對稱式三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)開題報(bào)告

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1、______學(xué)院機(jī)械與電氣工程系 畢業(yè)設(shè)計(jì)開題報(bào)告 課題名稱：12×2000對稱式三輥卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名：學(xué)號： 指導(dǎo)教師：職稱： 專業(yè)名稱： 機(jī)械與電氣工程系 2017年月日 課題 名稱 12×2000對稱式三輥卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 課題 來源 教師指定命題 課題 類型 裝備設(shè)計(jì)類 設(shè)計(jì)的背景、目的和意義 1、背景 機(jī)械制造業(yè)在近代中國的發(fā)展過程中起到非常重要的作用，在國民經(jīng)濟(jì)中占有很大的比例，因此在國民經(jīng)濟(jì)中具有很重要的作用和地位。卷板機(jī)是一種將金屬板材彎卷成筒體、錐體、曲面體或其他形體的通用成型設(shè)備。根據(jù)三點(diǎn)成圓的原理，利用工作輥相對位置變化

2、和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動使板材產(chǎn)生連續(xù)的塑性變形，以獲得預(yù)定形狀的工件。該設(shè)備廣泛用于鍋爐、造船、石油、化工、金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)械制造行業(yè)。 關(guān)于卷板機(jī)的分類，國外一般以工作輥的配置方式來劃分。國內(nèi)普遍以工作輥數(shù)量及調(diào)整型式等來分類，一般分為：三輥卷板機(jī)（包括對稱式三輥卷板機(jī)、非對稱式三輥卷板機(jī)、水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)、傾斜下調(diào)式三輥卷板機(jī)等）、四輥卷板機(jī)、特殊用途卷板機(jī)（有船用卷板機(jī)、錐體卷板機(jī)、雙輥卷板機(jī)等） 2、目的 卷板機(jī)采用機(jī)械傳動已有幾十年的歷史，由于結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠，造價(jià)低廉，至今在中小型卷板機(jī)中仍被廣泛應(yīng)用。但在低速大扭矩的卷板機(jī)上，如采用機(jī)械傳動，會使傳動系統(tǒng)體積龐大，電動機(jī)功率大，啟動時(shí)

3、電網(wǎng)波動也較大，所以目前液壓傳動越來越多地在卷板設(shè)備中得到采用。所以，本次設(shè)計(jì)就是為了改變卷板機(jī)龐大的機(jī)械結(jié)構(gòu)，換用體積小，能耗低的液壓驅(qū)動，減少人為干預(yù)。 3、意義 近年來，有工作輥的移動采用液壓驅(qū)動，但主驅(qū)動仍為機(jī)械傳動的機(jī)液混合傳動卷板機(jī)，也有全部動作均采用液壓驅(qū)動的全液壓式卷板機(jī)。采用液壓驅(qū)動能降低機(jī)器的能耗，便于工作壓力、卷板速度的調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同的工況，便于實(shí)現(xiàn)自動控制。因此，開展液壓三輥對稱式卷筒機(jī)動力及傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，對造船和制造一些合格的各種截面形狀罐及一些金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)械制造行業(yè)有著非常重要的意義。 國 內(nèi) 外 研 究 概 況 4、國內(nèi)卷板設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀

4、近年來，卷板機(jī)的發(fā)展在我國已形成相當(dāng)規(guī)模，其制造水平也在不斷提高。對提高裝備制造業(yè)水平，促進(jìn)我國工業(yè)化進(jìn)程產(chǎn)生了深遠(yuǎn)的影響。目前，國內(nèi)可生產(chǎn)的最大水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)，其冷卷板厚可達(dá)250mm，熱卷板厚達(dá)400mm，最大板寬為3000mm～4500mm，上輥下壓力達(dá)40000kN～60000kN。 我國引進(jìn)國外數(shù)控卷板技術(shù)，在數(shù)控卷板工藝和設(shè)備研究方面作了大量工作。但無論國內(nèi)還是國外的卷板機(jī)，從數(shù)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)上看，還均不能達(dá)到令人滿意的結(jié)果，還不能根據(jù)被卷制坯料的材質(zhì)、規(guī)格尺寸、卷曲曲率等，正確計(jì)算和調(diào)整工藝參數(shù)，達(dá)到真正的全自動控制，而是需要較多的人工干預(yù)。 國內(nèi)生產(chǎn)卷板設(shè)備的廠家有一重

5、、二重、沈陽重型機(jī)械廠、太原重型機(jī)械廠、江蘇南通重型機(jī)械廠、長治鍛壓機(jī)械廠等。 5、國外卷板機(jī)簡況 目前，國外卷板設(shè)備生產(chǎn)水平較高的有瑞士、意大利、德國、日本等國家。這些國家對板厚小于38mm的板料的卷制，大多采用機(jī)械式或機(jī)液混合驅(qū)動式。對板厚大于40mm的板料的卷制，多采用全液壓驅(qū)動式卷板機(jī)。由于三輥不對稱可調(diào)式卷板機(jī)較四輥卷板機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價(jià)格低、耗電少，且具有四輥卷板機(jī)便于端部預(yù)彎、剩余直邊小等特點(diǎn)，已在不少國家得到廣泛開發(fā)和應(yīng)用。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，卷板設(shè)備也越來越多的采用計(jì)算機(jī)實(shí)行自動控制，使加工精度、工作效率大大提高，同時(shí)減少了工人的勞動強(qiáng)度、改善了工作條件。

6、 國外著名廠家的產(chǎn)品如下： 瑞士Chr.Haeusler公司，生產(chǎn)世界上最大的四輥卷板設(shè)備一VRM-hy4000×150mm。冷卷鋼板規(guī)格為：150×4000mm（最大厚度×最大寬度），熱卷規(guī)格為260×4000mm，主要用于核工業(yè)方面。意大利PROMAU公司生產(chǎn)全液壓式“DAVI”系列四輥卷板機(jī)，它具有自動平衡系統(tǒng)（ABS）、行星擺式回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌（PSG）、自動潤滑系統(tǒng)（ALS）、節(jié)能系統(tǒng)（ESS）。國外生產(chǎn)卷板設(shè)備的著名廠家還有西德的瑟爾夫公司、福斯造船及機(jī)械公司；英國布郎克公司；日本富士車輛公司等. 設(shè) 計(jì) 的 理 論 依 據(jù) 、 研 究

7、 方 法 、 研 究 內(nèi) 容 6、設(shè)計(jì)的理論依據(jù) 卷板機(jī)的工作能力是指板材在冷態(tài)情況下，按規(guī)定的屈服極限卷制最大板材厚度與寬度時(shí)最小卷筒直徑的能力。 三輥卷板機(jī)的運(yùn)動形式分為主、輔運(yùn)動。如圖1-1，那兩個(gè)下輥是主動輥，它是固定不動的，可繞2O、3O同時(shí)作順/逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。被動輥為上輥，沿垂直方向做上下運(yùn)動。機(jī)器在卷制時(shí)，將板料送入上下輥之間，使下輥的兩個(gè)最高點(diǎn)與板材的下表面相接觸，一旦上輥下壓程度大于材料的屈服極限時(shí)，板材就會產(chǎn)生塑性變形，形變成弧線。在兩個(gè)下輥的不斷旋轉(zhuǎn)下，處于上下輥之間的板材會由于摩擦力的作用而進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，使其卷制成圓（根據(jù)三點(diǎn)成圓原理）。 7、研究方法

8、 （1）相關(guān)專業(yè)權(quán)威文獻(xiàn)資料的查閱。圖書館：相關(guān)參考書目借閱，了解小型卷板機(jī)的基本結(jié)構(gòu)； （2）調(diào)研現(xiàn)有的國內(nèi)外的三輥卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例，了解本行業(yè)的國內(nèi)外發(fā)展?fàn)顩r； （3）查詢一定數(shù)量的與本專題研究相關(guān)的中英文資料，需要現(xiàn)代化的文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)并有網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)檢索的能力； （4）認(rèn)識對稱式三輥卷板機(jī)傳動裝置的工作原理和運(yùn)動原理以及小型對稱式三輥卷板機(jī)機(jī)械傳動裝置關(guān)鍵部件的參數(shù)選擇和設(shè)計(jì)； （5）對小型對稱式三輥卷板機(jī)機(jī)械傳動裝置的主要部件進(jìn)行強(qiáng)度校核，繪制主要機(jī)構(gòu)的裝配圖，繪制主要零部件的零件圖； （6）及時(shí)和導(dǎo)師進(jìn)行溝通，階段性匯報(bào)工作，發(fā)現(xiàn)問題，及時(shí)解決問題。充分利用各方面現(xiàn)有條件

9、，以便于更好的滿足于設(shè)計(jì)要求； 8、研究內(nèi)容 （1）卷板機(jī)是一個(gè)對板材彎曲加工的設(shè)備，對機(jī)床輥?zhàn)铀艹惺艿膹澢ぞ?、齒輪箱的傳動比以及高速機(jī)斜齒圓柱齒輪傳動要求做出明確的計(jì)算，它將決定彎曲鋼板的厚度； （2）卷板機(jī)要求輥?zhàn)觽鲃悠椒€(wěn)運(yùn)行，在很大程度上影響著工件質(zhì)量的加工，所以要設(shè)計(jì)好內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu)； （3）動力設(shè)計(jì)，包括主電機(jī)的選擇和計(jì)算、上下輥的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核； （4）減速器的設(shè)計(jì)，包括總傳動比的確定、傳動裝置各軸的參數(shù)計(jì)算。齒輪傳動設(shè)計(jì)、渦輪螺桿傳動設(shè)計(jì)和軸、軸承和鍵的設(shè)計(jì)校核； （5）設(shè)備的維護(hù)、潤滑和維修； （6）在三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)及使用過程中，通常會遇到回彈量控制、縱向很長

10、零件中部凸起、縱向呈錐度和邊緣不平整等幾個(gè)問題。所以要減小設(shè)備的震動； （7）加工效率是現(xiàn)代企業(yè)的追求之一，能夠方便快捷的安裝，拆卸工件，可以大大的提高效率，側(cè)架和工件供給的速度也可以影響加工效率。 研 究 條 件 和 可 能 存 在 的 問 題 目前我已經(jīng)搜集到一定的參考資料，并且進(jìn)行了一定的參觀實(shí)習(xí)，課題的目標(biāo)可行性還是很好的，關(guān)鍵就是怎么在這個(gè)課題上有所突破，做得更加好。 9、傳動結(jié)構(gòu)及各部件位置設(shè)計(jì)數(shù)據(jù)的搜集。因?yàn)楹芏嚓P(guān)于傳動元件的內(nèi)部結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)都是廠家的技術(shù)核心，所以我們能看到的僅僅是外形安裝定位尺寸，十分有限，所只能以現(xiàn)在所掌握的傳動原理和設(shè)計(jì)基礎(chǔ)自行設(shè)

11、計(jì)； 10、上輥承受彎曲扭矩的計(jì)算。對于這個(gè)計(jì)算，我們要充分運(yùn)用大二所學(xué)的材料力學(xué)進(jìn)行分析計(jì)算解決； 11、齒輪箱內(nèi)部齒輪的設(shè)計(jì)。這是一個(gè)相當(dāng)熟悉的問題，可以充分運(yùn)用大三所學(xué)的機(jī)械設(shè)計(jì)和機(jī)械設(shè)計(jì)手冊進(jìn)行分析解決； 12、關(guān)于上輥側(cè)架和上輥兩端同步上升裝置。這是一個(gè)相當(dāng)挑戰(zhàn)性的問題，上升裝置有絲杠和液壓兩種，他們的同步性和精度都是問題，上輥側(cè)架的裝卸也不太容易設(shè)計(jì)。 預(yù)期結(jié)果 13、通過查閱和研究相關(guān)文獻(xiàn)，了解小型卷板機(jī)的相關(guān)知識。 14、進(jìn)一步對對稱式三輥卷板機(jī)的原理、結(jié)構(gòu)、特點(diǎn)有了一個(gè)非常深入的了解。 15、完成對稱式三輥卷板機(jī)的一般設(shè)計(jì)過程。 設(shè)計(jì)工作進(jìn)度安排 根

12、據(jù)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的總體思路以及畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度，現(xiàn)具體安排時(shí)間如下： （1）、指導(dǎo)老師下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書、搜集資料 第一周 （2）、撰寫開題報(bào)告、開題答辯 第二、三周 （3）、卷板機(jī)主機(jī)部分設(shè)計(jì) 第四、五周 （4）、對傳動部分進(jìn)行設(shè)計(jì)分析計(jì)算 第六、七周 （6）、卷板機(jī)主要零件設(shè)計(jì) 第八、九周 （7）、撰寫論文 第十、十一周 （8）、將論文報(bào)于指導(dǎo)老師檢查，修改 第十二、十三周 （8）、準(zhǔn)備

13、答辯 第十四周 （9）、審查、評閱、答辯 第十五周 參 考 文 獻(xiàn) [1]魏忠才.三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)力學(xué)分析及主參數(shù)確定.中州煤炭[B].2006 [2]羅繼相. 王志海.金屬工藝學(xué)（第二版）.武漢理工大學(xué)出版社.2010 [3劉鴻文.材料力學(xué)（第五版）.高等教育出版社.2011 [4]郭永平.李澤武. 常用三輥卷板機(jī)結(jié)構(gòu)形式及傳動方式.裝備與制造技術(shù). [J].2 0年第6期(21-23) 摘要：在介紹常用三輥卷板機(jī)結(jié)構(gòu)形式及傳動方式的基礎(chǔ)上，總結(jié)了不同三輥卷板機(jī)結(jié)構(gòu)形式的特點(diǎn)及使

14、用范圍。這對生產(chǎn)制造和選用購買卷板機(jī)提供了選擇依據(jù)，方便用戶根據(jù)機(jī)器的性價(jià)比和使用情況合理選擇卷板機(jī)機(jī)型。 [5]徐云杰. W11Y36×2500液壓對稱式三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)和制作.技術(shù)與研發(fā).2015 [6]甄誠.瑞峰.郭永平. 對稱三輥卷板機(jī)上輥撓度補(bǔ)償計(jì)算與受力分析.機(jī)械研究與應(yīng)用[A].2015 [7]李強(qiáng).高耀東.尚珂. 對稱式三輥卷板機(jī)的受力及驅(qū)動功率計(jì)算分析.鍛壓技術(shù).2007 [8]李國義. 對稱式三輥卷板機(jī)卷制終了上下輥中心距‘h’參數(shù)的實(shí)用圖算法.化學(xué)工業(yè)出版社.1981 [9]杜鵬.張德華.潘曉光.太原科技大學(xué)學(xué)報(bào).[A].2006 [10]竇玲.三輥卷板機(jī)壓下力分析.科技創(chuàng)新導(dǎo)報(bào).[A].2012 指導(dǎo)教師意見 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 教研室意見 系部意見 教研室主任簽名： 年 月 日 系主任簽名： 年 月 日