三辊卷板机设计方案
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三辊卷板机的设计作者伟人指导教师宋诚生摘要:卷板机是一种将金属板材弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成型设备。
本设计旨在设计出用于卷制最大厚度为10mm、最大宽度为2000mm钢板的卷板机。
本文首先简单介绍了卷板机的分类、工作原理及在我国的发展情况。
结合任务书要求,通过对常用机构类型的论证,选择了本课题的对称式三辊卷板机。
由分析整个卷板运动,将其分为主运动和辅运动。
论证确定了主运动和辅运动的传动系统方案后,经过计算工作机构的工作功率及运动参数,选择电动机的型号。
再对传动系统中各传动装置分别进行类型选择、材料及热处理选择、设计计算和校核。
设计和校核工作机构的材料和尺寸后,对轴、轴承、联轴器和键进行设计计算,最后简述了机架的设计。
关键词:三辊卷板机参数化设计校核The Design of The Three Roller Coiling MachineAbstract:The bending machine is a common molding equipment which could bend plate into a cylinder, cone, curved body or other body .This design is aimed to design the bending machine rolling the maximum thickness of 10mm, maximum width of 2000mm plate .This article first briefly describes the classification of the bending machine, working principle and development in China. Through the demonstration of the common types of institutions and the task book , having chosen this three roller coiling machine. By the analysis of the entire coiling movement, it could be divided into the main and the auxiliary movement. After determining the drive system program of the main and the auxiliary movement , then calculating the power of working bodies and motion parameters, reaching the model of motor .And select the type of transmission system , materials and heat treatment , design calculations and check. Design and check the materials and size, shaft, bearings, couplings and key design calculations, the final rack design.Key words:The three roller coiling machine Parameter design Check目录1 绪论 (1)1.1 概述 (1)1.2 工作原理 (2)1.3 卷板机在我国的发展 (2)2 机构方案的论证及确定 (4)2.1 方案的论证 (4)2.2 方案的确定 (5)3 主运动系统的设计 (6)3.1 主传动系统的设计 (6)3.2 主电动机的选择 (7)3.3 确定传动系统的总传动比和分配传动比 (10)3.4 带传动的设计 (11)3.5 减速器的选择 (14)3.6 末级输出齿轮传动设计 (15)3.7 下辊的校核 (18)3.8 键的选择 (20)3.9 下辊轴承的设计 (21)4 辅运动系统的设计 (23)4.1 辅传动系统的设计 (23)4.2 辅电动机的选择 (23)4.3 丝杠螺母传动的设计 (24)4.4 确定传动系统的总传动比和分配传动比 (27)4.5 减速器的选择 (28)4.6 蜗杆传动的设计 (29)4.7 上辊的校核 (33)4.8 上辊轴承的设计 (35)4.9 辅电动机与减速器联轴器的选择 (35)4.10 减速器与蜗杆轴联轴器的选择 (36)4.11 蜗杆轴的设计 (37)4.12 蜗杆轴轴承的选择 (40)4.13 蜗轮轴的设计 (42)4.14 蜗轮轴轴承的选择 (43)5 上、卸料机构的设计 (44)5.1 机构设计 (44)5.2 设计校核 (44)6 机架的设计 (46)6.1 结构设计 (46)6.2 材料和厚度 (46)结论 (46)致谢 (46)参考文献 (47)1 绪论1.1 概述机械制造业是国民经济的中流砥柱,在国家经济实力中具有非常重要的作用和地位。
一种大型三辊卷板机分体机架的设计
目前,大型三辊卷板机的一种主流机型以瑞士Haeusler HDR机型为代表,机架尺寸超大时需要分体制造。
本人以下按主缸单个油缸受力2000 吨(上辊单端垂直力4000 吨),水平缸预弯侧单缸受力1200 吨,下辊预弯侧单端垂直受力3000 吨,机架导向槽上部水平受力2000 吨(杠杆作用),设计了机架,分体方式如下:
个人感觉比Haeusler 的要好,下机架把安装开口开在了两侧,这样,主缸和上机架导向槽受力后,能受到了下机架更好的限制,机架的整体刚度更有保证。
对!就是比老外的联接更合理。
上图为应力云图,最大值626MPa出现在机架上部,需加强。
当然也观察了位移云图,上,下机架结合面变形不大,准备在中部增加联接点,结合面长度超5.5米,宽度超2.5米,中部联接是有必要的。
分析中结合面中部未加联接,现准备增加M42螺栓,根据本次结合面变形量可推断,要加的M42 这几个小螺栓不会被拉断。
可能很多人一看图片背景色就猜出是用什么软件做的,我不是不想显示数值,是不想显示坐标系。
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。
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。
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。
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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。
三辊轧机毕业设计三辊轧机毕业设计在现代工业生产中,金属材料的加工是一个非常重要的环节。
而三辊轧机作为一种常用的金属加工设备,被广泛应用于钢铁、有色金属等行业。
本文将围绕三辊轧机的毕业设计展开讨论,探讨如何设计一台高效、稳定的三辊轧机。
一、设计目标与需求分析在进行任何设计之前,首先需要明确设计目标和需求。
三辊轧机作为金属加工设备,其主要目标是实现高效、精准的金属材料加工。
因此,我们需要考虑以下几个方面的需求:1. 加工能力:三辊轧机的加工能力是评估其性能的重要指标。
我们需要确定所设计的三辊轧机能够满足加工不同类型、规格的金属材料的需求。
2. 稳定性:稳定性是保证加工质量的关键因素。
设计的三辊轧机需要具备良好的稳定性,确保在高速运转时不会出现过大的振动和摆动。
3. 自动化程度:随着工业自动化的发展,自动化程度成为了设计的重要考虑因素。
我们需要思考如何将三辊轧机的操作过程实现自动化,提高生产效率。
二、结构设计与优化在确定设计目标和需求后,我们需要进行结构设计与优化。
三辊轧机的结构设计需要考虑以下几个方面:1. 辊筒结构:辊筒是三辊轧机的核心组成部分,其结构设计需要考虑辊筒材料的选择、尺寸的确定以及表面处理等因素。
通过优化辊筒结构,可以提高加工效率和加工质量。
2. 传动系统:传动系统是三辊轧机的重要组成部分,其设计需要考虑传动效率、传动精度和传动稳定性。
我们可以采用先进的传动技术,如伺服电机和变频器,来提高传动系统的性能。
3. 控制系统:控制系统是实现自动化程度的关键。
设计的三辊轧机需要配备先进的控制系统,能够实现自动调节辊间距、控制辊筒转速等功能,提高生产效率和加工质量。
三、安全性与维护性考虑在设计三辊轧机时,安全性和维护性同样需要考虑。
我们需要采取一系列措施来确保操作人员的安全,并简化设备的维护工作:1. 安全防护装置:设计的三辊轧机需要配备完善的安全防护装置,如安全门、急停按钮等,以保护操作人员的安全。
目录前言 (1)1.绪论 (2)1.1概述 (2)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 (3)1.3卷板机的发展趋势 (5)2.方案的论证及确定 (6)2.1 方案的论证 (6)2.1.1方案1双辊卷板机 (6)2.1.2方案2 三辊卷板机 (7)2.1.3 方案3四辊卷板机 (8)2.2 方案的确定 (8)2.3本章小结 (8)3. 传动设计 (9)3.1传动方案的分析 (9)3.1.1 齿轮传动 (9)3.1.2皮带传动 (10)3.2 传动系统的确定 (10)3.2.2副传动系统的确定 (11)3.3 本章小结 (11)4.动力设计 (12)4.1主电机的选择和计算 (12)4.1.1 上下辊的参数选择计算 (12)4.1.2 主电机的功率确定 (12)4.2 上辊的设计计算校核 (22)4.2.1上辊结构设计及受力图 (22)4.2.2 刚度校核 (23)4.2.3 上辊强度校核 (23)4.2.4 疲劳强度安全强度校核 (24)4.2.5 上辊在卸料时的校核 (25)4.3 下辊设计计算及校核 (25)4.3.1下辊结构及受力图 (25)4.3.2下辊刚度校核: (26)4.3.3 下辊弯曲强度校核: (27)4.3.4 下辊疲劳强度校核 (27)4.4 本章小结 (29)5.减速器的设计计算 (30)5.1 传动方案的分析和拟定 (30)5.2 减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配 (30)5.2.2 传动比的分配 (30)5.3传动装置各轴的参数计算 (31)5.3.1 各轴转速 (31)5.3.2 各轴功率 (31)5.3.3 各轴转矩 (31)5.4 齿轮传动设计 (32)5.4.1第一级传动设计 (32)5.4.2 第二级传动设计: (35)5.4.3 第三级传动设计: (38)5.5轴的设计校核计算: (42)5.5.1 四个轴的结构设计: (42)5.5.2 轴的校核计算: (43)5.6 轴承校核 (48)5.6.1参数 (48)5.6.2求轴承受到的径向力 (48)5.6.3验算轴承寿命 (48)5.7键的校核 (49)5.8 减速器箱体的结构设计和齿轮、轴承的润滑 (49)5.8.1 箱体参数 (49)5.8.2 减速器齿轮、轴承的润滑 (49)5.9 本章小结 (50)7.结论 (52)致谢 (52)参考文献 (54)附录A (55)附录B (59)辽宁工程技术大学生毕业设计前言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。
题目的来源三辊卷板机的设计1 题目来源题目名称:三辊卷板机的设计题目来源:生产实际题目类别:毕业设计2 研究的目的和意义研究目的和意义:卷板机是一种将金属板材弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成型设备。
根据三点成圆的原理,利用工作辊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。
该设备广泛用于锅炉、造船、石油、化工、金属结构及机械制造行业。
关于卷板机的分类,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型式等来分类,一般分为: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等)、四辊卷板机、特殊用途卷板机(有船用卷板机、锥体卷板机、双辊卷板机等)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被广泛应用。
但在低速大扭矩的卷板机上,如采用机械传动,会使传动系统体积庞大,电动机功率大,启动时电网波动也较大,所以目前液压传动越来越多地在卷板设备中得到采用。
近年来,有工作辊的移动采用液压驱动但主驱动仍为机械传动的机液混合传动卷板机,也有全部动作均采用液压驱动的全液压式卷板机。
采用液压驱动能降低机器的能耗,便于工作压力、卷板速度的调节以适应不同的工况,便于实现自动控制。
因此,开展液压三辊对称式卷筒机动力及传动系统的设计,对造船和制造一些合格的各种截面形状罐及一些金属结构及机械制造行业有着非常重要的意义。
3 阅读的主要参考文献及资料名称[1] 苏联莫施宁.卷板机(第一版)[M].北京:机械工业出版社,1970.[2] 周国盈.带钢卷取设备.冶金工业出版社,1992.[3] 苏传德.卷板机驱动功率的计算[J].山东冶金.1999.6(3):42-43[4] 范宏才.现代锻压机械[M].北京:机械工业出版社,1994.[5] 李强.对称式三辊卷板机的受力及驱动功率计算分析.锻压技术[J].2007[6] 压力加工手册.日本塑性加工学会编.机械工业出版社,1984.[7] 巩云鹏.田万禄.张祖立.黄秋波主编. 机械设计课程设计[M].东北大学出版社.2000.[8] 单辉祖主编.材料力学教程.高等教育出版社.2006[9] 段鹏文.毛君主编.工程机械.中国华侨出版社.2002[10] 马壮.赵越超.马修泉主编.工程材料与成型工艺.东北大学出版社.2006[11] 王昆,机械设计基础课程设计,北京:高等教育出版社,1996年[12] 濮良贵.纪名刚,机械设计(第七版),北京:高等教育出版社,2001年[13] 刘鸿文.材料力学第4版[M].高等教育出版社,2004年[14] 黄大宇,梅瑛. 机械设计课程设计[M].吉林大学出版社,2006年[15] 成大先.机械设计手册(单行本):常用设计资料[S].北京:化学工业出版社,2004年4 国内外现状和发展趋势与研究的主攻方向4.1 国内外卷板机的研究现状卷板机产业将保持高速增长并带动铸造卷板机制造工业的发展,中国卷板机工业的总产值仍比2010年增长了25%,由于我国卷板机生产成本较低,远远高于国家GDP平均增值,中国高端卷板机工具产品的需求仍客观存在,应继续推进行业管理,建立公平、合理的铸造卷板机价格体系。
机液混合型对称式三辊卷板机的创新设计发布时间:2021-06-28T06:49:51.467Z 来源:《现代电信科技》2021年第3期作者:栾加航和高永[导读] 时光荏苒,自改革开放以来,机械加工产品行业在世界和我国已经具有了举足轻重的影响力和地位,它已经成为整个机械工业的技术基础和重要的组成部分,而机械制造业的主要用途之一是为国民经济的各个行业提供先进的机械设备和零部件。
(山东协和学院山东济南 250107)摘要:本文从卷扳机的各种结构类型进行比较,进行结构对比分析,得出现在当今社会中卷扳机的存在的一些问题,从中设计出机液混合型对称式三辊卷扳机,以液压马达为动力源来控制工作辊的运动,但主要驱动仍然是机械驱动的机液混合型三辊卷板机,然后再在原传统卷板机现有基础上进行创新。
关键词:卷板机;结构设计;自调心球轴承引言时光荏苒,自改革开放以来,机械加工产品行业在世界和我国已经具有了举足轻重的影响力和地位,它已经成为整个机械工业的技术基础和重要的组成部分,而机械制造业的主要用途之一是为国民经济的各个行业提供先进的机械设备和零部件。
当钢材加工成圆柱形时,几乎都是用折弯机轧制,尤其是汽车、军工等方面。
是国家的国民经济命脉。
改革开放使得我国机械工业在世界上的地位,包括卷板机工具行业在世界上的地位得到了很大的提高。
因此,应该说卷板机的地位得到很大的提高,也说明看卷板机在我国国民经济的发展过程中占很大的作用。
以国内的卷板机现状来说,现阶段存在着一些问题,比如说就像一些卷板机外形过大、卷板的弯曲度存在偏差,效率较低,电机提供扭矩工作功率过高导致耗电量高,不能实现自动化,满足不了市场客户的需求。
因此,通过利用折弯机理论来对现存的这些问题进行解决,促使卷板机不断的发展来满足时代发展的需要。
为了满足不同的市场需求,需要从当下卷板机的结构与功能上不断改进和创新。
1、卷板机的分类卷板机以工作辊的配置方式来进行划分:1)双辊卷板机:只有上下两辊2)三辊卷板机: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、弧形下调式三辊卷板机、倾斜下调式三辊卷板机、和垂直下调式三辊卷板机等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。
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第1章引言. (1)1.1 概述 (1)1.2 工作原理 (1)1.3卷板机在我国的发展 (3)第2章机构方案的论证及确定 (5)2.1 方案的论证 (5)2.1.1 方案1三辊卷板机 (5)2.1.2 方案2四辊卷板机 (6)2.2 方案的确定 (6)第3章主运动系统的设计 (8)3.1 主传动系统的设计 (8)3.1.1 方案的论证 (8)3.1.2 方案的确定 (9)3.2 主电动机的选择 (10)3.2.1 类型和结构形式的选择 (10)3.2.2 功率的计算 (10)3.2.3 转速的确定 (14)3.3 确定传动系统的总传动比和分配传动比 (14)3.4 带传动的设计 (15)3.4.1 类型的选择 (15)3.4.2 设计计算 (15)3.4.3带轮的结构设计及几何尺寸计算 (17)3.5 减速器的选择 (19)3.5.1 类型的选择 (19)3.5.2 型号的选用计算 (19)3.6 末级输出齿轮传动设计 (21)3.6.1 进行相关齿轮类型、精度等级、材料及热处理方法的选择 (21)3.6.2 设计计算及校核 (21)3.6.3 齿轮的结构设计及几何尺寸计算 (24)3.7 下辊的校核 (24)3.7.1 强度校核 (24)3.7.2 刚度校核 (26)3.8 键的选择 (27)3.8.1 类型的选择 (27)3.8.2 尺寸的选择 (27)3.8.3 连接强度计算 (28)3.9 下辊轴承的设计 (28)3.9.1 类型的选择 (28)3.9.2 设计计算 (29)第4章辅运动系统的设计 (30)4.1 辅传动系统的设计 (30)4.1.1 方案的论证 (30)4.2 辅电动机的选择 (31)4.2.1 类型和结构形式的选择 (31)4.2.2 功率的计算 (31)4.2.3 转速的选择 (31)4.3 丝杠螺母传动的设计 (32)4.3.1 类型的选择 (32)4.3.2 材料及热处理 (32)4.3.3 设计计算 (32)4.3.4 几何尺寸计算 (35)4.4 确定传动系统的总传动比和分配传动比 (36)4.5 减速器的选择 (37)4.5.1 类型的选择 (37)4.5.2 型号的选用计算 (37)4.6 蜗杆传动的设计 (38)4.6.1 类型的选择 (38)4.6.2 材料及热处理 (38)4.6.3 设计计算 (38)4.6.4 主要参数与几何尺寸计算 (42)4.7 上辊的校核 (43)4.7.1 强度校核计算 (43)4.7.2 刚度校核 (45)4.8 上辊轴承的设计 (45)4.8.1 类型的选择 (45)4.8.2 设计计算 (46)4.9 辅电动机与减速器联轴器的选择 (46)4.9.1 类型的选择 (46)4.9.2 型号的选择计算 (46)4.10 减速器与蜗杆轴联轴器的选择 (47)4.10.1 类型的选择 (47)4.10.2 型号的选择计算 (48)4.11 蜗杆轴的设计 (49)4.11.1 轴的结构设计 (49)4.11.2 设计计算及校核 (52)4.12 蜗杆轴轴承的选择 (53)4.12.1 类型选择 (53)4.12.2 型号的选择计算 (53)4.12.3 寿命校核 (56)4.13 蜗轮轴的设计 (57)4.13 1 材料及热处理 (57)4.13.2 设计计算 (57)4.14 蜗轮轴轴承的选择 (57)4.14.1 类型选择 (57)4.14.2 型号的选择计算 (57)4.14.3 寿命校核 (58)第5章上、卸料机构的设计 (59)5.1 机构设计 (59)5.2 设计校核 (59)5.2.1 支撑杆的设计 (59)5.2.2 滑动螺旋的设计 (61)第6章机架的设计 (62)6.1 结构设计 (62)6.2 材料和厚度 (62)第7章结论 (63)致谢....................................................................................................... 错误!未定义书签。
三辊卷板机毕业设计三辊卷板机毕业设计随着工业的发展,卷板机在生产过程中扮演着重要的角色。
而三辊卷板机作为其中一种常见的类型,具有广泛的应用领域。
本文将探讨三辊卷板机的毕业设计,从设计原理、结构和功能等方面进行分析。
设计原理三辊卷板机的设计原理基于金属材料的塑性变形特性。
通过三个辊子的旋转和压力,使得金属材料在两个辊子之间发生塑性变形,从而实现卷板的目的。
其中,上辊和下辊是主动辊,通过电机驱动旋转;而中辊则是被动辊,起到支撑和引导作用。
结构设计三辊卷板机的结构设计需要考虑到多个因素,包括机身框架、辊子、传动系统、润滑系统等。
机身框架需要具备足够的强度和刚度,以承受辊子的旋转和金属材料的压力。
辊子的设计需要考虑辊径、辊长、辊材质等因素,以满足不同卷板需求。
传动系统通常采用齿轮传动或链条传动,确保辊子的同步旋转。
润滑系统则用于减少辊子之间的摩擦,延长使用寿命。
功能设计在三辊卷板机的毕业设计中,功能设计是至关重要的一环。
根据不同的应用需求,可以设计出多种功能的卷板机。
例如,可以设计出具有自动送料功能的卷板机,通过传感器和控制系统实现材料的自动进给和定位。
另外,还可以设计出带有压力调节功能的卷板机,通过调整上辊和下辊之间的压力,控制卷板的厚度和硬度。
此外,还可以增加辊子的翻转功能,以便更好地处理较宽的金属材料。
设计考虑在进行三辊卷板机的毕业设计时,需要考虑到多个因素。
首先是安全性考虑,设计中必须确保操作人员的人身安全。
例如,可以增加安全防护装置,避免操作人员接触到旋转的辊子。
其次是稳定性考虑,设计中需要确保卷板机的运行平稳,避免产生振动和噪音。
此外,还需要考虑到易维护性和可靠性,设计中应尽量采用易于维修和更换的零部件,以减少故障和停机时间。
应用领域三辊卷板机在许多行业中都有广泛的应用。
例如,它可以用于金属加工行业,用于制造金属板材、管材和型材等。
此外,它还可以用于建筑行业,用于卷制钢筋和钢板等。
另外,它还可以用于汽车制造行业,用于卷制汽车车身板材。
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。
卷板机可分为冷卷和热卷。
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。
根据三点成圆的原理,利用工作辊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、化工、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。
从驱动方式分三辊卷板机有机械式和液压式两种。
机械式三辊卷板机分为对称式和非对称式。
机械三辊对称式卷板机:其上辊在两个下辊中央对称位置作垂直升降运动,通过丝杠丝母蜗杆传动而获得,两个下辊作旋转运动,通过减速器的输出齿轮与下辊齿轮啮合,为卷制板材提供扭矩。
该机缺点是板材端部需借助其它设备进行预弯。
图1-1 机械对称式三辊卷板机机械三辊非对称式卷板机:该机结构型式为三辊非对称式,上辊为主传动,下辊作垂直升降运动,以便夹紧板材,并通过下滚齿轮与上辊齿轮啮合,同时作为主传动;边辊作倾升降运动,具有预弯和卷圆双重功能。
机构紧凑,操作维修方便。
液压式三辊卷板机:该机上辊可以垂直升降,垂直升降的液压传动,通过液压缸内的液压油作用活塞杆而获得;下辊作旋转驱动,通过减速器输出齿轮啮合,为卷板提供扭矩,下辊下部有托辊,并可调节。
上辊呈鼓形状,提高制品的直线度,使用于超长规格各种截面形状灌。
图1-2 液压式三辊卷板机该机为上调式对称三辊卷板机,可将金属板材卷成圆形、弧形和一定范围内的锥形工件,本机两个下辊为主动辊,上辊为从动辊。
它广泛使用于造船、锅炉、航空、水电、化工、金属结构及机械制造行业。
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。
卷板机是一种通用性及适应性较高的弯曲整形机械。
为提高卷板机的工作效率,提高制品的加工精度,减轻劳动强度,改善工作条件,通常采用板料送料工作台、辅助操作机械、托架平台以及支承滚道等辅助设备。
国外有些厂家已有配上自动焊接机、下料机械手等成线或单元供货。
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1-3 三辊卷板机工作原理图由图1-3:主运动指下辊分别绕2O 、3O 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1O 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辊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1-4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1-4 滚圆机原理图卷圆的基本原理是悬空法。
上辊是被动辊,可上下移动;下辊2是主动辊,是固定辊,当板料送入上下辊之间时,钢板的下表面与两个辊的最高点相接触,当上辊下压并超过材料的屈服极限时,板料便产生塑性变形。
随着三个辊轴的旋转,便形成一条弧线,这条弧线的外层纤维被拉伸,内层被挤缩,中心层不变,这时钢板被卷成圆。
卷制锥形筒节时,应在筒节小头一侧在卷板机上安设止推挡滚,以挡住板料,不让它在卷制时朝小头的方向移动。
三辊对称式卷板机的特点是上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动,两下辊作旋转运动。
由于卷板机的三辊是对称式的,在弯曲成型过程中,板材前后受力相对均匀,因此能够较好的解决钢板的弹复问题和精度问题。
其缺点在于对称式的机器不能弯卷板材的全部长度。
板材两端有略小于两个下辊之间距离之半的长度仍然是直的,因此板材保持直挺的两端在弯卷之前需要先在专门的预弯边机上加以预弯。
对称式三棍卷板卷板是利用卷板机对板料进行连续三点弯曲的过程。
如图1—4所示,卷板工艺过程大致分为4步:A 预弯:卷板时平板两端各有一段长度由于接触不到上辊而不发生弯曲,称为剩余直边,工艺上将平板开始弯曲的最小力臂叫做理论剩余直边,其大小与设备结构及其弯曲形式(对称弯曲,不对称弯曲)有关。
B 对中:对中的目的是使工件母线与辊筒轴平行,防止产生扭斜。
C卷圆:卷圆是产品成形的主过程,分为一次进给与多次进给。
进给次数取决于工艺限制条件(如冷卷时不得超过允许的最大变形率)及设备限制条件(如不打滑条件和功率条件)。
卷圆操作中应注意:1、冷卷时回弹较明显,必须施加一定的过卷量。
高强钢回弹较大,为了减少回弹,在最终成形前需进行一次退火,以消除冷作硬化。
2、热卷时不必考虑回弹。
对于闭合圆筒,一般只要控制板料尺寸,卷至刚好闭合即可。
为防止工件卸下后产生变形,应将工件在终卷曲率下进行不断滚弯,直至工件表面颜色发暗为止。
a:加载根据经验或计算将工作辊调到所需的最大矫正曲率的位置。
b:滚圆将辊筒在矫正曲率下滚卷1—2圈,使整卷曲率均匀一致。
c:卸载逐渐卸除载荷,使工件在逐渐减少的矫正载荷下多次滚卷。