要用于建筑的钢筋剪切及工业下料,房屋建筑、桥梁、隧道、电站、大型水利等工程中对钢筋的定长切断。
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文章编号:1004-2539(2004)02-0048-02一种新型钢筋切断机的设计研究(哈尔滨工业大学机电学院, 黑龙江哈尔滨 150001) 车仁炜 陆念力 王树春摘要 在比较传统的钢筋切断机的性能特点的基础上,设计研究了一种新型的无减速装置的钢筋切断机,给出了其工作原理及主要性能参数的确定过程,最后得出了相关结论,证明此种钢筋切断机性能优良,具有广阔的应用前景。
关键词 钢筋切断机 偏心轮 曲柄滑块机构 引言钢筋切断机是把钢筋切成所需长度的专用机械,在大型建筑工地上的应用非常广泛。
钢筋切断机分为机械传动和液压传动两种。
以往的机械传动式钢筋切断机,工作时大都采用电动机经一级三角带传动和二级齿轮传动减速后,带动曲轴旋转,曲轴推动连杆使滑块和动刀片在机座的滑道中作往复直线运动,使活动刀片和固定刀片相错而切断钢筋。
这种形式的钢筋切断机主要有G J5-40和Q J40-1型两种类型,除传动机件有所不同外,其他构造基本上一致,都可以切断直径40mm 以下的钢筋,每分钟切断12次。
这类钢筋切断机由于采用了一级带传动及二级齿轮传动,运动和动力传到曲柄滑块机构时,有一个效率降低的过程,另外,结构不紧凑,重量大,安装、调试复杂,且由于要求齿轮传动具有一定的精度,制造成本也较高。
2 新型钢筋切断机的工作原理我们针对以上问题介绍了一种新型钢筋切断机。
1.链2.链轮轴3.链轮4.手轮5.电机6.连轴器7.电机座8.上压板9.压缩弹簧 10.偏心轮轴 11.下托板12.飞轮 13.动刀片 14.框15.定刀片 16.轴箱 17.连杆18.滑块 19.中楔铁 20.侧楔铁 21.配重 22.导柱图1 钢筋切断机工作原理图图1为这种钢筋切断机的结构示意图,省去了带传动和二级齿轮传动,由电机直接带动偏心轮轴旋转,偏心轮轴和连杆及滑块一起构成偏心轮机构,其偏心距为e ,在加工精度允许的范围内,使曲柄长度即偏心距足够小,这样,可在电机转矩一定的情况下,增大切削力。
启动后,用手逆时针摇动手轮,使配重上升(配重的重量见后面Q 3的计算),偏心轮轴未转动时,保持链的左侧拉力为0,楔铁保持在原位置不动。
当偏心轮轴由图示位置转过180°时,滑块向左移动的距离是2e ,中楔铁在重力的作用下迅速下落,使2e 间隙消除;当偏心轮轴由180°转到360°时,滑块和中楔铁一起推动箱框向右移动2e ,即固连于箱框上的动刀片向右移动2e ,此时,侧楔铁下落,使2e 间隙消除,完成一个周期的循环。
随着偏心轮轴的不断旋转,每转一圈,动刀片向右移2e ,直至在切削力的作用下,将钢筋切断。
切断以后,放开手轮,配重下落,并拉动中、侧楔铁上升,压缩弹簧使动刀片左移复位。
切断钢筋后,动、定刀片上压力为0,只有弹簧使曲轴箱、框对中、侧楔铁产生压力。
此时松开手抡,配重下落,中、侧楔铁上升,框左移,动刀片回到原位。
弹簧的弹力作用在曲轴箱及框上,曲轴箱不动,框带动刀片左移,使开口达到最大位置。
设框的重量为Q 1,与下板构成移动副,摩擦系数为μ。
则 F >μQ 1动、定刀片刃口间的最大距离,与被切钢筋直径之差称为空刀,用中、侧楔铁的全部重力向下压,框右移,直到动刀片接触到钢筋,靠这种调节作用,此种钢筋切断机不用更换刀片即可切断小于40mm 的任意规格的钢筋。
设中、侧楔铁的重量之和为Q 2,构成的移动副之间的摩擦系数为μ;F 1为中楔铁推动框右移的力;F 2为中、侧楔铁作用在框斜面上的正压力。
则 F 1=Q 2tan5°>F84 机械传动 2004年F 2=Q 2sin5°Q 2>μQ1tan5°设F 3为中、侧楔铁[18][16]左侧摩擦力;F 4为中、侧楔铁[18][16]右侧摩擦力,则F 3=μF 1=μQ 2tan5°F 4=μF 2=μQ 2sin5°则切断后拉动楔铁上升的最小配重重量为Q 3>Q 2+F 3+F 4=Q 2[1+(1+cos5°)μsin5°]1.1 机构演化图2 偏心轮机构曲柄滑块机构是铰链四杆机构的演化形式之一,它可将主动件的回转运动转化成从动件的往复移动。
但当曲柄尺寸很小时很不便于加工,曲柄轴的刚度和强度也势必减小。
如图2所示,如果把回转副B 同心放大到包含回转副A ,且安装整体式连杆,则成为偏心轮机构,曲柄长度即为偏心距e ,其等效机构仍为曲柄滑块机构。
做成偏心轮机构后,不但提高了偏心轮轴的强度和刚度,且因曲柄重量增加而增大了惯性,提高了机构的传力性能。
1.2 偏心半径e 的计算设电机功率为2.2kW 所能传递的转矩T =9550N n =95502.21500=14.01N ・m电机轴角速度 ω=1500602π=50π=157实践及计算表明,切Ф40的钢筋所需的切断力p 大约为60吨p ・e =T代入已知数据,计算出e =0.023mm由于转动副之间的间隙及加工精度等原因,e 取0.023不适用,而e 值越大则冲切力越小,并且使楔铁移动距离加长,按实用要求取e =0.075,靠增设飞轮来补充达到最大切削力对机构的要求。
飞轮的转动惯量可按下式计算J F =Q A D 24g式中 Q A D 2———所需飞轮的转矩1.3 电机转速的选择图3 楔铁示意图选用Y 系列电动机,功率N =2.2kW ,n =1500r/min ,如图3所示,楔铁倾角α=5°,e =0.075,当偏心轮由0°转到180°时,2e 相邻直角边长l =2e tan5°=1.72mm 。
偏心轮轴每转一转所需的时间为60/1500=1/25秒,半转时间为1/50秒,楔铁在重力作用下在1/50秒的时间内所下降的距离近似为(因摩擦力与楔铁重力相比很小可忽略不记)。
s =12gt 2=12×9.8(150)2=1.96mms >l 说明楔铁在重力作用下下落,可在1/50秒的时间内消除2e 间隙。
1.4 切断<40直径钢筋所用的时间据参考资料及实测表明,动、定刀片切入深度之和达到所切钢筋直径的20%～25%时,即可将钢筋切断。
对于<40的钢筋,最大切入深度为8mm 。
此时偏心轮轴所转的圈数为n 1=8/2e =53圈t =53/25=2秒可见,使用此种钢筋切断机将大大提高劳动生产率。
1.5 最大切削力及曲柄转角最大切削力和此时曲柄的转角,是设计钢筋切断机时计算电动机功率和飞轮转动惯量的两个重要参数。
准确地确定这两个参数的数值,对于降低切削机的能耗及材耗系数,提高切削机的切断能力是很关键的。
切削时钢筋变形阻力为 P d =[τ]Sg式中 S ———钢筋被剪面积S =K s (D2)2K s =4[τ]en9550D 2Nη由电机提供的冲切力为P =9550NηengP =P d曲柄的转角为 α=π180arccos [1+c 2λ-2c 2(1+λ-cλ)]式中 c =2-x +x 0ex 0=H -D(下转第57页)94第28卷 第2期 一种新型钢筋切断机的设计研究 0,n7=0(架空)时,由式(1)可知n H1≠0,说明系杆H1要转动,如若在系杆H1上装一个指南针,其指向要改变,便失去了指南车的作用。
为了保证指南车的两轮在任何速度情况下均能达到指南的目的,为此增设一个闭式行星轮系。
1.3 闭式行星轮系如图1所示,该闭式行星轮系是由定轴轮系去掉差动轮系的两个中心轮而形成的。
其中齿轮8和齿轮11均固定在系杆H1上。
系杆H1即作为闭式行星轮系的输入运动构件,简称输入件。
现设H为运动输出构件,简称输出件。
其各轮齿数为z8=z11,z9=z12,z10 =z13。
求输出件转速n H。
(1)差动轮系11—12—13—Hn11-n H n13-n H =-z13z11n11-n H=-z13z11n13z13z11n Hn11+z13z11n13=(1+z13z11)n H(2)(2)定轴轮系8—9—10i8×10=n8n10=z10z8, n10=-z8z10n8又因n8=-n11=n H1,n10=n13,所上以式可写成n13=z8z10n H1(3)将式(3)代入式(2)得n11+z13z11(-z8z10)n H1=(1+z13z11)n H因n11=n H1,所以等式左边等于零,即有(1+z13z11)n H=0因为1+z13z11≠0,所以n H=0。
由此可看出,不论指南车的两轮以相同的速度行驶(n H=0),还是以不同的速度行驶(n H1≠0),或者一轮着陆一轮架空(n H1≠0),增设一个闭式行星轮系后均可实现n H=0的存在。
2 结论综上所述,采用复式行星轮系所设计出的指南车和其它结构的指南机构相比,其特点是:构造简单,适应性强,即不论双轮着陆,还是单轮着陆,均可实现固定的指南方向。
由此可见,该种指南机构更适合于各种崎岖不平的路面,尤为重要的是为现代机械学的研究提供了线索。
就其功能特性来说,是能够在更多、更广的范围内获得应用的。
参考文献1 孙恒主编.机械原理(第5版).北京:高等教育出版社,1996.344～3622 张俊生.指南车的秘密.科学大众,1962(2)3 黄锡恺,郑文纬主编.机械原理(第6版).北京:高等教育出版社,1989.274～298收稿日期:20030617作者简介:杨慧香(1966-),女,吉林省长春市人,副教授(上接第49页) H———刀片最大开口距λ———连杆系数x———滑块位移D———钢筋直径3 结论以上分析研究表明,与传统的钢筋切断机相比,这种钢筋切断机具有以下优点:1)曲柄的刚性增大,连杆的长度减小,结构更紧凑,传力性能提高,使用寿命延长。
2)偏心距e很小,产生的切削力增大。
3)传动简单,减少了转动副的个数,提高了效率。
4)切削时间缩短,大大提高了劳动生产率。
5)整体结构紧凑,占地面积小,经济性能高。
所以,这种钢筋切断机将具有非常好的应用前景。
参考文献1 王慰椿.机械基础与建筑机械.南京:东南大学出版社,19902 高蕊.钢筋切断机切断过程分析及最大冲切力的计算.建筑机械, 19953 何德誉.曲柄压力机.北京:清华大学出版社,19874 金属切削加工工艺人员手册编委会.金属切削加工工艺人员手册.上海:上海科学技术出版社,1990收稿日期:20031122 收修改稿日期:20040101作者简介:车仁炜(1964-),女,黑龙江哈尔滨人,博士研究生75第28卷 第2期 复式行星轮系在指南机构中的应用 facturing as same as the general inv olute gear.This paper introduced the optimization method for the design of eccentric gear -drive.With this method ,the design of this kind gear will be faster and easier.K ey w ords : Eccentric gear -drive N on -circular gear -drive Optimization G oal programmingThe Second Optimum for E lectro H ydraulic Position Servo SystemWang Y oumin ,Y ao H ongzhi (25)………………………………Abstract In this paper ,the optimum control m odel was deduced s o as to enhance the precision and to improve the dynamic characteristic of electro hydraulic position serv o system.The optimal Q matrix was ob 2tained through optimum.The P matrix was deduced from Riccati equa 2tion and the optimal control for electro dynamic position serv o system was obtained.The analysis on the dynamic before and after optimum was obtained through numerical emaciation.The analysis result shows that optimal control can not only decrease the surpass capacity of the system but als o improve its respond speed.K ey w ords : E lectro hydraulic position Serv o system Optimal controlMeasurement Data Processing for the G eometrical E rror of Sh aft P arts Zhu Fangli ,G e D ongyuan ,Y ue Weihong (28)………………Abstract This paper discusses the measurement of geometrical error such as circularity ,concentricity of typical shafts parts with optical in 2dexing head in the multi -propose instrumental microscope.It als o in 2troduces the applying and the accuracy analysis of the least square of er 2ror and H ouseholder matrix in data processing.K ey w ords : Least square of error Optical indexing head H ouse 2holder matrix Data processing G eometrical errorFurther Discussion on Curvature Coefficient for the C alculation of Surface durability stress of G ear Feng Shouwei ,Zhang Weishe ,Wang Shouyu ,Zhang Weizhong (31)…………………………………Abstract Further study of the calculation basis of curvature coefficient for calculating the surface durability stress are made.The problems and calculation basis given by IS O6336and AG M A standards are analysed.The average radius of curvature of the contact area on the pinion root may be used as the calculation basis.S ome problems which need further study are given.K ey w ords : G ear strength Surface durablity stress Curvature coef 2ficientThe I nfluence of Tooth Number R atio on the Contact Strength of G earingJing X iubing ,Pan Fengzhang ,Y uan Peng wei (34)………Abstract S ome curves are drawn to show the relation between the tooth number ratio and the tooth contact stress.The in fluence of overlap ratio on the contact stress are als o investigated.K ey w ords : Inv olute cylindrical gear C ontact stress T ooth num 2ber ratioThe Diagnosis of G earbox by H ilbert Modulation Theory Y ao Zhibin ,Shen Y udi (37)……………………………………………Abstract This paper mainly analyses the feasibility of the Hilbert m odulation theory on gear fault diagnosis.In order to verify the theory ,a practical diagnostic example of autom otive gearbox is illustrated in the paper.In the end of the paper ,the author points out tw o fundamentalproblems that should be enough noticed in gearbox diagnosis.K ey w ords : G earbox Hilbert Fault diagnosis Amplitude dem od 2ulationThe Strengthening T echnics and Stand ardnization for Torsional B ar Spring Peng Heping ,Li Zhiming (43)…………………………Abstract The strengthening mechanism of the torsional bar spring was analized with the help of etastic and plastic theory.The technics and standardnization for strengthening were presented.K ey w ords : T orsional bar spring S trengthening T echnics and standadnizationThe Manu facture and Application of CAD for H elical G ears with Sm all Number of T eeth and Large R atioShi Nian feng ,Liang G uiming ,Y ang H ongbin (45)……………………………………Abstract This article discusses the characters of the helical gear with small number of teeth and large ratio ,And puts forward the method of its design and manu facture.And the article explains the way of simulate manu facture in AutoC AD2002by C AD technology.K ey w ords : Small number of teeth Helical gear C AD The de 2velopment of AutoC ADThe Design For a N ew Steel B ar Cutting MachineChe Renwei ,Lu Nianli ,Wang Shuchun (48)…………………………………Abstract In this paper ,a new kind of steel bar cutting machine with 2out speed reducer was developed.The w orking principle and the deter 2mining of the major parameters were described.It is proved that the performance of this machine is fine.K ey w ords : S teel bar cutting machine Eccentric wheel Crank -slid block mechanismThe Study of new H igh -precision H eavy -flow electric -hy 2draulic Proportional Speed Control V alve Hu Junping ,Wu Weihui ,Zhu G uihua ,Luo Chunlei (50)………………………………Abstract According to the differential pressure -electric -area com 2pensating principle ,the author makes use of the construction of forerun 2ner valve plus main valve to design high -precision heavy -flow elec 2tric -hydraulic proportional speed control valve ,which will overcome the disadvantages existed in now used heavy -flow electric -hydraulic proportional speed control valve ,the author als o tests and analyses the performance of the new valve.K ey w ords : E lectro -hydraulic proportional S peed control valve Heavy -flow Differential pressure -electric -area compensating prin 2ciple.A Design for Tw o -w ay R otary G earing R evolving R ound H ori 2zontal AxleLiu Zhicai (53)………………………………………Abstract By analyzing the design for large -scale entertainment ma 2chines with gearings rev olving round horizontal axle ,a new tw o -way rotary gear device is presented.This device combines the characteristics of both mechanical transmission and hydraulic.Meanwhile ,the device has a simple and compact structure.The m ovement is stable and its speed can be adjusted.K ey w ords : Entertainment machine H orizontal axle T w o -way rotation G earing(下转第6页)2。