電動(dòng)銅管彎管機(jī)設(shè)計(jì)
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哈爾濱技術(shù)學(xué)會(huì)日?qǐng)?bào)(新系列) 發(fā)電站水煮容器中的彎曲管所用的有限元素和實(shí)驗(yàn)分析賴一楠 于浩楠 劉獻(xiàn)禮 于延民(哈爾濱科學(xué)技術(shù)大學(xué)機(jī)械學(xué)院 力量工程系 中國(guó)哈爾濱 150080 郵箱 laiyinanhrbust.edu.cn)摘要:聯(lián)合計(jì)算機(jī)模擬、理論上的分析和實(shí)驗(yàn)為發(fā)電站水煮容器中的彎曲管提供程序 FEM-數(shù)字模擬系統(tǒng)被建立體現(xiàn)在制造程序中扮演重要角色的寒冷的彎曲管,比如橢圓度,壁厚和設(shè)備的驅(qū)動(dòng)力比. 實(shí)驗(yàn)在哈爾濱煮器工廠進(jìn)行.FEM模型的參數(shù)能為彎曲管的程序模擬力量和質(zhì)量叁數(shù)且錯(cuò)誤是在5%以內(nèi),實(shí)驗(yàn)已經(jīng)示范了達(dá)成這一個(gè)系統(tǒng)的結(jié)果以及更有用和更經(jīng)濟(jì)的超過(guò)試驗(yàn)的那些生產(chǎn)方法它大量使用計(jì)算機(jī)模擬減少生產(chǎn)費(fèi)用,效果比許多實(shí)驗(yàn)要好主要文字: 冷的彎曲管;FEM;橢圓度;稀薄比;CLC數(shù);TG386.43 文件密碼A 文章地址1005-9113(2008)02-0198-04 彎曲管的方法已經(jīng)廣泛地被應(yīng)用在煮器和壓力船制造業(yè)的領(lǐng)域中汽車工業(yè)、航空,航空宇宙制造業(yè),船舶制造業(yè)等等以上研究有顯示彎曲過(guò)程的寒冷能提高其降低強(qiáng)度的20 一 30的力量以及收據(jù)控制的成熟技術(shù)使它自然成為使用彎區(qū)控制的寒冷工作母體然而,彎曲管的程序非常復(fù)雜,因此,計(jì)劃的程序以分析的解決為基礎(chǔ)傳統(tǒng)的錯(cuò)誤法方法不能夠解決生產(chǎn)的需要以及可能引起在時(shí)間和財(cái)務(wù)上的浪費(fèi),隨著計(jì)算機(jī)科學(xué)的發(fā)展和 FEM 方法我們大量地使用復(fù)雜的程序分析的通常軟件是能實(shí)現(xiàn)的. 軟件 ANSYS 用來(lái)模擬那寒冷的管彎曲程序彎曲模擬制度的圓形管被建造為了要預(yù)測(cè)被驅(qū)動(dòng)力而且有效地形成質(zhì)量高的設(shè)備,像橢圓度,墻壁的稀薄比我們也已經(jīng)給實(shí)驗(yàn)的確認(rèn)1 冷彎曲程序的摘要經(jīng)常地有三管彎曲方法:推動(dòng)方法,磨擦方法和繪圖方法。繪圖方法在圖1中顯示風(fēng)扇形狀的模子是通過(guò)十字架形狀的鑰匙替換和固定在設(shè)備上的, 固定的螺鉗被螺絲固定在風(fēng)扇形狀的模子上而且通過(guò)螺絲鉗連接可動(dòng)裝置然后管的末端旋轉(zhuǎn)的限制位置和所有的其他模子的替換來(lái)實(shí)現(xiàn)寒冷管的彎曲。圖1,管彎曲的過(guò)程質(zhì)量是最重要的一項(xiàng)評(píng)估彎曲管的程序通常,非理想毀壞在彎曲之后發(fā)生了。 (如圖2所示)圖2,管彎曲的形狀管的外側(cè)面m-m面以為外部的拉力而變薄,此時(shí)管的內(nèi)部側(cè)壁n-n由于彎曲程序而根據(jù)壓力變薄,R是設(shè)計(jì)彎曲半徑,是被設(shè)計(jì)了的管的外部直徑,這部分圖表表示了這部分形狀從圓形到橢圓型,以及墻壁的厚度的不均勻,A是橢圓部分的長(zhǎng)軸,B是短軸,S是理想的墻壁厚度,而且S是最小量,S是最大值,橢圓度a=(AB)/X 橢圓比b=(SS1)/S,厚度比C=(S2S)/S 隨著煮器的功能的提高,彎管接頭的能否符合更高的要求以及設(shè)備是否在受驅(qū)動(dòng)力下充分旋轉(zhuǎn)是一個(gè)很重要的問(wèn)題,我們盡可能的預(yù)測(cè)設(shè)備的驅(qū)動(dòng)力來(lái)達(dá)到高質(zhì)量和效率,我們可以制造更好的產(chǎn)品來(lái)獲得更高的利益2 模擬系統(tǒng)的結(jié)構(gòu) 冷彎曲過(guò)程是最復(fù)雜的包括大的塑性破壞,大的位移,非線形連接的分析,所以我們使用ANSYS軟件和它的非線性分析方法建立一個(gè)圓形管道彎曲模擬系統(tǒng)來(lái)有效的預(yù)測(cè)驅(qū)動(dòng)力和成型質(zhì)量21預(yù)加工:模型 考慮模型的結(jié)構(gòu)的對(duì)稱、負(fù)荷和限制,我們建造分析模型減少了一半的計(jì)算時(shí)間而且APDL 參數(shù)設(shè)計(jì)語(yǔ)言用來(lái)輸入尺寸和和材料的參數(shù),確認(rèn)哪個(gè)是可以再次使用的記錄文件,幾何學(xué)的模型如圖3顯示圖3,管彎曲的幾何學(xué)模型 在FEM模式下,PLANE42是用來(lái)描述管道的部分,VISCO107用來(lái)描述銷售的塑料管道進(jìn)行大量的破壞性分析,與管道比較,風(fēng)扇形狀的模子的破壞,固定的螺絲鉗和可動(dòng)加緊裝置是比較小的可以忽略不計(jì),所以我們拿硬的或者軟的管子用ANSYS來(lái)分析連接模型,我們使用三個(gè)雙向連接,扇型模子的表面是目標(biāo)元素,TARGE170,管子的附加聯(lián)絡(luò)元素是CONTA173,表面的位置是TARGE170,模子表面的夾緊是TARGE170, 連接硬件可達(dá)到0.65在理論上0.01到100就可以得到很好的精密和很高的效率2.2 解決;應(yīng)用負(fù)荷 在彎曲管的模擬程序中,大的非線性塑性破壞已經(jīng)被N-R方法解決,而且多步驟的負(fù)荷控制大的破壞,有人預(yù)言,自動(dòng)過(guò)程將被加速應(yīng)用,飛行員也用來(lái)控制身體的運(yùn)動(dòng),我們強(qiáng)迫管子的移動(dòng)然后代替斜坡夾緊的模子,再旋轉(zhuǎn)之后,一個(gè)卸貨步驟被執(zhí)行去掉夾緊和空隙2.3繼續(xù)加工:得到結(jié)果 在計(jì)算合成之后,解決問(wèn)題需要以下步驟:1) 動(dòng)態(tài)的展示彎曲管的過(guò)程:由于這個(gè)功能,我們可以動(dòng)態(tài)的展示管的彎曲過(guò)程,并且將其儲(chǔ)存,我們可以只選擇管子而不是模子以便更清楚的觀察管子的破壞,2) 得到模子的作用反力,在POST26中解決模子的作用反力可以幫助我們得到模子的瞬間受力情況,推力大小,和移動(dòng)加緊力的大小。3) 計(jì)算質(zhì)量參數(shù):薄的切片可以幫助我們得到部分的毀形狀,在任何位置可以畫(huà)出壓緊力和變形,我們也可以使用幾何方法檢查來(lái)得到每個(gè)環(huán)節(jié)的數(shù)據(jù),然后計(jì)算質(zhì)量參數(shù),比如墻壁厚度,橢圓比,變稀比,厚度比等等3 實(shí)驗(yàn)和模擬之間的比較為了實(shí)驗(yàn)FEM的模擬系統(tǒng)的精確程度,實(shí)驗(yàn)被安排在了哈爾濱煮沸工廠用兩種管子來(lái)做:管 A:直徑 168 毫米,墻壁的厚度30 毫米,彎曲半徑 400 毫米,材料 20 G管 B:直徑 141 毫米,墻壁的厚度25毫米,彎曲半徑 350 毫米,材料 20 G31比較模子的作用力 來(lái)自模擬的管 A 和 B 的瞬間彎曲被顯示在圖4中圖4,彎曲時(shí)刻的圖表顯示載入程序時(shí)間在2點(diǎn),完成時(shí)間在6點(diǎn),卸載程序時(shí)間從6點(diǎn)到7點(diǎn),從每一條單一的曲線上我們能可以看到彎曲的時(shí)刻從一開(kāi)始很快增加到一個(gè)很高的水平,然后彎曲的的增長(zhǎng)開(kāi)始變慢,這就使得主要的壓力分界點(diǎn)集中在彎曲的初始階段,而且這與(6)中的判斷一致,每條曲線最大彎曲時(shí)刻出現(xiàn)在最大破壞處,這個(gè)結(jié)果與實(shí)驗(yàn)者的預(yù)測(cè)一致。這很清楚的表明管A比管B需要更高的驅(qū)動(dòng)力,這個(gè)結(jié)果使我們可以更適當(dāng)?shù)膩?lái)安排設(shè)備。3.2管彎曲質(zhì)量的比較 模擬管A和管B的橢圓度在圖5中顯示圖5,橢圓度的圖表很明顯是1800的彎曲管最大橢圓度不是我們通常想象的在90上,而且真正的連接位置對(duì)彎曲半徑是一個(gè)擴(kuò)充,模擬錯(cuò)誤是在不同的模擬實(shí)驗(yàn)中占的百分比不同,表1顯示了個(gè)部分的比較。 外部墻壁的變薄是最嚴(yán)重的缺點(diǎn),通過(guò)模擬,我們可以預(yù)測(cè)變薄的位置,然后決定時(shí)候需要盡快改善,在圖6中顯示了整個(gè)管外部墻壁的變薄情況表1 實(shí)驗(yàn)和模擬的橢圓度的比較圖6,變薄比的圖表 從中我們可以看到管最初的彎曲部分已經(jīng)在壓力的作用下發(fā)生了大的塑性破壞。表2展示了模擬和實(shí)驗(yàn)之間變薄的對(duì)比情況表2,實(shí)驗(yàn)和模擬的變薄比的對(duì)比情況。 FEM參數(shù)的模型在這此建立,可以模擬管的彎曲力和質(zhì)量參數(shù)誤差在5內(nèi),考慮到獲得數(shù)據(jù)和真正因素的沖擊的簡(jiǎn)單方法,我們可以接受和使用它因?yàn)樵O(shè)備的表現(xiàn)和質(zhì)量預(yù)測(cè)能獲得比實(shí)驗(yàn)生產(chǎn)更高效的結(jié)果。4 管的彎曲上的進(jìn)一步研究 FEM的數(shù)字模擬不僅能預(yù)測(cè)設(shè)備的功能和彎曲管的過(guò)程質(zhì)量,而且可以也可以發(fā)現(xiàn)一些程序影響因素,這會(huì)幫助我們將程序做到最好來(lái)采取改善的措施,然后我們將討論最佳的回轉(zhuǎn)速度和背面的推力41 回轉(zhuǎn)速度的沖擊金屬的塑性破壞一定伴隨著速度的破壞,所以回轉(zhuǎn)速度關(guān)系到管子的彎曲質(zhì)量,我們將彎曲不同速度下的相同管子 :0.4 rads,1.0 rads 和 1.6rads 比較他們的橢圓度 其結(jié)果顯示在圖7中圖7,不同回轉(zhuǎn)速度下的橢圓比顯然我們使用越高的速度,使管變形的時(shí)間就會(huì)越短,這樣將不利于我們得到高質(zhì)量的管,這就建議我們減慢速度會(huì)有益與質(zhì)量,42 背部力量的沖擊 在實(shí)際生產(chǎn)中,背部受力總是可以得到更好的質(zhì)量,在這里來(lái)模擬,(如圖8所示) 我們能見(jiàn)到在管的最后使用了大的推力,我們就會(huì)得到更高的質(zhì)量,但是這個(gè)影響不是很顯著,在模塊化的模擬中我們已經(jīng)忽略了可逆破壞結(jié)構(gòu)的影響,如果這個(gè)結(jié)構(gòu)被采取,正如當(dāng)真正生產(chǎn)時(shí),材料會(huì)流動(dòng)到結(jié)構(gòu)的縫隙中,這會(huì)非常有益于質(zhì)量參數(shù),除此之外,在推力被應(yīng)用以后,回轉(zhuǎn)的時(shí)間就會(huì)大大減小,那對(duì)大管的彎曲是很重要的。圖8,不同推力下的橢圓比的比較5 結(jié)論 一個(gè)FEM數(shù)字模擬系統(tǒng)的建立可以展示冷管的彎曲,比如橢圓比,側(cè)壁的變薄比和設(shè)備的驅(qū)動(dòng)力,計(jì)算機(jī)將模擬計(jì)劃和使計(jì)劃被預(yù)測(cè),與實(shí)際生產(chǎn)做比較,模擬的方法被證明比通過(guò)試驗(yàn)-生產(chǎn)的方法得到更高的效率和經(jīng)濟(jì)性。參考:(1) 羅模占駝羅(印度的一個(gè)神教,)松緊帶-塑性破壞的力學(xué)基礎(chǔ)預(yù)測(cè)在經(jīng)過(guò)一個(gè)側(cè)壁圓周的管的彎曲中,交易在印度的金屬學(xué)會(huì)進(jìn)行,2005,58 (2):461466(2) 自應(yīng)力加工中的厚壁彎曲管,國(guó)際機(jī)械學(xué)會(huì)的記載2O04,46(11) 16751696(3) 貝克.海德。幾何學(xué)在攀爬900的失敗中具有影響力,用開(kāi)始的狀態(tài)給彎曲管增壓了,國(guó)際壓力管道,2005,82,(7):509-16(4) 賴一喃 張光欲 于好喃 。數(shù)字的模擬和旋轉(zhuǎn)的彎曲管的最佳設(shè)計(jì) 提供了材料和技術(shù)。2008。10-12:172-176。(5) 魏施 彎曲管的做圖制造技術(shù)的數(shù)字分析,力量工程學(xué)。2003,19(4):89-92(6) 胡中,對(duì)當(dāng)?shù)氐挠酶袘?yīng)加熱一個(gè)大的半徑厚壁管的彎曲進(jìn)行研究。中國(guó)機(jī)械工程。1998,9(3):19-22。接收 2006-05-07根據(jù)哈爾濱科學(xué)和技術(shù)局 (授權(quán)號(hào) 2007 RFXXGO26) 黑龍江省對(duì)外貿(mào)易部贊助(授權(quán)號(hào)11511069) 畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書(shū)課 題 電動(dòng)銅管彎管機(jī)設(shè)計(jì) 專 業(yè) 年 級(jí) 2007級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 學(xué) 院(系)院長(zhǎng)(簽字) 指 導(dǎo) 教 師 (簽字) 2010 年 11 月 30 日注:本任務(wù)書(shū)由上海電機(jī)學(xué)院教務(wù)處印制。任務(wù)書(shū)反面:課題來(lái)源 本課題來(lái)源于企業(yè)工程實(shí)際和對(duì)彎管設(shè)備的需要。彎管機(jī)的種類很多,有電動(dòng)的和手動(dòng)的等等。本彎管機(jī)屬于小型電動(dòng)彎管設(shè)備,使用家庭等裝潢等常用的動(dòng)力電鉆,主要應(yīng)用于室內(nèi)或家庭裝潢等。課題的目的、意義 手動(dòng)彎管機(jī)使用很多,尤其是在歐美應(yīng)用極為廣泛。但彎管要求很多,如不能過(guò)扁和起褶皺等,而且非常費(fèi)力。因此開(kāi)發(fā)一種家庭室內(nèi)裝潢用小型電動(dòng)彎管機(jī)很有必要。同時(shí)由于電鉆轉(zhuǎn)速高功率小,很難勝任,所以不得不考慮減速、離合和增力等關(guān)鍵技術(shù)問(wèn)題。該課題需要綜合力學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)和強(qiáng)度、剛度、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等各方面的知識(shí),實(shí)用性強(qiáng),可以訓(xùn)練學(xué)生觀察問(wèn)題、解決問(wèn)題的能力。要求技術(shù)指標(biāo)和參數(shù):彎管動(dòng)力:使用手電鉆(功率700-800W,轉(zhuǎn)速800r/min左右)彎管角度:90-160的任意角度彎管速度:彎成90時(shí),大約時(shí)間為8-10秒彎管要求:不起皺彎管銅管尺寸兩種(兩管需同時(shí)彎曲):1.彎銅管直徑22mm,壁厚1.5mm;2.彎銅管直徑16mm,壁厚1.2mm。工作量要求:設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)1.5萬(wàn)字以上;完成總裝圖,A0圖紙1張;完成零、部件圖,減速箱、增力機(jī)構(gòu)等,A1圖紙2張;英文資料翻譯2萬(wàn)個(gè)英文字符。課題主要內(nèi)容及進(jìn)度設(shè)計(jì)主要內(nèi)容:1、分析彎管過(guò)程,分析確定主要技術(shù)規(guī)格2、擬定總體設(shè)計(jì)方案3、減速和增力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算4、主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算,強(qiáng)度、剛度校核計(jì)算進(jìn)度計(jì)劃表:2010.11.01-2009.12.01 收集資料,分析主要技術(shù)規(guī)格,研讀資料2010.12.01-2010.01.15 進(jìn)行方案比較,擬訂總體設(shè)計(jì)方案2011.01.15-2010.03.15 進(jìn)行減速器、離合和增力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì),繪制原理圖2011.03.15-2010.04.05 機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪制總裝圖2011.04.05-2010.05.10 主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算,繪制零件工作圖2011.05.10-2010.05.25 撰寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)2010.05.25-2010.06.06 修改及答辯以上各項(xiàng)由指導(dǎo)教師填寫(xiě)(請(qǐng)用鋼筆填寫(xiě))2011 屆畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)說(shuō)明書(shū) (論文)題目:電動(dòng)銅管彎管機(jī)設(shè)計(jì) 院(系)、部: 學(xué)生姓名: 指導(dǎo)教師: 專 業(yè): 班 級(jí): 起訖時(shí)間: 目 錄 目錄1 第一章 緒論2 1.1 彎管機(jī)在工業(yè)中的地位和各種彎管機(jī)的性價(jià)比2 1.2 彎管機(jī)的基本原理與選擇3 第二章 彎管機(jī)的設(shè)計(jì)4 2.1 工件的工藝分析5 2.2 計(jì)算彎曲力矩5 2.3 電機(jī)的選取6 2.4 傳動(dòng)比的計(jì)算與各傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)8 2.5 皮帶與皮帶輪的計(jì)算與選取9 2.6 蝸輪蝸桿減速箱的計(jì)算與選取9 2.7 聯(lián)軸器的計(jì)算與選取10 2.8 軸承的選取10 2.9 軸的初步計(jì)算與設(shè)計(jì)及校核14 2.10 齒輪的計(jì)算與設(shè)計(jì)17 2.11 大小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)18 2.12 軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)19 2.13 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算20 2.14 機(jī)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算21 2.15 彎管機(jī)的主要參數(shù)22 第三章 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23 3.1 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)23 第四章 用電器選擇與電路24 4.1 各用電器的選擇與電路設(shè)計(jì)24 設(shè)計(jì)總結(jié)27 參考文獻(xiàn)28 第 1 章 緒 論 1.1 彎管機(jī)在自工工業(yè)中的地位和各種彎管機(jī)的性價(jià)比: 現(xiàn)今工業(yè)發(fā)達(dá),無(wú)論是哪一種機(jī)器設(shè)備、健身器材、家具等幾乎都有結(jié)構(gòu)鋼管, 有導(dǎo)管,用以輸油、輸氣、輸液等,而在飛機(jī)、汽車及其發(fā)動(dòng)機(jī),健身器材,家具 等等占有相當(dāng)重要的地位。各種管型品種之多、數(shù)量之大、形狀之復(fù)雜,給導(dǎo)管的 加工帶來(lái)了不少的困難。對(duì)于許多小企業(yè),家庭作坊,或者大企業(yè)中需要配管的場(chǎng) 合,如工程機(jī)械上的壓力油管,機(jī)床廠的液壓管道發(fā)動(dòng)機(jī)的油管健身器材的彎管等 等,這些場(chǎng)合可能不需要功能全的彎管機(jī),且加工的管件的難度不高,簡(jiǎn)易手動(dòng)型 的彎管機(jī)很可能適應(yīng)。這系列彎管機(jī)采用手動(dòng)夾緊,機(jī)械彎曲,機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,控 制元件極少,因此價(jià)格上比較容易被用戶接受。 市面上現(xiàn)有的自動(dòng)彎管機(jī)大多數(shù)是液壓的,數(shù)控的(如圖 1-1,1-2),也有機(jī)械 傳動(dòng)的,但它們的占地面積較大(長(zhǎng)度在 2.54m 之間),價(jià)格昂貴(25 萬(wàn)元人民幣 或更多),然而大多數(shù)用戶都需求是是小占地面積小價(jià)格便宜使用方便的自動(dòng) 本設(shè)計(jì)便是朝這方面的用途方面設(shè)計(jì)的自動(dòng)彎管機(jī),設(shè)計(jì)出一種價(jià)格便宜,占地 面積少,使用方便的自動(dòng)彎管機(jī)(長(zhǎng) 0.9M,寬 0.8M,高 1.1M,價(jià)格 9000 元人民幣 左右),并著手對(duì)彎管機(jī)的性能更進(jìn)一步的強(qiáng)化,使其能彎曲不同口徑或不同的鋼 型、采用制動(dòng)電機(jī)以提高彎曲機(jī)的彎曲精度。大大的簡(jiǎn)化了電器控制系統(tǒng),方便操 作。 液壓彎管機(jī) 1-1 數(shù)控彎管機(jī) 1-2 1.2 彎管機(jī)的基本原理與選擇 彎管機(jī)的彎曲原理,在普通情況下有以下二種情況,即滾彎式與纏繞式。 如下圖 1-1、1-2 分別是彎管原理圖。 彎 管 模 滾 彎 式 纏 繞 式彎 管 模夾 緊 塊 導(dǎo) 板 圖 1-3 圖 1-4 二者各有優(yōu)缺點(diǎn): 纏繞式主要用于方管的彎曲其結(jié)構(gòu)復(fù)雜,而滾彎式主要用于圓管彎曲也可用于 方管彎曲但沒(méi)有纏繞式好,但結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。故本彎管機(jī)采用滾彎式。 彎管的步驟大致是: 1.留出第 1 段直線段長(zhǎng)度,并夾緊管子。 2.彎曲。 3.松開(kāi)夾緊塊,取出管子,使模具復(fù)位。按管形標(biāo)準(zhǔn)樣件在檢驗(yàn)夾具上檢查管 形,并校正。 4.重復(fù)第 1 步,直至彎完管子為止。 第二章 彎管機(jī)設(shè)計(jì) 2.1 工件工藝分析 此工作件采用的直徑為 30mm,厚為 2mm 的無(wú)縫鋼管做為彎管件,材料為 10 號(hào) 鋼,其最小彎曲半徑為 60mm,而彎曲件的彎曲半徑為 100mm,固其符合加工工藝性。 彎管件要求不能有裂紋,不能有過(guò)大的外凸,不能有皺紋。其工件如圖 2-1,2-1.1。 圖 2-1 圖 2-1.1 2.2 計(jì)算彎曲力矩 由彎管力矩公式 由于彎管時(shí)彎曲半徑越小所用的力矩越大,故以鋼管在最小 半徑彎曲時(shí)的力矩來(lái)做為管的彎曲彎力矩。其式如下 2-1 (2-1) 2384bsrttrM 其中 為彈性應(yīng)力s r 為管材內(nèi)徑 t 為管材壁厚 為屈服應(yīng)力b 為中性層的彎曲半徑 =2420 Nm 238*364*082695M 2.3 電機(jī)選取 由經(jīng)驗(yàn)選取彎管機(jī)的彎管速度為 8r/min 則有 P=M* = 2 KW (2-2)8*23460 由工作功率為 2KW 所以電機(jī)功率 P= (2-3)41235P工 、 、 、 、 分別為帶傳動(dòng)、蝸輪傳動(dòng)、聯(lián)軸器、齒輪、軸承的傳動(dòng)效12345 率。取 =0.96、 =0.9、 =0.99、 =0.97、 =0.98 則2345 P= =2.5 KW20.96*.0.97*8 由于彎管機(jī)需要彎多種型式的鋼型,固選用較大功率的電機(jī)以使彎管機(jī)能夠適 用更大的彎曲范圍,又由于彎曲機(jī)需要固有制動(dòng)功能故選用配有制動(dòng)功能的電機(jī), 且電機(jī)正反的頻率過(guò)大,所以電機(jī)轉(zhuǎn)速不宜過(guò)大,現(xiàn)取電機(jī)的轉(zhuǎn)速為 960r/min 為宜。 故選用電機(jī)的型號(hào)為 YEP132S-6,其基本性能如表 12.1 表 2.1YEP132-6 的主要性能參數(shù) 滿載時(shí)型號(hào) 功率 轉(zhuǎn)速 電流 效率 功率因數(shù) 堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn) 矩 最大轉(zhuǎn) 達(dá)矩 靜制動(dòng)轉(zhuǎn)達(dá) 矩不小于 空載制動(dòng)時(shí) 間不大于 噪聲 YEP132S-6 3KW 960r/min 8.8A 77% 0.67 2.2 2.2 294Nm 04/s 71/db 電機(jī)的主要安裝尺寸如下 AG H FILE C B1 4089 38 47 5 80 28 0 21 6 315 132 D 圖 2-2 表 12.2 電機(jī)的安裝尺寸 單位(mm) 型號(hào) A B C D E F G H I L YEP-132S-6 280 140 89 38 80 315 216 132 210 515 2.4 傳動(dòng)比的計(jì)算與各傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)與參數(shù) 由電機(jī)轉(zhuǎn)速 N1=960r/min ,而彎管機(jī)的速度初擬為 N5 =8r/min 所以 總傳動(dòng)比 =N1/N5=120i總 由皮帶輪的傳動(dòng)比為 14 所以取皮帶輪的傳動(dòng)比 =2.5,由于單付齒輪的傳動(dòng)1i 比為 18 。便擬定取齒輪傳動(dòng)比 =3,則蝸輪蝸桿的傳動(dòng)比 =16,蝸輪的傳動(dòng)比不大3i 2 這有利于提高蝸輪的壽命。 為進(jìn)行傳動(dòng)件的設(shè)計(jì)計(jì)算,要推算出各軸的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩(或功率)。 如將傳動(dòng)裝置各軸由高速至低速依次定為 1 軸、2 軸以及 , , 為相鄰兩軸間的傳動(dòng)比;1i2 , 為相鄰兩軸間的傳動(dòng)效率;0 P1,P 2 為各軸的輸入功率(Kw); T1 ,T2 為各軸的輸入轉(zhuǎn)矩(Nm); N1 ,N2 為各軸的轉(zhuǎn)速(r/min); (1) 各軸轉(zhuǎn)速 電機(jī)軸轉(zhuǎn)速 Nm=960 r/min 蝸輪小軸端 N1= = =384 r/min (2-4)0i962.5 蝸輪大軸端 N2= = =24 r/min1i384 小齒輪轉(zhuǎn)速 N3= N2=24 r/min 大齒輪轉(zhuǎn)速 N4= = =8 r/min32i 工作臺(tái)轉(zhuǎn)速 N5= N4=8 r/min (2) 各軸的輸入功率 電機(jī)輸出功率 P0=3KW 蝸輪小軸輸入功率 P1= P0* =3* =3*0.96=2.88KW (2-1 5) 蝸輪大軸輸入功率 P 2= P1 = P1* =2.88*0.9=2.59KW2 齒輪小軸輸入功率 P 3= P2* = P2* =2.59*0.99=2.56KW33 齒輪大軸輸入功率 P 4= P3 = P3* =2.56*0.972=2.41KW44 工作臺(tái)輸入功率 = P4* = P4* * =2.41*0.972*0.98=2.22KW工 525 (3) 各軸輸入轉(zhuǎn)矩 電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 =9550* =9500* =29.84 Nm (2-0T0mN396 6) 蝸輪小軸輸入轉(zhuǎn)矩 = * * =29.84*2.5*0.96=71.62 Nm10i1 蝸輪大軸輸入轉(zhuǎn)矩 = * * =71.62*16*0.9=1031.27 Nm2T2 齒輪小軸輸入轉(zhuǎn)矩 = * =1031.27*0.99=1020.96 Nm33 齒輪大軸輸入轉(zhuǎn)矩 = * * =1020.96*3*0.972=2881.86 Nm424i 工作臺(tái)輸入轉(zhuǎn)矩 = * * =2881.86*0.972*0.98=2657.31 Nm5T5 2.5 皮帶輪與皮帶的計(jì)算與選擇 由電機(jī)轉(zhuǎn)速與功率,確定了采用普通 A 型皮帶作為傳動(dòng)帶。 由 A 型帶的小帶輪最小直徑為 70mm,故定小帶輪直徑為 =100mm1d 皮帶速度驗(yàn)算 = =5.03 (2-7)106*dn3.4*0961 所以 5 .02 帶的根數(shù) z= (2-11)LPK帶 帶 其中取 =00.97KWP帶 =0.11KW帶 =0.96K =0.99L 可得 z= =2.9230.971*0.96 取 z=3 2.6 蝸輪蝸桿減速箱的計(jì)算與選擇 因?yàn)槲佪單仐U的安裝為蝸桿在蝸輪的側(cè)面所以選用 CWS 型的蝸輪蝸桿減速器, 又因?yàn)?蝸輪大軸輸入轉(zhuǎn)矩 =1031.27 Nm2T 蝸輪小軸輸入功率 P1=2.88 KW 傳動(dòng)比 =16i 所以選用蝸輪蝸桿的型號(hào)為 1 CWS-125 JB/T 7935 其基本性能如表 2-2 表 12-2 蝸輪減速器的主要友參數(shù) 型號(hào) 公稱傳動(dòng)比 轉(zhuǎn)速 中心距 額定輸入功率 額定輸出轉(zhuǎn)矩 CWS-125 16 750r/min 125mm 7.781KW 1400 Nm 2.7 聯(lián)軸器的計(jì)算與選擇 由于此聯(lián)軸器承受的力矩相對(duì)較大,且顧及性價(jià)比軸孔徑的配合關(guān)系且彈性柱 銷齒式聯(lián)軸器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,制造容易,不需用專用的加工設(shè)備,工作是不需潤(rùn)滑, 維修方便,更換易損件容易迅速,費(fèi)用低,因此選用彈性柱銷齒式聯(lián)軸器。 由于 =1020.96 Nm3T 且蝸輪蝸桿的蝸輪軸徑為 55mm 故選用 ZL4 聯(lián)軸器, 其型號(hào)為 ZL4 GB5015198515284YBXJD 其主要尺寸及參數(shù)如表 2-3 表 12-3 聯(lián)軸器的主要參數(shù) 未標(biāo)單位(mm) 型號(hào) 許用轉(zhuǎn) 矩 Nm 許用轉(zhuǎn) 速 r/min 軸孔直徑 軸孔長(zhǎng)度 外徑 凸圓 厚度 轉(zhuǎn)動(dòng)慣量 (kgm2) 重量 (Kg) ZL4 1600 4000 40,45,50,55 112 84 158 89 0.046 14.8 2.8 軸承的選擇 由于彎管機(jī)需要一個(gè)平穩(wěn)的平臺(tái)且軸承同時(shí)受有徑向力和軸向力的作用,故不 能選用深溝滾子軸承。且軸承受力不大,轉(zhuǎn)速也較低,故可選用圓錐滾子軸承,且 可選取外徑較小的以使空間更緊湊和降低成本。選用 32912 和 32918 二種圓錐軸承。 其主要參數(shù)及基本尺寸如表 2-4 表 12-4 軸承的主要參數(shù) 未注單位 (mm) 型號(hào) 小徑 外徑 厚度 內(nèi)圈厚度 外圈厚度 額定載荷 極限轉(zhuǎn)速 重量 32912 60 85 17 16 14 34.5KN 4000r/min 0.24kg 32918 90 125 23 22 19 77.8KN 3200r/min 0.79kg 2.9 軸的初步計(jì)算與設(shè)計(jì)及校核 初步計(jì)算軸徑 選取軸的材料為 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理。 (2-12)3*PdAn P 為軸所傳遞的功率, KW 為軸的轉(zhuǎn)速,r/min A 由軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù),其值可取 A=10326 現(xiàn)在取 A=115 則 =54.54 mm342.561*d 取 =55mm4 則 =77.09mm352.1*8d 取 =85 mm5 為了滿足半聯(lián)軸器的軸向定位要求,故在軸與聯(lián)軸器相接間需制出一個(gè)軸肩,由 于半聯(lián)軸器的連接長(zhǎng)度為 L=84mm 又因軸段長(zhǎng)度比 L 要短些故取 L1 為 82mm,且軸徑 與半聯(lián)軸器直徑一樣取 d1=55mm。軸肩后卻是齒輪段,于是軸承的關(guān)系故取 d2 為 60mm,取軸承端蓋的總厚度為 42mm(由箱體及軸承端蓋的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)而定) 。根據(jù)軸 承端蓋的裝拆及便于對(duì)軸承添加潤(rùn)滑脂的要求,取端蓋的外端面與半聯(lián)軸器左端面 間的距離 L2=10mm,由于軸承是由軸承座支撐住的,故取軸承座的高厚為 25mm,取 齒輪與軸承座之間的距離為 15mm 由于齒輪的寬度為 175mm,齒輪左端需制出一個(gè)軸 肩,由齒輪與軸承座之間的距離為 15mm 且軸承座與軸承之間的距離相差為 8mm,則 此軸肩的長(zhǎng)度為 23mm,又因?yàn)檩S承的厚度為 17mm 則軸肩之至左端要比軸承的厚度 要長(zhǎng)一點(diǎn),取 18mm,其直徑為 60mm。 至此,已初步確定了軸的各段直徑和長(zhǎng)度。 齒輪、半聯(lián)軸器與軸的周向定位均采用平鍵聯(lián)接。查得鍵的截面為 b*h=18*11 鍵槽用鍵槽刀加工,長(zhǎng)為 160mm,同時(shí)為了保證齒輪與軸配合有良好的對(duì)中性,故 選擇齒輪輪轂與軸的配合為 H7/n6;同樣,半聯(lián)軸器與軸的聯(lián)接,選用平鍵為 16mm*10mm*70mm,半聯(lián)軸器的配合為 H7/k6。滾動(dòng)軸承與軸的周向定位是借過(guò)渡配 合來(lái)保證的,此處選軸的直徑尺寸公差為 n6。取軸端倒角為 2*450。 軸上載荷的計(jì)算與軸的校核 3102.96TNm = =4861 N (2-13)5tFd 3*.104 =1794 N (2-14) 0tantan24861*coscos9.7rF =830.9 N (2-15)0tta 由軸的結(jié)構(gòu)尺寸及安裝條件可知,作為得支梁的軸的支承跨距 a=221 mm,從軸 的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩各扭矩圖中可以看出截面 C 是危險(xiǎn)截面。現(xiàn)將計(jì)算出的截面 C 處 的 、 、 的值如表 2-5HMV 表 2-5 載荷 水平面 H 垂直面 V 支反力 F =2430.5N =2430.5N1N2NHF=1005.7N =794 N1NF2VF 彎矩 M =268570 N/mmH =111129 N/mm =87734N/mmVM 總彎矩 =290653 N/mm =282536 N/mm12 扭矩 T =1 020 960N/mm3 軸的彎矩圖: 圖 2-4 進(jìn)行校核時(shí),通常只校核軸上承受最大彎矩和扭矩的截面(即危險(xiǎn)截面 C)的 強(qiáng)度。則由 = =31.39Mpa (2-16) 2213caMTW2239065.*1096 前已選定軸的材料為 45 鋼,調(diào)質(zhì)處理,可得 =60Mpa 因此 ,故1ca1 安全 故小軸的結(jié)構(gòu)尺寸如圖 2-5 圖 2-5 由于大軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算大部分與小軸類同。故在此,類同的省略,且經(jīng)驗(yàn) 算此軸也為安全軸。 由于軸不是與半聯(lián)軸器相連,而是與工作臺(tái)即彎曲模。由于轉(zhuǎn)矩較大且要求工 作臺(tái)要較為平穩(wěn)及誤差小,由此軸與彎曲模的連接采用矩形花鍵連接。 由靜聯(lián)接有 (2-17) 32*10pmTpzhld 對(duì)矩形花鍵進(jìn)行驗(yàn)算。 載荷分配不均系數(shù),與齒數(shù)多少有關(guān),一般取 =0.70.8,現(xiàn)取 =0.8 花鍵的齒數(shù) =8z 花鍵齒側(cè)面工作高度 = h2Dd =3mm (2-18)68 齒的工作長(zhǎng)度 =80mml 花鍵平均直徑 = md2 = =60mm (2-19)68 故有 =56.77Mpa =100140Mpa (2-20)p32*57100. p 故此矩形花鍵安全 另外,為了緊固彎曲模在軸上,從而在軸端鉆了螺紋孔,其規(guī)格為 M12-深 30mm,軸的主要尺寸及其結(jié)構(gòu)如下圖 2-6 圖 2-6 2.10 齒輪的計(jì)算與設(shè)計(jì) 由于齒輪傳動(dòng)只有一對(duì),為利于機(jī)器的平穩(wěn),壽命及制造方便,故選用直齒齒 輪傳動(dòng)。此機(jī)器為一般工作機(jī)器,速度不高故選用 7 級(jí)精度采用鍛造制造。材料選 擇小齒輪材料為 40Cr(調(diào)質(zhì)) ,硬度為 280HBS,大齒輪材料為 45 鋼(調(diào)質(zhì))硬度為 240HBS,二者材料硬度差為 40HBS 按齒面接角強(qiáng)度設(shè)計(jì) (2-21) 21312.*tEtdHKTZid 式中 取載荷系數(shù) =1.3tK 取小齒輪傳遞的傳矩 =1020.96 Nm1T 取齒寬系數(shù) =1d 查得材料的彈性影響系數(shù) =189.8MPaEZ1/2MPa 大齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =550Mpa; 小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限2 =600Mpa1 各取值代入公式 則得 13.9 mm1td 由于小齒輪直徑為 55mm 而為了達(dá)到 2*t1d 故取 =140mm1t 所以齒輪中心矩 = =280 mm (2-22)12tdai403 初步定 =280 一般 =17 30, = 初選 =23, = ,則 = =691z0851z02zi1 則 m= = =5.99 (2-23)12cosa*8cos369 取 m=6 則 = = 91.9 (2-24)12zcosam0*8cos16 取 =9212 則按 = 可得 =23 , =692zi1zz 則 = = (2-25)12cosa09.7 則小齒輪 = =140.00 mm1tdsmz 大齒輪 =420.00 mm2tco 則齒厚 =1.2*140=168 mm1dtb 取大齒輪厚 =170mm2 則小齒輪厚取 =175mm1 驗(yàn)算齒輪,由 = = *103=14571 N (2-26)tF31tTd*02.964 =83.26N/mm100N/mm 合適 (2-27)2AtKFb 大、小齒輪的結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 2-7,2-8 圖 2-7 大齒輪 圖 2-8 小齒輪 2.11 大小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 考慮到綜合性能故都采用 45 號(hào)鋼,由于軸主要是由鋼板支撐,但由于鋼板不能 選用太厚,而軸承的厚度又是過(guò)厚故采用加入軸承座用螺釘緊固于鋼板從而來(lái)支持 軸承,從而支持軸,這樣較于用軸承套焊接于鋼板上或是用超厚鋼板來(lái)支持軸與軸 承大大的降低了成本,同時(shí)也便于安裝和維修。由于受力不大所以采用四根 M10 的 內(nèi)六角螺釘來(lái)緊固軸的前后端蓋及軸承承座,已經(jīng)足夠支撐。 它的的結(jié)構(gòu)及尺寸圖 2-9,2-10,2-11,2-12,2-13,2-14 圖 2-9 大軸前端蓋 圖 2-10 大軸后端蓋 圖 2-11 大軸承座 圖 2-12 小軸承座 圖 2-13 小軸后端蓋 圖 2-14 小軸前端蓋 2.12 軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 由于軸套的厚度 s 在 0.5d2.0d 之間 小軸軸徑為 60mm 故取小軸的軸套厚度為 6mm 大軸軸徑為 90mm 故取大軸的軸套厚度為 8mm 軸套的材料為 45 鋼,為能與軸與軸承之間的更好,更耐久的配合,故把軸套進(jìn)行調(diào) 質(zhì)處理,軸套的結(jié)構(gòu)其尺寸如圖 2-15,2-16 圖 2-15 大軸軸套 圖 2-16 小軸軸套 2.13 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及計(jì)算 由于在蓋板上需裝好多零件,如行程開(kāi)關(guān),擋料架,大小齒輪軸的端蓋以及用于 安裝定位的孔。故蓋板采用厚度為 20mm 是 45 鋼。此蓋板的長(zhǎng)與度主要是由電機(jī)與 蝸輪蝸桿所占的空間位置所取定的,由于 電機(jī)與蝸輪蝸桿的中心距 a=519.6mm 大飛輪的分度圓直徑為 d 2=250mm 電機(jī)的安裝地腳寬為 L 1=280mm 取壁至電機(jī)腳的空間長(zhǎng)度 L 0=90mm 取壁到大飛輪的空間長(zhǎng)度 L2=110mm 壁厚取 b1=10mm 又因蓋板要比壁凸出以便于與壁配合 b0=10mm 故蓋板長(zhǎng)度 L=2* b0 +2*b1+ +L2 +L0 + L1/2 +d2/2+ a=1024.6mm 取 L=1025mm 蓋板的寬厚主要跟大齒輪的位置及電機(jī)各自的相互空間位置有關(guān) 取齒輪端到壁的距離 B 1=100mm 齒輪另一端到壁的距離 B 2=160 同大齒輪的 d5=420mm 則 B=B 1+B2+d5=100+160+420=680mm 則得蓋板尺寸車 B*L*h=680*1025*20(mm) 結(jié)合其它結(jié)構(gòu)需要,故其結(jié)構(gòu)及尺寸如圖 2-16 圖 2-16 2.14 機(jī)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算 由于機(jī)身支撐了整套機(jī)器的零件,故機(jī)身采用厚鋼板及鋼管焊接而成,由于機(jī) 器重且機(jī)器性能要求平穩(wěn),故用地腳螺釘來(lái)緊固機(jī)器以減少機(jī)器的振動(dòng), 腳板采用 45 鋼厚 10mm,尺寸為 B*L*h=80*120*10(mm)用四個(gè)腳來(lái)支撐機(jī)器。 支撐鋼管采用 20 號(hào)方管鋼。型號(hào)為 60*60*4 地腳高度取 h1=80mm 采用 45 號(hào)厚為 20mm 的鋼板來(lái)作為底板支撐電機(jī)與蝸輪蝸桿減速箱??紤]中板 與與底板是距離過(guò)及支撐齒輪的問(wèn)題,故在兩側(cè)多加二個(gè)鋼板以增加機(jī)身的強(qiáng)度。 側(cè)板的尺寸 B*L*h= 487*540*20(mm),且在二側(cè)有碟結(jié)配合后用薄鐵板把前后面給 圍住。 蓋板與中板之間是齒輪的箱體機(jī)構(gòu),四邊都采用 45 號(hào)鋼,厚度為 20mm 的鋼板 與 20 號(hào)鋼方管焊接而成,為讓機(jī)身與蓋板容易裝拆,以便齒輪箱內(nèi)各零件容易裝拆 與維修,故采用蓋板與機(jī)身用螺釘連接。采用四個(gè)螺釘連接。在方管上焊接一塊 45 號(hào)鋼厚為 20mm 的小鋼板,尺寸 B*L*h=80*80*20(mm) 機(jī)身的基本尺寸及其結(jié)構(gòu)如圖 2-17 圖 2-17 2.15 彎管機(jī)的主要參數(shù) 電 源:380V-50Hz 三相交流電 電機(jī)功率:3KW 外形尺寸:B*L*H=680*1025*1060 最大彎曲力矩:2657N*m 彎曲半徑范圍:R80R300 最大彎曲角度:200 0 彎曲速度:8r/min 整機(jī)重量:大約 M=300kg 第三章 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 3.1 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 擋料架在彎管機(jī)上的作用主要是用來(lái)?yè)鯊澢摴軙r(shí)的反力,同時(shí)也具有定位的 作用。 有如同夾具一般。 由于本彎管機(jī)是采用滾彎式的彎管原理,故鋼管與擋料輪的接觸面較不大,故 擋料輪的硬度不能比鋼管的硬,故采用黃銅作為擋料輪的材料。 擋料輪的結(jié)構(gòu)主要由擋料輪、擋料軸、擋料輪架、軸承、鍵、軸蓋、擋料座、 螺紋桿、手輪等一些組成。 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上,由于彎管時(shí)不同型號(hào)的彎曲半徑相差可能會(huì)很大,但由于 單純?cè)?擋料輪架的調(diào)整來(lái)調(diào)整彎曲半徑遠(yuǎn)遠(yuǎn)不足,故采用擋料架具有不同的定位安裝位置, 以增加擋料架與彎曲模的調(diào)整范圍。設(shè)計(jì)了在擋料架上的調(diào)范圍為 50mm 而在位置調(diào) 整的范圍可達(dá) 100mm。故總調(diào)整范圍有 150mm。 鎖緊螺紋采用自鎖螺紋,用手輪鎖緊。滾輪主要由軸支持再結(jié)合二個(gè)滾子軸承 而裝于擋料輪架上,這樣滾輪滾動(dòng)時(shí)的滾動(dòng)摩擦小有利于提高彎管的合格率。 采用普通黃銅 H62 材料作為其直徑 D=100mm 高度 H=60mm 擋料軸采用 45 號(hào)鋼軸徑 D 1=20mm 擋料輪架采用 45 號(hào)鋼尺寸為 B*L*h=80*84*100(mm) 軸承采用深溝滾子軸承 B*D*d=7*32*20 鍵采用 45 號(hào)鋼其尺寸為 B*L*h=4*6*40(mm) 擋料座采用 45 號(hào)鋼其尺寸為 B*L*h=100*190*95(mm) 螺紋桿采用 45 號(hào)鋼其尺寸為 d*L=16*145(mm) 手輪的尺寸為 d*D=12*100(mm) 軸蓋采用 45 號(hào)鋼其尺寸為 D*H=56*20(mm) 擋料架的主要尺寸及結(jié)構(gòu)如圖 3-1 圖 3-1 第四章 用電器選擇與電路 4.1 各用電器的選擇與電路設(shè)計(jì) 由于此彎管機(jī)采用的是半自動(dòng)的形式,故采用二個(gè)行程開(kāi)關(guān)和二個(gè)交流接觸電 器等組成其電路。由于電機(jī)的功率為 3KW 且電壓為 380Vh 頻率為 50Hz 的交流電。 故選用行程開(kāi)關(guān)的型號(hào) 1LX19-131(B), 接觸器型選用 1CJ-16,2 常閉 2 常開(kāi),其工作功率為 4KW。 按鈕使用普通型平鈕二個(gè),型號(hào) 1為 LA101P-P。 電源開(kāi)關(guān)選用 LW8 萬(wàn)能轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)型號(hào) 1為 AC21,其工作功率為 3.8KW。 短路保護(hù)熔斷器選用 1RL6-25 其額定功率為 4KW。 過(guò)載保護(hù)采用 1JRS1-25/F 系列熱繼電器 JRS1-25/F 其控制功率為 380*3=1124W,因 為有二根線所以總功率為 1124*3=3372W 故合適。 電源線采用 1BV4(B)即常用銅芯聚氯乙烯絕緣電線 4 平方毫米的銅線線芯結(jié) 構(gòu)為 7*0.85。其額定電壓為 600V 其電路設(shè)計(jì)如下 圖 4-1 其工作過(guò)程,電源線接上,把電源打開(kāi),此時(shí)電機(jī)是不通電的。當(dāng)按下 SB1 時(shí) 接觸器 KM1 線圈得電,此時(shí)三對(duì)主觸頭閉合,一個(gè)常開(kāi)開(kāi)關(guān) KM1 閉合通電,而另一 個(gè)常閉開(kāi)關(guān) KM1 則打開(kāi)斷電,且此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn),進(jìn)行彎曲工作,當(dāng)彎曲到定角度時(shí) (此角度由彎曲角度的大小而調(diào)整)碰到了行程開(kāi)關(guān) X1,則接觸器 KM1 線圈斷電, 三對(duì)主觸頭斷開(kāi),一個(gè)常開(kāi)開(kāi)關(guān) KM1 斷開(kāi) ,即電機(jī)斷電,由于電機(jī)是旁磁制動(dòng)電機(jī), 故電機(jī)很快停止運(yùn)轉(zhuǎn),常閉開(kāi)關(guān)閉合。此時(shí)彎曲過(guò)程已經(jīng)完成,之后按下 SB2,則接 觸器 KM2 線圈得電,此時(shí)三對(duì)主觸頭閉合,一個(gè)常開(kāi)開(kāi)關(guān) KM2 閉合通電,而另一個(gè) 常閉開(kāi)關(guān) KM2 則打開(kāi)斷電,此時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn),當(dāng)轉(zhuǎn)回到初始位置時(shí)由于碰到了行程開(kāi) 關(guān) X2,則接觸器 KM2 線圈斷電,三對(duì)主觸頭斷開(kāi),一個(gè)常開(kāi)開(kāi)關(guān) KM2 斷開(kāi),電機(jī) 停止。 當(dāng)再次按下 SB1 時(shí),則得反復(fù)工作。 其中電路中設(shè)有過(guò)載保護(hù)、短路保護(hù)。 當(dāng)在工作中時(shí),電路中具有自鎖功能,因而不用怕操作者不小心按錯(cuò)鍵而出事 故。但當(dāng)工作中出現(xiàn)意外時(shí),只要轉(zhuǎn)動(dòng)電源開(kāi)關(guān),把電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)即可使電機(jī)停轉(zhuǎn), 之后處理意外后轉(zhuǎn)動(dòng)電源開(kāi)關(guān)使電源通電便可繼續(xù)進(jìn)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)進(jìn)行工作。 操作過(guò)程及其分析設(shè)鋼管所需的成形角為 ,彎曲模設(shè)置的旋轉(zhuǎn)角為 ,剎車 后的空行程角為 ,鋼管回彈角為 ,那么 + - 。由公式得,當(dāng) , 很小時(shí) = 據(jù)此先將彎曲模下的調(diào)角桿按要求在轉(zhuǎn)盤(pán)刻度上調(diào)至接近所需的 角,然后將 方鋼穿過(guò)彎曲模的上下底板,使用注銷、固定塊將鋼管固定下來(lái)。轉(zhuǎn)動(dòng)擋料架的手 柄,使擋料架的浚住頂住鋼管。按下正轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān) SB1,彎曲模工作。通過(guò)試彎 1 一 2 次后,設(shè)定一個(gè)準(zhǔn)確的 角,以后即可作批量生產(chǎn)。在電機(jī)正轉(zhuǎn)停后,取出鋼管, 再啟動(dòng)反轉(zhuǎn)開(kāi)關(guān)彎曲彎回復(fù)到原位。 由回彈系數(shù) K = (4-1)0 由于材料是 10 鋼,且彎曲半徑為 R=100mm,管厚 t=2mm 則 = =25*2Rt1 故其回彈系數(shù) K=0.97 剛 = = = 0K9.703. 故回彈角 =3.70 由于電動(dòng)機(jī)采用旁磁制動(dòng)方式剎車,故回空行程角很小或是約等于 0 所以彎曲模的轉(zhuǎn)角 = - + =93.70 設(shè)計(jì)總結(jié) 近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于結(jié)束了,通過(guò)這些天的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí),自己的專業(yè)知識(shí)和 獨(dú)立思考問(wèn)題的能力有了很大的提高,對(duì)我走向社會(huì)從事專業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響。 現(xiàn)在就談?wù)剬?duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過(guò)程中的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。 首先,我學(xué)會(huì)了查閱資料和獨(dú)立思考。我的課題是自動(dòng)彎管機(jī)裝置及其電器設(shè) 計(jì)。當(dāng)開(kāi)始拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時(shí),心里面是一片迷茫,不知從何入手,甚至連彎管 機(jī)是什么樣的都不知道,幸好在黃老師的指導(dǎo)下及時(shí)理清了頭緒,避免了走很多的 彎路。認(rèn)真翻閱相關(guān)資料如機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) ,自動(dòng)彎管機(jī)的設(shè)計(jì)與鋼筋彎曲機(jī)的改 進(jìn)論文與書(shū)籍等,我開(kāi)始了自己的設(shè)計(jì)思想,確定了自己的設(shè)計(jì)方案。我的課題除 了彎管機(jī)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之外,還有其控制電路設(shè)計(jì)。 由于,彎管機(jī)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且零件較多但由于論文上已有一定的結(jié)構(gòu)模型,故 我憑著模型以及黃老師對(duì)我的講解,我慢慢的認(rèn)清了彎管機(jī)的全部結(jié)構(gòu),故我對(duì)我 自己的一些想法與應(yīng)用思想都設(shè)計(jì)到彎管機(jī)中去,把原有的模型做適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。使 結(jié)構(gòu)更合乎生產(chǎn)安裝以及多樣化使用的要求。每一個(gè)設(shè)計(jì)都是一個(gè)創(chuàng)新、完善的過(guò) 程。在設(shè)計(jì)過(guò)程中運(yùn)用所掌握的知識(shí),發(fā)揮自己的想象力,完美原有的結(jié)構(gòu)。這個(gè) 過(guò)程也是一個(gè)學(xué)習(xí)的過(guò)程。 其次,認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的重要性。這次設(shè)計(jì)我做了很多重復(fù)工作、無(wú)用功,但是這 些重復(fù)工作和無(wú)用功積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)不能只在腦子里想其結(jié)構(gòu)、 原理,必須進(jìn)行實(shí)際操作。另外,也應(yīng)從多個(gè)角度來(lái)思考問(wèn)題的所在,嘗試其它的 方法,以求找到最佳方法,因?yàn)榧词瓜氲暮芡昝?,但到?shí)際的設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)遇到很多想 不到的實(shí)際問(wèn)題。 在設(shè)計(jì)的過(guò)程中,也出現(xiàn)了一些客觀不足的問(wèn)題,就是彎管機(jī)的、以及各種標(biāo) 準(zhǔn)件如蝸輪減速器,接觸器等沒(méi)有親眼見(jiàn)過(guò)不知道其具體大小與工作情況,只能憑 著手冊(cè)的說(shuō)明而想像,彎管力矩的計(jì)算方法也沒(méi)有一條統(tǒng)一的式的,只能憑著經(jīng)驗(yàn) 式子來(lái)進(jìn)行計(jì)算,其次由于條件不足缺乏實(shí)驗(yàn)性,等等多種原因使我的設(shè)計(jì)是沒(méi)有 完全的根據(jù)實(shí)際的情況來(lái)作合適、客觀地修改,而做出來(lái)的,難免有些缺點(diǎn)和不足, 由于諸多原因,本次設(shè)計(jì)存在一些不足和有待改善的地方,希望老師能夠提出寶貴 修改意見(jiàn)。 最后,衷心感謝黃開(kāi)有老師對(duì)我的悉心指導(dǎo),使我在大學(xué)里最后一段時(shí)間里學(xué) 習(xí)到了很多有用的東西。 參考文獻(xiàn) 1. 徐灝,機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).第二版.北京:機(jī)械工業(yè)出版社,2001,9 2. 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