三辊卷板机传动系统的设计

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三辊卷板机运动结构和控制系统设计

三辊卷板机运动结构和控制系统设计

DOI:10.3969/j.issn.2095-509X.2018.07.016三辊卷板机运动结构和控制系统设计任育红(天津冶金职业技术学院分院ꎬ河北邯郸㊀056404)摘要:在分析原有机械调节式卷板机存在的问题和国内外卷板加工装备㊁新技术㊁新工艺的基础上ꎬ研制一台新型卷板机ꎮ基于全液压驱动和控制的设计思路ꎬ对卷板机的运动系统和整体结构进行分析论证ꎬ确定最优研制方案ꎬ并根据卷板机的工作和性能要求ꎬ进行液压驱动和控制系统设计ꎮ应用结果表明ꎬ新型卷板机具有操作简便㊁易于控制㊁卷板质量好等特点ꎮ关键词:卷板机ꎻ液压控制ꎻ运动机构ꎻ驱动形式中图分类号:TG305㊀㊀㊀文献标识码:A㊀㊀㊀文章编号:2095-509X(2018)07-0072-04㊀㊀某钢铁企业的金属结构车间原有2台规格为19mmˑ2000mm的机械调节式对称三辊卷板机ꎬ主要用于该厂所需管道和高炉炉皮的弯制ꎮ近几年来ꎬ由于设备老化㊁故障频繁ꎬ其弯制能力和生产的弯管质量已经不能满足生产的需要ꎬ影响生产的正常进行ꎬ因此决定研制一台功能强大㊁便于操作㊁实用性强的新型卷板机ꎮ1㊀原卷板机存在的问题为了借鉴原卷板机的结构原理ꎬ并在研制新型卷板机时克服原卷板机的缺陷ꎬ需要对原卷板机进行剖析ꎮ1.1㊀原卷板机的结构原理图1为原卷板机结构原理图ꎮ该机为机械调节式卷板机ꎬ两下辊为主动辊ꎬ上辊为压下辊ꎬ上㊁下辊由同一台电机驱动ꎮ下辊由电机通过减速器驱动旋转ꎬ送进板料ꎻ上辊由电机 减速器 蜗轮蜗杆 丝杠螺母传动机构ꎬ将电机的旋转运动转变为直线运动ꎬ带动上辊作上下运动(升降)[1]ꎮ图1㊀原卷板机(19mmˑ2000mm)结构原理图1.2㊀原卷板机存在的主要问题1)下辊的旋转和上辊的升降由一台电机通过减速器驱动ꎬ下辊和上辊运动方向的改变由两个长的操作手柄分别操作ꎬ操作不便㊁费力ꎬ易引起误操作ꎮ2)卷板机工作是通过手柄拨动两套双向牙嵌离合器进行控制的ꎬ频繁地进行离合ꎬ离合器的齿容易损坏ꎬ平均两个月左右就需更换一次备件ꎮ特收稿日期:2017-12-26作者简介:任育红(1967 )ꎬ女ꎬ河北衡水人ꎬ天津冶金职业技术学院分院高级讲师ꎬ硕士ꎬ主要研究方向为机械设计㊁液压与气动ꎮ2018年7月㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀机械设计与制造工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Jul.2018第47卷第7期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀MachineDesignandManufacturingEngineering㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀Vol.47No.7别是在卷板时ꎬ上辊压到要求位置后停止下压ꎬ需要离合器脱开ꎬ此时离合器传递的负载扭矩较大ꎬ经常出现离合器脱开困难ꎬ甚至导致升降丝杠拉断ꎮ3)无上辊压下量测量和指示装置ꎬ在操作过程中ꎬ操作人员全凭感觉和经验不断调试ꎬ卷制精确度低ꎬ常出现过卷现象ꎬ影响制件质量ꎮ4)产品卷制由人工操作ꎬ工人劳动强度大ꎬ特别是预弯两端时板料需要调头ꎬ且需用吊车起吊配合ꎬ费时㊁费力ꎬ能耗高ꎬ工作效率低ꎮ2㊀新型卷板机设计要求该车间卷板机卷制管件的特点:1)制件形体品种多ꎬ有圆柱体㊁圆锥体和弧体等ꎮ2)卷曲半径和板厚的变化范围大ꎮ卷板厚度为10mm~22mmꎻ弯曲直径为500mm~2500mmꎮ3)批量小ꎮ4)卷制的大部分管件主要用于氧气㊁煤气㊁氮气㊁蒸汽等的输送ꎮ根据制件规格多㊁批量小ꎬ又用于气体输送的特点ꎬ要求新型卷板机应便于操作和调整ꎬ并有较高的卷制质量ꎮ3㊀卷板机运动系统方案研究根据生产现场的条件和设计要求ꎬ在分析和消化国内外卷板加工的新技术㊁新工艺的基础上ꎬ本着易操作㊁高效率㊁高质量的原则ꎬ经综合分析㊁研究ꎬ多方案对比㊁优化ꎬ决定采用全液压驱动和控制方案ꎬ并根据卷板工艺要求ꎬ确定运动系统和整体结构方案[1-3]ꎮ如图2所示ꎮ图2㊀卷板机结构原理图㊀㊀运动系统包括工作辊传动机构㊁翻倒机构㊁支承辊装置㊁上辊翘起和平衡机构㊁对中机构等ꎮ1)工作辊传动机构ꎮ工作辊包括1个上辊和2个下辊ꎮ由于该机主要是用来卷制10mm~22mm的普通碳素结构钢钢板ꎬ所需驱动功率不大ꎬ因此不必采用全驱动ꎮ本文的设计以下辊作为驱动辊ꎬ上辊为从动辊ꎮ工作辊传动机构分主㊁辅传动机构ꎬ主传动为两下辊的旋转运动ꎬ辅传动为下辊的同步水平移动和上辊的升降ꎮ上辊的升降可与下辊的移动同步进行ꎬ也可分开进行ꎮ如图2所示ꎬ下辊的旋转运动由液压马达驱动ꎬ通过开式齿轮带动两下辊作回转运动ꎬ下辊的同步水平移动由固定在机座上的两个液压缸控制ꎮ上辊升降由固定在左右机架下方的油缸控制ꎮ2)支承辊装置ꎮ为防止工作辊发生挠曲变形从而使工作精度降低ꎬ影响卷板质量ꎬ卷板机设置有支承辊装置ꎬ用于支撑两个下工作辊(图2)ꎮ支承辊轴承座和两下辊轴承座均由下辊水平移动油缸推动实现水平移动ꎮ3)翻倒机构ꎮ左侧机架为活动的翻倒机架ꎮ为方便卸下卷制成形的管件ꎬ设置翻倒机构ꎬ以实现左侧机架的翻倒与复位ꎮ卸料时翻倒机架及轴承体由外力驱动绕销轴转动85ʎ~98ʎꎬ实现翻倒ꎮ翻倒后ꎬ锥形轴承与上辊脱开ꎬ便于从上辊取出工件ꎮ然后由液压缸驱动活动机架复位ꎬ复位后ꎬ依靠液压缸的支承力ꎬ保持机架内轴承与上辊左端轴颈的配合精度ꎮ4)上辊翘起和平衡机构ꎮ上辊翘起和平衡机构是为了方便卸下卷制成形的管件而设置ꎮ左侧活动机架翻倒后ꎬ上辊左端处于悬臂状态ꎬ此时由右侧的上辊翘起油缸对上辊右端施加向下的拉力ꎬ保持上辊平衡并使上辊左端2018年第7期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀任育红:三辊卷板机运动结构和控制系统设计微微翘起(约3ʎ)ꎬ以方便卸下卷制成形的管件ꎮ5)对中机构ꎮ为防止板料在喂入时歪斜ꎬ导致工件扭斜ꎬ在设备一侧安装板料对中机构ꎬ如图3所示ꎮ在板料喂入时液压缸推动挡板立起ꎬ起到限位和对中作用ꎮ卷制过程中挡板回位ꎮ图3㊀对中机构4 液压控制系统方案研究卷板机的液压系统应具备以下功能:1)控制上辊的升降ꎻ2)驱动两下辊旋转ꎻ3)驱动两下辊及支承辊水平移动ꎻ4)控制对中机构中挡块的立起和回位ꎻ5)控制翻倒机架的翻倒和复位ꎻ6)控制翘起与平衡机构ꎬ保证上辊平衡和翘起ꎮ根据以上要求ꎬ进行液压回路设计[4-5]ꎬ确定液压系统原理图ꎬ如图4所示ꎮ该液压系统主要包含7个基本回路ꎬ分别实现不同的控制功能ꎬ以满足卷板工艺和性能要求[2]ꎮ1)换向回路ꎮ各执行元件的换向均采用Y型中位机能的换向阀ꎮ当换向阀处于中位时ꎬ控制油路的液压油回油箱ꎬ以保证支路上液控单向阀锁紧ꎮ2)调压回路ꎮ㊀㊀根据各执行元件在不同工况下对液压力的要图4㊀卷板机液压系统原理图求采用多级调压回路ꎮ3)调速回路ꎮ工作辊的调速采用调速平稳㊁效率高的容积调速回路ꎬ其他油缸的调速采用便于操作调节的节流调速回路ꎮ4)同步回路ꎮ上辊升降油缸和下辊水平移动油缸的同步运动精度要求较高ꎬ采用结构简单㊁维修方便的分流阀同步回路ꎮ5)锁紧回路ꎮ为使各运动部件动作准确㊁定位可靠ꎬ在上辊升降㊁下辊平移㊁板料对中㊁上辊翘起等机构中均采用双向液压锁紧回路ꎮ6)平衡回路ꎮ在卷板过程中ꎬ如各工作机构动作失衡不仅会影响卷制加工ꎬ还可能造成安全事故ꎬ因此在翻倒㊁上辊升降和下辊水平移动等液压控制回路中均设置了单向顺序阀平衡回路ꎬ采用压力继电器检测和2018年第47卷㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀机械设计与制造工程㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀自动补油保压ꎮ7)液压马达制动回路ꎮ根据本机运动特点ꎬ选用制动快捷㊁平稳的液压缸制动回路ꎬ控制液压马达的启动与制动ꎮ5㊀结束语新型卷板机采用全液压驱动和控制ꎬ具有较好的操作性能ꎮ调整方式采用水平下调式ꎬ可方便地实现对称和非对称卷板的转换ꎬ既具有非对称卷板机不用调头便可预弯端头的优点ꎬ又有对称卷板机结构简单㊁紧凑的特点ꎻ上辊升降可在水平状态也可在倾斜状态与下辊平移同步进行或单独进行ꎬ便于锥体卷制ꎻ加设对中装置ꎬ避免了进料时出现歪斜ꎬ提高了加工精度ꎻ加设支承辊装置ꎬ增强下辊的刚度ꎬ提高了制件的加工精度ꎮ总之ꎬ该新型卷板机改进了原卷板机的不足ꎬ具有操作方便㊁省力ꎬ工作效率高ꎬ应用范围广ꎬ弯制质量好的特点ꎮ参考文献:[1]㊀任育红.水平下调式三辊卷板工艺及设备研究[D].天津:天津大学ꎬ2006.[2]㊀成大先.机械设计手册[M].北京:化学工业出版社ꎬ2016. [3]㊀中国机械工程学会塑性工程学会.锻压手册[M].北京:机械工业出版社ꎬ2015.[4]㊀闻邦椿.机械设计手册[M].北京:机械工业出版社ꎬ2016. [5]㊀秦大同.现代机械设计手册(单行本):液压传动与控制设计[M].北京:化学工业出版社ꎬ2013.DevelopmentofthemotionstructureandcontrolsystemofthreerollercoilingmachineRenYuhong(TheBranchofTianjinMetallurgicalProfessionalTechnologyCollageꎬHebeiHandanꎬ056404ꎬChina)Abstract:Developmentsanewtypeofcoilingmachinebasedontheanalysisoftheproblemsexistingintheoldmechanicaldrivencoilingmachineandbasedontheanalysisofthecoilingprocessingequipmentandthenewcoilingtechnologyandprocessathomeandabroad.Theoptimaldesignschemeisdeterminedbyanalyzinganddemonstratingthemotionsystemandthewholestructureoftheequipmentapplyingthedesignconceptoffullyhy ̄draulicdriveandcontrol.Andthehydraulicdriveandcontrolsystemisdesignedaccordingtotheworkingandserviceabilityrequirementsofthecoilingmachine.Theapplicationshowsthatthenewtypeofcoilingmachinehastheadvantagesofconvenientoperationꎬeasycontrolandgoodqualityofrollingplate.Keywords:coilingmachineꎻhydrauliccontrolꎻmotionstructureꎻdrivingform2018年第7期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀任育红:三辊卷板机运动结构和控制系统设计。

毕业设计(论文)-三辊对称式卷圆机结构设计(含全套CAD图纸)

毕业设计(论文)-三辊对称式卷圆机结构设计(含全套CAD图纸)

本科学生毕业设计各类毕业设计请咨询QQ291187904卷圆机结构设计院系名称:机电工程学院专业班级:机械设计制造及其自动化学生姓名:指导教师:职称:教授The Graduation Design for Bachelor's Degree Design of Roll Round Machine StructureCandidate:Specialty:Mechanical Design and Manufacture& AutomationClass:Supervisor:Prof.HeilongjiangInstitute of Technology摘要本设计是关于卷圆机的结构设计。

卷圆机是将各种型材卷制成圆环的一种高质量、高效益的卷圆装置。

主要对卷圆机的传动系统、上下辊轮、压下装置以及卷圆机的总体进行设计和计算。

卷圆机结构型式为三辊对称式,在该结构中上辊下压提供压力,两下辊做旋转运动,为卷制板材提供扭矩。

该机具有结构紧凑、操作简便、寿命长、噪声小、一机多用、质优价廉等优点,是工厂实现机械化生产的配套设备,该设备的上市可以大大减轻工人的劳动强度,提高企业生产效益。

关键词:卷圆机;辊轮;传动系统;压下装置;卷制ABSTRACTThis design is about flange machine. Roll round machine is made of various profiles will roll ring flange and a high quality, high benefit rolls round device ,mainly to transmission system, roll on the circle next roller, pressing device and roll machine design and calculation of the overall.Roll machine athreeroller symmetrical structure, in the upper roller press structure provides pressure, the two lower rollers make rotation, top provide torque. This machine with compact structure, easy operation, low noise, long service life, high quality and reasonable price multi-usage, etc, and is realized mechanization production factory, this equipment facilities listed can greatly reduce the labor intensity, improve production efficiency.Key words:Roll round machine ;Roll wheel ;Transmission system;Pressing device;Rolling目录摘要-------------------------------------------------------------------------------------------------ⅠAbstract--------------------------------------------------------------------------------------------Ⅱ第1章绪论---------------------------------------------------------------------------------------11.1国内外发展现状--------------------------------------------------------------------------11.1.1国外发展现状---------------------------------------------------------------------11.1.2国内发展现状--------------------------------------------------------------------11.2 卷圆机的类型和特点--------------------------------------------------------------------21.3本文设计内容------------------------------------------------------------------------------2 第2章卷圆机工作方案的选择-----------------------------------------------------------32.1 卷圆机成型方案的确定-----------------------------------------------------------------32.2圆环卷制成型方式的选择--------------------------------------------------------------42.3本章小结-----------------------------------------------------------------------------------5 第3章力学分析与主参数的确定--------------------------------------------------------63.1 卷圆的工艺过程分析--------------------------------------------------------------------63.2 卷圆过程中的力学分析-----------------------------------------------------------------63.3 工作辊轮的设计--------------------------------------------------------------------------63.3.1 三辊轮受力情况分析-----------------------------------------------------------63.3.2 卷圆机的主参数的确定--------------------------------------------------------73.4 本章小结-----------------------------------------------------------------------------------9第4章传动系统设计------------------------------------------------------------------------104.1 传动方案的设计----------------------------------------------------------------------104.2 电机的选择------------------------------------------------------------------------------104.2.1 选择电机的结构形式----------------------------------------------------------104.2.2电动机的确定-------------------------------------------------------------------114.3 传动比的计算---------------------------------------------------------------------------114.3.1 总传动比的计算----------------------------------------------------------------114.3.2 分配传动比----------------------------------------------------------------------114.4 运动和动力参数计算------------------------------------------------------------------124.4.1 各轴转速计算-------------------------------------------------------------------124.4.2 各轴功率计算-------------------------------------------------------------------124.4.3 各轴转矩计算-------------------------------------------------------------------124.5 传动零件的设计计算------------------------------------------------------------------134.5.1 带传动的设计计算-------------------------------------------------------------134.5.2 蜗轮蜗杆的传动设计----------------------------------------------------------154.5.3 齿轮的设计计算---------------------------------------------------------------164.6 轴的设计计算---------------------------------------------------------------------------194.7 轴承设计---------------------------------------------------------------------------------224.7.1 滚动轴承的选择----------------------------------------------------------------224.7.2 滚动轴承的寿命计算----------------------------------------------------------234.8 键的设计---------------------------------------------------------------------------------244.8.1 键连接的功能及结构型式---------------------------------------------------244.8.2 键的选择和键联接的强度计算---------------------------------------------244.9 本章小结---------------------------------------------------------------------------------25 第5章压下装置的设计--------------------------------------------------------------------265.1 卷圆成形直径与标尺刻度的关系---------------------------------------------------265.2 压下装置的设计------------------------------------------------------------------------275.3 上辊轮轴的设计------------------------------------------------------------------------285.3.1 轴的材料及结构的确定------------------------------------------------------285.3.2 轴的受力分析-------------------------------------------------------------------285.3.3 校核轴的强度------------------------------------------------------------------305.4 螺旋传动设计---------------------------------------------------------------------------305.5 本章小结---------------------------------------------------------------------------------32 第6章其他各主要零部件的设计及运动仿真-------------------------------------336.1 箱体的设计------------------------------------------------------------------------------336.2 “五大轮”的设计-------------------------------------------------------------------------336.3 卷圆机的运动仿真--------------------------------------------------------------------346.4 本章小结---------------------------------------------------------------------------------34 结论-------------------------------------------------------------------------------------------------35 参考文献------------------------------------------------------------------------------------------36 致谢-------------------------------------------------------------------------------------------------37第1章绪论1.1 国内外发展现状1.1.1 国外发展现状50年来,卷圆机随着科技特别是微电子、计算机技术的进步而不断发展。

三辊卷板机的设计毕业设计共46页

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三辊卷板机的设计
要练说,得练听。听是说的前提,听得准确,才有条件正确模仿,才能不断பைடு நூலகம்掌握高一级水平的语言。我在教学中,注意听说结合,训练幼儿听的能力,课堂上,我特别重视教师的语言,我对幼儿说话,注意声音清楚,高低起伏,抑扬有致,富有吸引力,这样能引起幼儿的注意。当我发现有的幼儿不专心听别人发言时,就随时表扬那些静听的幼儿,或是让他重复别人说过的内容,抓住教育时机,要求他们专心听,用心记。平时我还通过各种趣味活动,培养幼儿边听边记,边听边想,边听边说的能力,如听词对词,听词句说意思,听句子辩正误,听故事讲述故事,听谜语猜谜底,听智力故事,动脑筋,出主意,听儿歌上句,接儿歌下句等,这样幼儿学得生动活泼,轻松愉快,既训练了听的能力,强化了记忆,又发展了思维,为说打下了基础。 家庭是幼儿语言活动的重要环境,为了与家长配合做好幼儿阅读训练工作,孩子一入园就召开家长会,给家长提出早期抓好幼儿阅读的要求。我把幼儿在园里的阅读活动及阅读情况及时传递给家长,要求孩子回家向家长朗诵儿歌,表演故事。我和家长共同配合,一道训练,幼儿的阅读能力提高很快。1前言
教师范读的是阅读教学中不可缺少的部分,我常采用范读,让幼儿学习、模仿。如领读,我读一句,让幼儿读一句,边读边记;第二通读,我大声读,我大声读,幼儿小声读,边学边仿;第三赏读,我借用录好配朗读磁带,一边放录音,一边幼儿反复倾听,在反复倾听中体验、品味。 单靠“死”记还不行,还得“活”用,姑且称之为“先死后活”吧。让学生把一周看到或听到的新鲜事记下来,摒弃那些假话套话空话,写出自己的真情实感,篇幅可长可短,并要求运用积累的成语、名言警句等,定期检查点评,选择优秀篇目在班里朗读或展出。这样,即巩固了所学的材料,又锻炼了学生的写作能力,同时还培养了学生的观察能力、思维能力等等,达到“一石多鸟”的效果。机械制造业在近代中国的发展过程中起到非常重要的作用,在国民经济中占有很大的比例,因此在国民经济中具有很重要的作用和地位。一个国家的技术的发展与进步离不开机械制造业。当一个国家的机械制作非常发达是,它的国民经济实力和科学技术水平也会是非常的厉害,因此世界各国都把发展机械制造业作为振兴和发展本国经济的战略重点之一。机械制造装备的先进程度决定了机械制造生产能力和制造水平。因此,机械制造业的发展是离不来机械制造装备技术的。努力地研究机械装备技术可以让我们国家的经济实力和科学技术都能得到发展。我国也是制造业非常发达的大国,因此更应该花费资金投入机械制造业去,去研究和发展。

三辊卷板机设计方案

三辊卷板机设计方案

三辊卷板机设计方案摘要卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。

该产品广泛用于锅炉、造船、石油、化工、木工、金属结构及其它机械制造行业。

本文设计的是三辊卷板机。

通过对几种运动方案的分析比较,最终决定采用设计加工尺寸为122000的对称式三辊卷板机。

该设备主要由辊子、机身、动力传递部件和电机等组成。

通过已知设计参数确定了辊子的直径和长度,然后确定上辊和下辊的传动方案。

为了保证下面两辊的同步运动,采用减速器输出轴安装齿轮与下辊的齿轮成角度啮合,上辊采用蜗轮蜗杆保证两端的上下运动。

然后对辊子、齿轮、轴、键等关键零件进行了强度校核,最后进行了机架的设计。

通过本次设计,对三棍卷板机的组成原理及结构有了深刻的认识,设计结果与实际相符,满足使用要求。

关键词:卷板机;减速器;压下系统;蜗轮蜗杆目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2卷板机的原理 (3)1.2.1 卷板机的运动形式 (3)1.2.2弯曲成型的加工方式 (4)1.3 卷板机的发展趋势 (7)2 总体设计方案的确定 (9)2.1 方案的论证 (9)2.1.1方案1 双辊卷板机 (9)2.1.2方案2 三辊卷板机 (10)2.1.3 方案3 四辊卷板机 (11)2.2 方案的确定 (12)2.3本章小结 (12)3 传动系统设计 (13)3.1 传动方案的分析及确定 (13)3.1.1 齿轮传动 (13)3.1.2带传动 (14)3.2 传动系统的确定 (15)3.2.1 主传动系统的确定 (15)3.2.2副传动系统的确定 (15)3.3 本章小结 (16)4 下辊驱动系统的设计 (17)4.1上下辊的参数选择计算 (17)4.2 主电机的功率确定 (18)4.2.1受力分析 (18)4.2.2主电机功率的确定 (20)4.3本章小结 (21)5 减速器的设计计算 (22)5.1 传动方案的分析和确定 (22)5.2 减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配 (22)5.2.1 总的传动比 (22)5.2.2 传动比的分配 (22)5.3传动装置各轴的参数计算 (23)5.3.1 各轴转速 (23)5.3.2 各轴功率 (23)5.3.3 各轴转矩 (24)5.4齿轮传动设计与校核 (24)5.4.1高速级齿轮设计 (24)5.4.2中速级齿轮设计 (28)5.4.3低速级齿轮设计 (32)5.5轴的设计与校核 (36)5.5.1轴3的设计 (36)5.5.2轴4的设计 (37)5.5.3轴2的设计 (38)5.5.4轴1的设计 (39)5.5.5 轴的校核 (40)5.6轴承的选择与校核 (46)5.6.1轴承的选择 (46)5.6.2轴承的校核 (46)5.7各轴上键的选择与校核 (48)5.7.1键的选择 (48)5.7.2键的校核 (48)5.8本章小结 (49)6 压下系统的设计 (50)6.1电机选择 (50)6.1.1驱动功率计算 (50)6.1.2电动机选型 (50)6.2螺旋副设计与校核 (51)6.3蜗轮蜗杆设计与校核 (52)6.3.1参数计算 (52)6.3.2蜗杆机构设计及校核 (53)6.4上、下辊的设计与校核 (56)6.4.1上、下辊的结构设计 (56)6.4.2上下辊结构优化设计 (56)6.4.3上、下辊校核 (58)6.5本章小结 (60)7机架的设计 (61)7.1全焊钢结构的优点 (61)7.2机架参数的确定 (61)7.3机架的焊接工艺 (61)7.4本章小结 (62)8结论 (63)参考文献 (64)英文原文 (65)中文译文 (72)1 绪论1.1 概述卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。

三辊卷板机的设计

三辊卷板机的设计

前言三辊卷板机的设计1 前言1.1 选题背景机械制造业在近代中国的发展过程中起到非常重要的作用,在国民经济中占有很大的比例,因此在国民经济中具有很重要的作用和地位。

一个国家的技术的发展与进步离不开机械制造业。

当一个国家的机械制作非常发达是,它的国民经济实力和科学技术水平也会是非常的厉害,因此世界各国都把发展机械制造业作为振兴和发展本国经济的战略重点之一。

机械制造装备的先进程度决定了机械制造生产能力和制造水平。

因此,机械制造业的发展是离不来机械制造装备技术的。

努力地研究机械装备技术可以让我们国家的经济实力和科学技术都能得到发展。

我国也是制造业非常发达的大国,因此更应该花费资金投入机械制造业去,去研究和发展。

卷板机是一个将金属板材弯卷成锥体、曲面体体、筒体或其他形体的通用成型设备。

根据以往的概论三点可以成圆的原理,卷板机在工作时的工作辊他们的位置不是固定的,而是变化和旋转运动从而使板材产生连续不断的塑性变形,可以以获得预制的工件。

该通用设备可应用于造船、锅炉、石油、化工及机械制造行业等。

与外国的工作辊(一般以工作辊的配置方式划分)划分方式不同,国内基本都以工作辊调整形式及数量作为标准,实行分类,一般分为:1、特殊用途卷板机:有双辊卷板机、船泊式卷板机、立体式卷板机、多功能卷板机和锥体式卷板机等。

2、三辊卷板机:分为机械式三辊卷板机(机械式三辊卷板机包括机械式对称式三辊卷板机和机械式非对称式三辊卷板机)和液压式三辊卷板机。

3、四辊卷板机:分为侧辊倾斜调整式四辊卷板机和侧辊圆弧调整式四辊卷板机。

机械传动式卷板机已经有很长的发展时间,但是由于它的机械运动简单,工作性能很好,制造价格很低,因此在很多中、小型的卷板机仍然使用中。

但是由于现在的卷板机都是低速大扭矩的卷板机,所以传动系统体积过于庞大,卷板机在工作时产生的功率较大,并且在启动的时候电能的上下起伏太大,因此现在大型的卷板机都是在用液压传动。

三辊卷板机的设计卷板机可分为冷卷和热卷。

三辊卷板机工作原理

三辊卷板机工作原理

三辊卷板机工作原理
三辊卷板机是一种用于将金属板材卷曲成圆筒形的设备。

其工作原理可以简单描述如下:
1. 弯辊起伏原理:三辊卷板机由上辊、下辊和侧辊组成。

其中上辊和下辊为对称布置,侧辊位于上辊和下辊之间。

在工作时,上辊和下辊通过传动装置相互协作起伏运动,将板材夹在其间。

侧辊通过压紧机构与板材侧表面接触,防止板材滑动。

2. 弯辊下滑原理:上辊和下辊协作运动时,通常上辊为固定不动,而下辊作为主动辊通过液压或机械力将其推动,实现向上辊移动的运动。

3. 弯辊加工原理:当金属板材通过三辊卷板机时,上辊和下辊的运动使板材弯曲成所需的圆筒形。

侧辊的压紧力和位置可根据需要进行调整,以保证板材的紧密卷曲。

4. 卷板机调整原理:根据所需卷曲直径和角度,可通过调整三辊的间距和角度来满足不同的卷板要求。

通过调整上辊和下辊的上升和下降速度以及侧辊的压力,可实现精确的卷板过程。

5. 其他辅助装置:为了保证卷板的质量和精度,通常还会配备一些辅助装置,如辊筒支撑装置、数控系统等,以提高卷板机的工作效率和稳定性。

总之,三辊卷板机通过上辊、下辊和侧辊的协作运动,将金属
板材弯曲成圆筒形。

通过调整辊子间距、角度、升降速度和侧辊压力等参数,可实现不同精度和需求的卷板工作。

对称式三辊卷板机的设计设计说明书

对称式三辊卷板机的设计设计说明书

摘要本设计是关于对称式三辊卷板机的设计,主要对卷板机的上下辊的结构进行设计和受力分析,对主传动系统及上辊压下传动系统进行设计计算。

本文针对水平对称式三辊卷板机进行几何参数、力学参数和工艺参数的分析,建立卷板工艺计算数学模型;编写一次进给卷板工艺流程;根据工艺要求,确定卷板机总体设计方案;对规格为12×2200卷板机进行结构和工艺参数的确定和校核。

本课题研究的水平对称式卷板机特点如下:采用水平下调式,即下辊可作水平移动,可实现不用调头便可预弯端头,使进料、对中、预弯、卷圆、矫圆整个卷板过程连续完成,利于提高生产效率,降低工人劳动强度;设置板料对中装置和支承辊装置,利于提高卷板精度和卷板质量;采用全液压驱动,使设备结构简化,便于卷板过程中的速度和压力控制,起停、换向灵活,运行平稳,操作方便;结构简单,便于操作和维护维修,符合现场技术工人的操作和维修水平,高效实用。

关键词:卷板机;工作辊;受力分析;传动系统ABSTRACTThis design is designed on the symmetric three rollers coiling machine, mainly designed and mechanically analyzed on the top and bottom Bending Machine roll structure, and designed calculations on the main drive system and roll pressure on the transmission system.Based on the principle of metal plate mold capability bend distortion,theathletics and motivity of plate coiling has been analyzed.The geometry parameter,mechanics parameter and technics parameter was optimized on level adjust belowthree rollers Rolling Machine.The mathematical model of plate coiling was built andproduction process was ing the hydraulic pressure driving protocol.The analyses of the basic loop and hydraulic pressure system have been performed.According to the demand of the produce,the whole project of Rolling Machine wasdesigned.The structure and technics parameter of 12×2200 Rolling Machine wascomputed and confirme.The characteristic of level adjust below three rollers Rolling Machine in thisinvestigation is as ing the type of level adjust,the end can be bendedwithout turn around and the whole process of plate coiling including entering、center adjusting、pre-bending、coiling、cylinder proofread can be completedcontinuously;due to whole hydraulic pressure driving protocol,the structure wassimplified,and speed and pressure was easily controlled in the process of platecoiling;The setup of the center adjusting and the equip of supporting,the preciseand quality of plate coiling was improved;owing to the simplified structure,theoperation and maintenance is easy to carried out.KeyWord: Bending Machine;the work rolls;mechanical analysis;the transmission system目录摘要 (I)ABSTRACT (II)第一章绪论 (1)1.1卷板机的介绍 (1)1.2卷板机在我国的发展 (1)1.3主要研究内容 (2)1.4塑性弯曲 (2)1.5塑性弯曲时的应力应变状态 (4)1.5.1应变状态 (5)1.5.2应力状态 (5)1.5.3宽板塑性弯曲时三个主应力的分布性质 (5)1.5.4塑性弯曲中现象的复杂性 (8)1.6卷板工艺和卷板质量分析 (9)1.6.1卷板工艺 (9)1.6.2卷板质量 (12)1.6.3卷板设备 (13)1.6.4卷板机安全操作规程 (15)第二章方案设计 (17)2.1总方案的确定 (17)2.2三辊卷板机的设计方案的确定 (17)第三章三辊卷板机设计分析 (18)3.1主要参数 (18)3.1.1卷管所需最大力矩确定 (18)3.1.2主参数确定 (22)3.1.3 受力情况分析 (23)3.2下辊传动系统的设计 (24)3.2.1 下辊驱动力矩 (24)3.2.2下辊驱动功率的计算 (25)3.23 电动机的选择 (26)3.24 计算并分配传动比 (26)3.25 离合器的选择 (26)3.26 末级齿轮传动比的设计 (26)3.3齿轮传动的强度设计计算 (27)3.3.1 材料 (27)3.3.2 按接触强度设计计算 (27)3.3.3验算齿轮速度 (28)3.34验算弯曲强度 (28)3.4辊子刚度的计算 (28)3.4.1 上辊 (29)3.4.2 下辊 (29)3.5上辊压下系统的设计计算 (30)3.5.1电机的选择 (30)3.5.2 螺旋副的设计计算 (30)3.5.2.1 材料 (30)3.5.2.2 螺纹直径、螺距 (30)3.5.2.3 自锁性 (31)3.5.2.4 螺杆强度的计算 (31)3.5.2.5 螺母螺纹牙强度计算 (31)3.6传动比计算 (31)3.7减速器的选择 (32)3.8 蜗杆机构设计 (32)第四章结束语 (37)4.1结论 (37)4.2展望 (37)参考文献 (39)致谢 (41)第一章绪论1.1卷板机的介绍卷板机是一种将金属板料弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的一种专用锻压机械设备,其广泛应用于锅炉、造船、化工、金属结构和机械制造行业。

三辊卷板机的设计毕业设计(论文)

三辊卷板机的设计毕业设计(论文)

图书分类号:密级:毕业设计(论文)三辊卷板机的设计DESIGN OF THREE ROLLER BENDINGMACHINE学生姓名班级学院名称专业名称指导教师学位论文原创性声明本人郑重声明:所呈交的学位论文,是本人在导师的指导下,独立进行研究工作所取得的成果。

除文中已经注明引用或参考的内容外,本论文不含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品或成果。

对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标注。

本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。

论文作者签名:日期:年月日学位论文版权协议书本人完全了解关于收集、保存、使用学位论文的规定,即:本校学生在学习期间所完成的学位论文的知识产权归所拥有。

有权保留并向国家有关部门或机构送交学位论文的纸本复印件和电子文档拷贝,允许论文被查阅和借阅。

可以公布学位论文的全部或部分内容,可以将本学位论文的全部或部分内容提交至各类数据库进行发布和检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。

论文作者签名:导师签名:日期:年月日日期:年月日摘要本次设计是关于小型对称式三辊卷板机的设计,设计的主要设计的是卷板机的上下辊和减速装置,并要求对它们进行校核计算。

根据课题题目设计要求,先分析了几种卷板机的结构和受力的情况,确定机械结构为三辊对称式。

此类型卷板机机构比较简单,工作占用空间小,便于移动和运输。

论证确定了主、辅运动后,通过计算所需要的传动数据,选择确定所需的电动机。

然后分析关于机构两辊的结构和力学分析,再做校核计算验证。

经过分析研究,机构的减速器选取三级展开式圆柱齿轮减速器。

齿材选用40Cr,并进行调质和淬火处理。

考虑到本次设计的完整性,最后还做了对齿轮、轴、键、轴承的设计及校核。

关键词卷板机;辊子;电动机;减速器;齿轮AbstractThe design is symmetrical about small type three-roller plate design, design is the main design of the plate bending rolls up and down roller and reduction gear, and check calculation them.According to the subject topic design requirements, analyzes several first structure and stress distribution of plate bending rolls, determine the mechanical structure for the three rollers symmetrical type. This type machine body is simple, work takes up the space is little, easy to move and transport. After argument to determine the main and auxiliary motion, through calculate the transmission data, need to choose the required motor. Then analysis of the two roll institution structure and mechanics analysis, do check calculation verification.Through analysis and research, reducer select triple expansion cylindrical gear structure of the organization. Tooth material selection of 40 cr and modulation and quenching process. Considering the integrity of the design, and finally made to the design of gear, shaft, key, bearing and check.Keywords Bending machine;Roller;Motor;Reducer Gear目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)1 绪论 (1)2方案的分析与选择 (3)2.1方案的分析 (3)2.2方案的选择 (4)3传动设计 (5)3.1 传动方式 (5)3.1.1 齿轮传动 (5)3.1.2 皮带传动 (6)3.2 选择传动系统 (6)3.2.1 主传动系统 (6)3.2.2 副传动系统 (7)4 动力参数计算 (8)4.1 上、下辊的参数 (8)4.1.1已知参数 (8)4.1.2计算卷板机的基本参数 (8)4.2 主电机的选择 (8)4.2.1受力分析 (8)4.2.2电机的功率计算 (10)4.2.3主电机型号 (11)4.3 上下辊的校核 (11)4.3.1受力分析 (11)4.3.2上辊的校核 (14)4.3.3下辊的校核 (15)5 减速器的设计 (18)5.1 传动方案的设计 (18)5.2 计算传动比 (18)5.3 各轴的参数计算 (19)5.4 齿轮传动设计 (20)5.4.1第一级传动设计 (20)5.4.2第二级传动设计 (24)5.4.3第三级传动设计 (26)5.5 蜗轮、蜗杆的设计 (29)5.5.1选择传动的类型 (29)5.5.2选择材料 (29)5.5.3参数计算 (29)5.5.4各尺寸计算 (29)6 轴、键、减速器的设计 (31)6.1 轴的参数设计 (31)6.2 轴的校核 (33)6.3 轴承的选择 (34)6.4 键的校核计算 (34)6.5 减速器箱体设计 (34)结论 (36)致谢 (37)参考文献 (38)1 绪论1.1概述机械制造业是我国的基础产业,它为整个工业的发展提供技术支持。

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摘要本设计是关于对称式三辊卷板机的设计,主要对卷板机上、下辊及减速器进行设计和计算。

设计前部分详细阐述了卷板机上、下辊结构设计和受力分析。

板机结构型式为三辊对称式,在该结构中上辊下压提供压力,两下辊做旋转运动,为卷制板材提供扭矩。

它具有结构简单、体积小、重量轻、经济、等优点。

动力源则选择了YZ系列YZ160L —6型电机,其工作特性优于Y系列电机,适用于有轻微震动,正反转且转速不高的场合。

总体设计后部分所涉及的减速器采用了三级展开式圆柱齿轮结构。

齿轮材料为40Cr,并经调质及表面淬火。

校核齿轮、轴、键、轴承确保了设计的实际可行性。

关键词:卷板机;电动机;减速器;键;齿轮ABSTRACTThis design is about the three-roller symmwtry rolling machine,mainly calcats the up and down roller and the deceleratorDuring the front process of the design,the rolling machine`s structucre design and the analysis of strength are described. The rolling machine` structure is three-roller symmetry. Pressure provides pressure under owing structure the above-average roller , the roller does revolution sport under two , sheet material provides moment of torsion to roll of system.It has a series of advantages such as simply structure,small volume,light weight,economical and so on.YZ type YZ-160L-6 motor is selected as the power source,which adapts situation such as slience quenching and light reverse velocity.The last part of the paper is ahout decelerator which is choosing triple expanding columm gear constiuction .The material of gear is 40Cr which has been hardening surface.The gears, axes, keys, bearings are checked, so to confirm this design is practicalKey words: Rolling machine;Motor;Decelerator;Key;Gear目录摘要 (Ⅰ)Abstract (Ⅱ)第1章绪论 (1)第2章方案的论证及确定 (5)2.1方案的论证 (5)2.2方案的确定 (7)2.3本章小结 (7)第3章传动设计 (8)3.1 传动方案的分析 (8)3.1.1 齿轮传动 (8)3.1.2 皮带传动 (8)3.2 传动系统的确定 (9)3.2.1 主传动的确定 (9)3.2.2 副传动的确定 (9)3. 3 本章小结 (9)第 4 章动力的设计 (10)4.1 主电机选择和计算 (10)4.1.1上下辊的参数选择 (10)4.1.2主电机的功率确定 (10)4.2 上辊的校核 (19)4.2.1上辊结构及受力图 (20)4.2.2刚度校核 (20)4.2.3上辊强度校核 (21)4.2.4疲劳强度安全校核 (21)4.2.5上辊在卸料时的校核 (22)4.3 下辊的校核 (22)4.3.1下辊结构及受力图 (23)4.3.2下辊刚度校核 (24)4.3.3下辊弯曲强度校核 (24)4.3.4下辊疲劳强度校核 (24)4.4 本章小结 (26)第 5 章减速器的设计 (27)5.1 传动方案的分析和拟定 (27)5.2 减速器传动比的分配与计算 (27)5.2.1总的传动比 (27)5.2.2传动比的分配 (27)5.3 减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配 (27)5.3.1各轴转速 (28)5.3.2各轴功率 (28)5.3.3各轴转矩 (28)5.4 齿轮传动设计 (29)5.4.1第一级传动设计 (29)5.4.2第二级传动设计 (33)5.4.3第三级传动设计 (36)5.5 蜗轮、蜗杆传动设计 (38)5.5.1材料的选择 (39)5.5.2参数的选择 (39)5. 6 轴的设计校核计算 (40)5.6.1四个轴的结构设计 (41)5.6.2轴的校核计算 (42)5.7 轴承校核 (45)5.7.1参数 (46)5.7.2求轴承受到的径向力 (46)5.7.3验算轴承寿命 (46)5.8 键的校核 (46)5.9 减速器的结构设计和齿轮、轴承的润滑 (47)5.9.1箱体参数 (47)5.9.2减速器齿轮、轴承的润滑 (47)5.10 本章小结 (47)结论 (49)参考文献 (50)致谢 (51)第1章绪论1.1概述机械加工行业在我国有着举足轻重的地位,它是国家的国民经济命脉。

作为整个工业的基础和重要组成部分的机械制造业,任务就是为国民经济的各个行业提供先进的机械装备和零件。

它的规模和水平是反映国家的经济实力和科学技术水平的重要标志,因此非常值得重视和研究。

卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其它形状工件的通用设备。

根据三点成圆的原理,利用工件相对位置变化和旋转运动使板材产生连续的塑性变形,以获得预定形状的工件。

该产品广泛用于锅炉、造船、石油、木工、金属结构及其它机械制造行业。

卷板机作为一个特殊的机器,它在工业基础加工中占有重要的地位。

凡是钢材成型为圆柱型,几乎都用卷板机辊制。

其在汽车,军工等各个方面都有应用。

根据不同的要求,它可以辊制出符合要求的钢柱,是一种相当实用的器械。

在国外一般以工作辊的配置方式来划分。

国内普遍以工作辊数量及调整形式等为标准实行混合分类,一般分为:1、三辊卷板机:包括对称式三辊卷板机、非对称式三辊卷板机、水平下调式三辊卷板机、倾斜下调式三辊卷板机、弧形下调式三辊卷板机和垂直下调式三辊卷板机等。

2、四辊卷板机:分为侧辊倾斜调整式四辊卷板机和侧辊圆弧调整式四辊卷板机。

3、特殊用途卷板机:有立式卷板机、船用卷板机、双辊卷板机、锥体卷板机、多辊卷板机和多用途卷板机等。

卷板机采用机械传动已有几十年的历史,由于结构简单,性能可靠,造价低廉,至今在中、小型卷板机中仍广泛应用。

在低速大扭矩的卷板机上,因传动系统体积庞大,电动机功率大,起动时电网波动也较大,所以越来越多地采用液压传动。

近年来,有以液压马达作为源控制工作辊移动但主驱动仍为机械传动的机液混合传动的卷板机,也有同时采用液压马达作为工作辊旋转动力源的全液压式卷板机。

卷板机的工作能力是指板材在冷态下,按规定的屈服极限卷制最大板材厚度与宽度时最小卷筒直径的能力。

国内外采用冷卷方法较多。

冷卷精度较高,操作工艺简便,成本低廉,但对板材的质量要求较高(如不允许有缺口、裂纹等缺陷),金相组织一致性要好。

当卷制板厚较大或弯曲半径较小并超过设备工作能力时,在设备允许的前提下可采用热卷的方法。

有些不允许冷卷的板材,热卷刚性太差,则采用温卷的方法。

1.2卷板机的原理1.2.1卷板机的运动形式卷板机的运动形式可以分为主运动和辅运动两种形式的运动。

主运动是指构成卷板机的上辊和下辊对加工板材的旋转、弯折等运动,主运动完成卷板机的加工任务。

辅运动是卷板机在卷板过程中的装料、下料及上辊的升降、翘起以及倒头架的翻转等形式的运动。

该机构形式为三辊对称式,上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动,通过丝杆丝母蜗杆传动而获得,两下辊作旋转运动,通过减速机的输出齿轮与下辊齿轮啮合,为卷制板材提供扭矩。

图1.1 三辊卷板机工作原理图由图1.1:主运动指上辊绕O1,下辊分别绕O2、O3作顺时针或逆时针旋转。

辅运动指上辊的上升或下降运动,以及上辊在O1垂直平面的上翘、翻边运动等。

1.2.2弯曲成型的加工方式在钢结构制作中弯制成型的加工主要是卷板(滚圆)、弯曲(煨弯)、折边和模具压制等几种加工方法。

弯制成型的加工工序是由热加工或冷加工来完成的。

滚圆是在外力的作用下,使钢板的外层纤维伸长,内层纤维缩短而产生弯曲变形(中层纤维不变)。

当圆筒半径较大时,可在常温状态下卷圆,如半径较小和钢板较厚时,应将钢板加热后卷圆。

在常温状态下进行滚圆钢板的方法有:机械滚圆、胎模压制和手工制作三种加工方法。

机械滚圆是在卷板机(又叫滚板机、轧圆机)上进行的。

在卷板机上进行板材的弯曲是通过上滚轴向下移动时所产生的压力来达到的。

它们滚圆工作原理如图1.2所示。

a)b)c)a)对称式三辊卷板机 b)不对称式三辊卷板机 c)四辊卷板机图1.2 滚圆机原理图用三辊弯(卷)板机弯板,其板的两端需要进行预弯,预弯长度为0.5L+(30~50)mm(L为下辊中心距)。

预弯可采用压力机模压预弯或用托板在滚圆机内预弯(图1.3)a) b)a)用压力机模压预弯 b)用托板在滚圆机内预弯图1.3 钢板预弯示意图1.3卷板机的发展趋势加入WTO后我国卷板机工业正在步入一个高速发展的快道,并成为国民经济的重要产业,对国民经济的贡献和提高人民生活质量的作用也越来越大。

预计“十五”期末中国的卷板机总需求量为600万辆,相关装备的需求预计超过1000亿元。

到2010年,中国的卷板机生产量和消费量可能位居世界第二位,仅次于美国。

而其在装备工业上的投入力度将会大大加强,市场的竞争也愈演愈烈,产品的更换也要求卷板机装备工业不断在技术和工艺上取得更大的优势:1.从国家计委立项的情况看,卷板机工业1000万以上投入的项目达近百项;2.卷板机工业已建项目的二期改造也将会产生一个很大的用户群;3.由于卷板机的高利润,促使各地政府都纷纷投资(国家投资、外资和民间资本)卷板机制造。

其次,跨国公司都开始将最新的车型投放到中国市场,并计划在中国加大投资力度,扩大产能,以争取中国更大的市场份额。

民营企业的崛起以及机制的敏锐使其成为卷板机工业的新宠,民营企业已开始成为卷板机装备市场一个新的亮点。

卷板机制造业作为机床模具产业最大的买方市场,其中进口设备70%用于卷板机,同时也带动了焊接、涂装、检测、材料应用等各个行业的快速发展。

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