毕业设计8mm卷板机的设计
- 格式:doc
- 大小:1.06 MB
- 文档页数:26
说明书的内容一.设计题目二.卷板机的用途,特点及主要参数三.卷板机电机的选择四.卷板机结构的确定五.传动方案的分析六.卷板机主要零件的估算和验算七.润滑系统的设计八.设计的体会及总结九.其他一.设计题目: 8mm卷板机的设计二.卷板机的用途特点及主要参数1.卷板机的用途利用卷板机可将板料卷成单曲率或双曲率的制件.本台卷板机主要是用来卷制圆柱面,通风管,也可卷制圆锥面等.2.卷板机的工作原理本台卷板机为对称式三辊筒卷板机, 其辊筒断面图如下:1. 上辊筒 2 下辊筒 3 板料上棍1有两种运动:一种是可上下垂直运动,使量于上下棍间的板料3到不同的卷曲半径上棍通过升降电机带动垂直运动;另一种运动就是可转动,是由板料送进时与上棍筒产生摩擦而转动.下棍2只有一种运动即转动,它是通过主电机齿轮而转动的,下辊筒为主动辊.工作时板料置于上下辊间,压下上辊使板料在支撑点间发生弯曲,当两下辊转动时由于摩擦力作用使板料移动,从而使整个板料发生均匀的弯曲.3卷板机的特点对称三辊筒卷板机结构简单紧凑,重量轻,易于制造,维修,投资少,两侧辊可以做得很近.成形较准确,但剩余直边大.它一般需配预弯设备或不要求弯边的各种卷板工作,可用对称式.4卷板工艺过程1. 预弯: 对于较薄板可直接在卷板机上用垫板弯曲如图示:3.对中将预弯的板料置于卷板机上滚弯时,为防止产生歪斜应将板料对中,使板料的纵向中心线与辊筒轴线严格保持平行.5卷板机的主要参数卷板规格(最厚X宽度) 8X2000 mm卷制3X2000mm板时最小弯曲半径90 mm上辊直径/侧轴直径Φ121/Ф117.5 mm两侧辊中心距 180 mm卷板速度 4 m/分主电机功率 2.2千瓦升降电机功率 1.5千瓦三. 卷板机电机功率的确定(一) 工艺参数计算已知条件板厚S=3mm, 板宽L=2000 mm, 最小弯曲半径Rmin=90 mm板料的最大变形弯矩Mσs w s M R k k ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+=min 012(1-1)查《机械工程手册》取5.11=k; k 0-材料的相对强化系数。
k 0=11.6 查《机械工程手册》σs =24 mm kgf 2 查《机械加工手册》32233.21336820006mm bh w =⨯== 将这些数据代入式(1-1)中得σs w s R k k )2(min 01+=M 243000)90236.115.1(⨯⨯⨯⨯+= ).(12190mm kgf =2. 板料由平板开始弯曲时的初始变形弯矩M 1σs w k 11=M (1-2)查《机械工程手册》σsw k 11=M 108002430005.1=⨯⨯= mm kgf .3. 卷板机空载扭矩:M 4n 2)(3214d M G G G n ++=M (1-3) -G 1板料的重量; -G 2万向接头的重量 ; -G 3主动辊的重量;-d 主动辊轴径的直径 -μ 滑动摩擦系数 08.0~05.0-μ板料的比重 mm mm kg g2621085.785.7-⨯==ρ339292018014.3320001=⨯⨯⨯=vmm 3 63.26339292085.7.10611=⨯⨯==-v G e kg)57.72625220153030(414.388302022222⨯⨯⨯-⨯-⨯-⨯+⨯=v =40027.15 mm 3314.015.4002785.7.22=⨯==v G e kg[]5040902000)(195280414.34550625.965.1175.966222222223⨯+⨯+⨯+⨯-+⨯⨯+⨯=v =10580.97 mm 306.8397.1058085.7.10633=⨯⨯==-v G e kg2)(3214d G G G n ++=M μ ()26206.83314.063.2606.0⨯++= =204.61 mm kg .4. 卷板力和功率的计算(1) 几何参数受力图为:222sin min Dc s tR ++=α (1-4) t- 两侧辊的中心距取t=180 mm-D c 主动辊直径, 取75.11=D c(2) 轴辊受力计算:上辊受力 αtg s M R p a ⎪⎭⎫ ⎝⎛+=22min (1-5) 49.356274805.0239012192021sin 22sin 2min =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+⨯=-⎪⎭⎫ ⎝⎛+=ααs M R p a kg 下轴辊所受力 47.2224599.023********sin 2min =⨯⎪⎭⎫ ⎝⎛+=⎪⎭⎫ ⎝⎛+=αs M R p c kg (3) 将板料从平板弯到R m in 时消耗于板料变形的扭矩M n 1 (假设一次弯成)()411111D R R M M C MIN n M ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= =75043.33 kg. mm(4) 消耗于摩擦阻力的扭矩:M n 2()⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛+++=d p D p p p M c Da dc f ca c a n ..2.22μ (1-7)取8.0=f 08.0=μ 〈机械工程手册〉()⎪⎭⎫ ⎝⎛⨯+⨯⨯+⨯+=6247.22241215.11726249.356208.047.2224249.35628.02M n =6409.144+19612.789=26021.93 kg. mm(5) 板料送进的摩擦阻力的扭矩: M T()Da da f D p p p Mc ac a T .2..2μ++= (1-8) 式中取8.0=f 2.0=μ mmd aa 62= 代入式 (1-8) 得()Da daf D p p p M cac a T 22μ++= =()1215.11726249.35622.047.2224249.35628.0⨯⨯⨯+⨯+ =55.21448144.6409+=69.27857 mm kg .(6) 送进板料所需的拉力 T ()21DM M CT n T += (1-9) =()25.11769.2785733.75043+51.1571= f kg .(7) 拉力在轴承中所引起的摩擦损失 M n 3()D d M M M c cT n n μ+=13 取2.0=μ()5.117622.069.2785733.75043⨯⨯+= 34.10859= mm kgf .(8) 机器送进板料的总力矩: M pD P M C C p μ1= 取2.01=μ5.11747.22242.0⨯⨯=045.52275= mm kgf .(9) 板料送进不打滑条件:M M M M n T n p 41++≥=75043.33+27857.69+204.62=10315.64 045.52275=M PM M M M n T n p 41++<板料送进要打滑,即将把板料从平板弯到最小弯曲半径90mm 若一次弯成,则不满足不打滑条件,故应进行多次弯曲。
现假设进行两次弯成,则由板料送进不打滑条件得; M M M M n T p n 41--==52275.045-27857.69-204.62=24212.735又 ()4.111min 11D R R M M c n M ⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-+= ()D MM R R c n M +=⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-∴111min 411 ()()5.117121920108000735.24212490141111min 1⨯+⨯-=+-=D MM R R c n M 10353.7-⨯= mm mm R 1338.13253.711031==⨯=∴-即先将板料从平板弯到R 1的半径,然后再由R 1弯到90m in =R 的最小弯曲半径,这样分两次进行弯曲则可满足不打滑条件,也可将板料弯到最小弯曲半径90mm.由于M n 1变了,所以推力,推力引起的摩擦损失M n 3也随之变化。
即: ()21DM M cT n T += =()25.11769.27857735.24212+=886.31 kg()D M M M cT n n dc μ+=13()5.117622.069.27857735.24212⨯⨯+= 09.5495= mm kgf .(10) 驱动扭矩:M nM M M M M n n n n n 4321+++= (1-13) 62.20409.549593.26021735.24212+++=M n377.55934= mm kg .(11) 驱动功率 Nη.21021D M c n v N -= -v 卷板速度,一般min 4~3mv = (1-14) 取sm m v 0667.0min 4== 85.0=η则 η..21021D M c n v N ⨯= kw 73.085.05.1170667.0377.5593421021=⨯⨯⨯⨯= 由于在传动过程中,蜗杆减速器和齿轮都存在功率损失,特别是蜗轮,蜗杆传动的损失较大,所以电机可选用Y 型,电机额定功率为2.2千瓦,转速1430转。
Y 型电机为本台卷板机的主电机,升降电机主要是带动上辊筒上下运动的,由于有时需用上辊压板料,使板料发生弯曲,和蜗轮蜗杆传动存在的损耗较大,故电机可选用Y 型。
额定功率1.5千瓦,转速n=1410转。
四. 卷板机结构的确定我设计的这台卷板机是选用三辊筒对称式的结构,我之所以选用这种结构简单,适合于安装系统用,它的特点及用途在前面已有介绍,因安装单位流动性强,机器结构太大,太复杂,不易于搬迁,故三辊筒对称式卷板机较适用于安装单位。
1. 卷板机的组成:卷板机由动力部分、传动部分、工作部分、机架部分组成。
(1) 动力部分主要有两台电机,一台为主动电机,额定功率为2.2千瓦,转速1430转,主要用来带动主动辊(下辊筒)转动的;另一台电机为升降电机,额定功率为1.5千瓦,转速1410转,主要是用来带动上辊筒做垂直上下运动的。
(2) 传动部分包括齿轮和皮带轮,主要是起传递动力和降速的作用(3) 工作部分:主要由辊筒组成,包括一个上轴辊,两个下轴辊,主要是起工作时使板料在上下辊间发生弯曲变形的作用。
(4) 支承部分:包括机架,左右支架,支板等。
主要是起支承作用。
2. 卷板机的运动形式:卷板机的运动主要是辊筒的转动和上下运动两种运动。
两下辊筒为主动辊,由电机→ 齿轮→下辊转动。
上辊可转动和上下垂直运动,转动是由于板料送进时摩擦力作用为产生的。
上下垂直运动是由电机→皮带轮→蜗杆蜗轮→升降丝杆带动的。
3. 卷板机的总布局: (见总装配图)五. 传动方案的确定。
已知: 板料送进的速度为s m 4 sm v 4= 即主动辊的线速度为sm 4 主电机的转速为rpm n 1430=从以上两已知数据可知,传动机构需降速很多,若采用齿轮降速,则传动机构就较大,故选用一蜗轮蜗杆减速器来主要降速。