《對(duì)稱式三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《對(duì)稱式三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（47頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）I 摘要摘要本設(shè)計(jì)是關(guān)于對(duì)稱式三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)，主要對(duì)卷板機(jī)的上下輥的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)和受力分析，對(duì)主傳動(dòng)系統(tǒng)及上輥壓下傳動(dòng)系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算。本文針對(duì)水平對(duì)稱式三輥卷板機(jī)進(jìn)行幾何參數(shù)、力學(xué)參數(shù)和工藝參數(shù)的分析，建立卷板工藝計(jì)算數(shù)學(xué)模型；編寫一次進(jìn)給卷板工藝流程；根據(jù)工藝要求，確定卷板機(jī)總體設(shè)計(jì)方案；對(duì)規(guī)格為 122200 卷板機(jī)進(jìn)行結(jié)構(gòu)和工藝參數(shù)的確定和校核。本課題研究的水平對(duì)稱式卷板機(jī)特點(diǎn)如下：采用水平下調(diào)式，即下輥可作水平移動(dòng)，可實(shí)現(xiàn)不用調(diào)頭便可預(yù)彎端頭，使進(jìn)料、對(duì)中、預(yù)彎、卷圓、矯圓整個(gè)卷板過(guò)程連續(xù)完成，利于提高生產(chǎn)效率，降低工人勞動(dòng)強(qiáng)度；設(shè)置板料對(duì)中裝置和支承輥裝

2、置，利于提高卷板精度和卷板質(zhì)量；采用全液壓驅(qū)動(dòng)，使設(shè)備結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化，便于卷板過(guò)程中的速度和壓力控制，起停、換向靈活，運(yùn)行平穩(wěn)，操作方便；結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作和維護(hù)維修，符合現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)工人的操作和維修水平，高效實(shí)用。關(guān)鍵詞：關(guān)鍵詞：卷板機(jī)；工作輥；受力分析；傳動(dòng)系統(tǒng)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）IIABSTRACTThis design is designed on the symmetric three rollers coiling machine, mainly designed and mechanically analyzed on the top and bottom Bending Machi

3、ne 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 techni

4、cs parameter was optimized on level adjust belowthree rollers Rolling Machine.The mathematical model of plate coiling was built andproduction process was established.Using the hydraulic pressure driving protocol.The analyses of the basic loop and hydraulic pressure system have been performed.Accordi

5、ng to the demand of the produce,the whole project of Rolling Machine wasdesigned.The structure and technics parameter of 122200 Rolling Machine wascomputed and confirme. The characteristic of level adjust below three rollers Rolling Machine in thisinvestigation is as follows.Using the type of level

6、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 easil

7、y 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 anal

8、ysis；the transmission system畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）III目錄目錄摘要.IABSTRACT.II第一章 緒論.11.1 卷板機(jī)的介紹.11.2 卷板機(jī)在我國(guó)的發(fā)展.11.3 主要研究?jī)?nèi)容.21.4 塑性彎曲.21.5 塑性彎曲時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài).41.5.1 應(yīng)變狀態(tài).51.5.2 應(yīng)力狀態(tài).51.5.3 寬板塑性彎曲時(shí)三個(gè)主應(yīng)力的分布性質(zhì)51.5.4 塑性彎曲中現(xiàn)象的復(fù)雜性81.6 卷板工藝和卷板質(zhì)量分析.91.6.1 卷板工藝.91.6.2 卷板質(zhì)量.121.6.3 卷板設(shè)備.131.6.4 卷板機(jī)安全操作規(guī)程.15第二章 方案設(shè)計(jì).172.1 總方案的確定.1

9、72.2 三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)方案的確定 .17第三章 三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)分析.183.1 主要參數(shù).183.1.1 卷管所需最大力矩確定.183.1.2 主參數(shù)確定.223.1.3 受力情況分析.23畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）IV3.2 下輥傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).243.2.1 下輥驅(qū)動(dòng)力矩.243.2.2 下輥驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算.253.23 電動(dòng)機(jī)的選擇.263.24 計(jì)算并分配傳動(dòng)比.263.25 離合器的選擇.263.26 末級(jí)齒輪傳動(dòng)比的設(shè)計(jì).263.3 齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算 .273.3.1 材料.273.3.2 按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算.273.3.3 驗(yàn)算齒輪速度.283.34 驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度.28

10、3.4 輥?zhàn)觿偠鹊挠?jì)算 .283.4.1 上輥.293.4.2 下輥.293.5 上輥壓下系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算 .303.5.1 電機(jī)的選擇.303.5.2 螺旋副的設(shè)計(jì)計(jì)算.303.5.2.1 材料.303.5.2.2 螺紋直徑、螺距.303.5.2.3 自鎖性.313.5.2.4 螺桿強(qiáng)度的計(jì)算.313.5.2.5 螺母螺紋牙強(qiáng)度計(jì)算.313.6 傳動(dòng)比計(jì)算 .313.7 減速器的選擇 .323.8 蝸桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)32第四章 結(jié)束語(yǔ).374.1 結(jié)論 .37畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）V4.2 展望 .37參考文獻(xiàn).39致謝.41畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）1第一章第一章 緒論緒論1.1 卷板機(jī)的介紹

11、卷板機(jī)的介紹卷板機(jī)是一種將金屬板料彎卷成筒體、錐體、曲面體或其他形體的一種專用鍛壓機(jī)械設(shè)備，其廣泛應(yīng)用于鍋爐、造船、化工、金屬結(jié)構(gòu)和機(jī)械制造行業(yè)。卷板機(jī)的型號(hào)有很多，按卷板機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)和卷板機(jī)的輥的數(shù)量劃分，有三輥卷板機(jī)和四輥卷板機(jī)。按三個(gè)輥的軸的相對(duì)位置分為對(duì)稱式和不對(duì)稱式。按輥的驅(qū)動(dòng)方式有機(jī)械式卷板機(jī)和液壓式卷板機(jī)，卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)相對(duì)簡(jiǎn)單，三輥當(dāng)中機(jī)械式三輥對(duì)稱卷板機(jī)，兩下輥為主動(dòng)固定輥，上輥通過(guò)升降絲桿、蝸輪、蝸桿在兩下輥對(duì)稱中央作上下移動(dòng)，兩下輥的左、右旋轉(zhuǎn)和上輥的升降移動(dòng)均靠電機(jī)帶動(dòng)減速器來(lái)完成，并能借助手動(dòng)離合器把上輥調(diào)節(jié)成平行或傾斜位置，以適應(yīng)卷制圓形和錐形工件的需要，蝸輪上下配有

12、特種壓力軸承，轉(zhuǎn)動(dòng)輕松、省電耐磨。該機(jī)集機(jī)身、傳動(dòng)、電器部分為一整體，其結(jié)構(gòu)緊湊、操作方便、便于搬運(yùn)、安裝和維護(hù)。本機(jī)床結(jié)構(gòu)緊湊，操作維修方便。是金屬板材彎曲，滾圓，校正等整形機(jī)械，廣泛適用于造船、鍋爐、航空、水電、裝潢、金屬結(jié)構(gòu)等諸行業(yè)。在市場(chǎng)經(jīng)濟(jì)的情況下，企業(yè)要不斷地根據(jù)市場(chǎng)的需求變更自己的產(chǎn)品。在試制新產(chǎn)品和轉(zhuǎn)產(chǎn)的過(guò)程中，往往面臨的最突出的問(wèn)題是設(shè)備的適應(yīng)能力，如何用最少的投資添制生產(chǎn)設(shè)備是企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)人第一個(gè)要解決的問(wèn)題。在產(chǎn)品品種較多，而每一種產(chǎn)品的批量不大的情況下，設(shè)計(jì)制造一些簡(jiǎn)易設(shè)備是一種行之有效的辦法。所以我設(shè)計(jì)了一臺(tái)簡(jiǎn)易卷板機(jī)，希望能得到廣大廠方的歡迎和好評(píng)。1.2 卷板機(jī)在我國(guó)

13、的發(fā)展卷板機(jī)在我國(guó)的發(fā)展我國(guó)卷板機(jī)起步使于 60 年代末期，最早為機(jī)械傳動(dòng)的對(duì)稱式三輥卷板機(jī)，這種結(jié)果簡(jiǎn)單不能進(jìn)行板材端部預(yù)彎。70 年代末期，長(zhǎng)冶鍛壓機(jī)床廠研制成功了機(jī)械傳動(dòng)四輥卷板機(jī)，這種卷板機(jī)雖然能預(yù)彎也大大的改善了性能，但該機(jī)構(gòu)龐大、材料消耗多、制造周期長(zhǎng)。80 年代中期，全液壓四輥卷板機(jī)和液壓水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)由該廠推向市場(chǎng)。這兩種機(jī)型即可對(duì)板材進(jìn)行預(yù)彎，一次上料完成簡(jiǎn)體成形，又可對(duì)簡(jiǎn)體進(jìn)行焊接后的校圓，工作效率是原機(jī)型的 23 倍。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）280 年代末，由 PC、NC 控制的三、四輥卷板機(jī)進(jìn)入國(guó)內(nèi)市場(chǎng)。該機(jī)具有工作輥（上、下輥）自動(dòng)調(diào)平、下輥傾斜可水平升降等功

14、能，工作輥間平行度控制在0.02 毫米范圍內(nèi)。后來(lái)出現(xiàn) NC 弧形下調(diào)式三輥卷板機(jī)，除具備四輥卷板機(jī)的優(yōu)點(diǎn)外，還可以進(jìn)行板材端部預(yù)彎。該機(jī)重量輕、整機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊合理，深得用戶青睞。目前研制的 CNC 卷板機(jī)、CNC 卷板機(jī)加工單元，作為新型的板材加工設(shè)備將越來(lái)越被用戶所接受，也將成為 CNC 控制的代表機(jī)型。并可與世界先進(jìn)的卷板機(jī)生產(chǎn)廠家-德國(guó)瑟夫爾公司、意大利 DAVI 公司、瑞典 ROUNDO 公司的產(chǎn)品相媲美。我國(guó)卷板機(jī)設(shè)備的研制于 70 年代初。經(jīng)過(guò) 30 多年的發(fā)展特別是經(jīng)過(guò)“六五” 、“七五” 、 “八五” 、 “九五”20 年時(shí)間，在國(guó)家大力扶持下，企業(yè)多次技術(shù)改造，并引進(jìn)了美、英

15、、日、法、瑞士、瑞典等國(guó)家先進(jìn)卷板技術(shù)，從設(shè)計(jì)水平到生產(chǎn)水平，現(xiàn)在已經(jīng)達(dá)到亞洲先進(jìn)水平。目前，國(guó)外卷板設(shè)備生產(chǎn)水平較高的有瑞士、意大利、德國(guó)、日本等國(guó)家。這些國(guó)家對(duì)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(dòng)式。對(duì)板厚大于 40mm 的板料的卷制，多采用全液壓驅(qū)動(dòng)式卷板機(jī)。由于三輥不對(duì)稱可調(diào)式卷板機(jī)較四輥卷板機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)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(guó)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(lái)越多的采用計(jì)算機(jī)實(shí)行自動(dòng)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(dòng)強(qiáng)度、改善了工作條件。1.3

16、主要研究?jī)?nèi)容主要研究?jī)?nèi)容（1）卷板機(jī)的卷板原理，卷板工藝?yán)碚摲治觯?）建立水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)的數(shù)學(xué)模型（3）卷板工藝參數(shù)和卷板工序工步分析。（4）對(duì) 122200mm 規(guī)格卷板機(jī)進(jìn)行卷板能力和工藝參數(shù)的計(jì)算，確定該種格卷板機(jī)的設(shè)備技術(shù)參數(shù)和工藝參數(shù)。1.4 塑性彎曲塑性彎曲塑性彎曲是冷壓成型工藝中最為普遍的成型方法之一，彎曲工藝不僅用來(lái)成形圓筒件、 “U”形件、 “V”形件等，而且還可以通過(guò)彎曲的方法來(lái)增加轉(zhuǎn)動(dòng)慣量以提高零件的剛度。彎曲成型的效果，表現(xiàn)為彎曲變形區(qū)曲率半徑 p 和角度小的變化。(如圖 1-1)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）3彎曲變形時(shí)，坯料上曲率發(fā)生變化的部位是變形區(qū)，彎曲變形的

17、主要參數(shù)與變形區(qū)的應(yīng)力、應(yīng)變的性質(zhì)及數(shù)值有關(guān)。圖 1-1 板料彎曲變形區(qū)及彎曲時(shí)的切向應(yīng)力分布（a）彈性變形（b）彈塑性變形（c）塑性變形（d）無(wú)硬化塑性變形塑性變形必須首先經(jīng)過(guò)彈性變形階段。彈性彎曲時(shí)，板材的外區(qū)纖維受拉，內(nèi)區(qū)纖維受壓。拉、壓兩區(qū)以中性層為界，中性層恰好通過(guò)剖面的中心，其應(yīng)力應(yīng)變?yōu)?O。假定中性層曲率半徑為，彎曲角度為，則距中性層距離為y 處的纖維，其切向應(yīng)變?yōu)?)lnyy切向應(yīng)力: :yEE所以材料的變形程度與應(yīng)力大小，完全取決于纖維至中性層的距離與中性層曲率半徑的比值()，而與彎曲角度的大小無(wú)關(guān).在彎曲變形區(qū)的內(nèi)、外邊緣，應(yīng)力y應(yīng)變最大。對(duì)于厚度為 t 的板料，當(dāng)其內(nèi)表面

18、的彎曲半徑為 R 時(shí)，板料邊緣的應(yīng)力與應(yīng)變?yōu)?max()max()2max21()12ttRtR 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）4maxmax()()12EERt 實(shí)驗(yàn)研究表明，利用以上公式計(jì)算內(nèi)層金屬的應(yīng)力與應(yīng)變比用該公式計(jì)算外層金屬的應(yīng)力、應(yīng)變要精確的。這是因?yàn)閺澢鷷r(shí)彎曲件的中性發(fā)生了位移，使外層金屬的變形明顯增大。假定材料的屈服應(yīng)力為，則彈性條件是:smax()12sERt即: 1(1)2REt稱為板料的相對(duì)彎曲半徑，是表示板料彎曲變形程度的重要指數(shù)；愈小，變RtRt形程度愈大。當(dāng)減小至一定數(shù)值：時(shí)，板料的內(nèi)、外緣首先屈服，開始Rt1(1)2E塑性變形。如果繼續(xù)減小，在板料的變形區(qū)中，塑性變

19、形部分愈益擴(kuò)大。最終出現(xiàn)Rt彎裂。一般當(dāng)時(shí)，彈性區(qū)很小，可近似認(rèn)為：板料的彎曲變形區(qū)已全部進(jìn)3 5Rt入塑性變形；當(dāng)時(shí)，彈性變形不能忽視，應(yīng)按彈塑性彎曲計(jì)算。200Rt1.5 塑性彎曲時(shí)的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)隨著相對(duì)彎曲半徑逐漸減小，彎曲的變形性質(zhì)由彈性變?yōu)樗苄?，同時(shí)，變形區(qū)Rt的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)也逐漸產(chǎn)生了變化立體的應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)逐漸顯著起來(lái)。塑性彎曲時(shí)，隨著變形程度的增加，除了切向應(yīng)力與應(yīng)變，之外，寬向和厚向的應(yīng)力應(yīng)變(、)也有了顯著發(fā)展。但因?yàn)榘辶系南鄬?duì)寬度(BBBrrB t板料寬度;t板料厚度)不同，立體應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的性質(zhì)也不同，分析如下:畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）51.5.1、應(yīng)變狀態(tài)、應(yīng)變狀態(tài)彎

20、曲時(shí)，主要是依靠中性層內(nèi)外纖維的縮短與伸長(zhǎng)，所以切向主應(yīng)變即為絕對(duì)值最大的主應(yīng)變。根據(jù)塑性變形體積不變條件可知，沿板料的寬度和厚度方向，max必然產(chǎn)生與，符號(hào)相反的應(yīng)變。在板料的外區(qū)，切向主應(yīng)力為拉應(yīng)變，所以厚度、寬度方向的應(yīng)變、均為壓應(yīng)變。而在材料的內(nèi)區(qū)，為壓應(yīng)變，與為拉應(yīng)BrBr變。對(duì)于 B/t8 的窄板，由于寬向、厚向材料可自由變形，其應(yīng)變狀態(tài)如上所述。對(duì)于 B/t 8 的寬板，由于寬度方向受到材料之間的制約作用，不能自由變形，可近似認(rèn)為=0。B所以，彎曲時(shí)，窄板的應(yīng)變狀態(tài)是立體的，而寬板的應(yīng)變狀態(tài)是平面的。1.5.2、應(yīng)力狀態(tài)、應(yīng)力狀態(tài)切向應(yīng)力： 外區(qū)受拉，內(nèi)區(qū)受壓；徑向應(yīng)力： 在板料

21、表面 =0，由表及里遞增，至中性層達(dá)到最大值。r寬向應(yīng)力： 對(duì)于窄板(B/t8)，寬度方向可自由變形，故=0。B對(duì)于寬板(B/t8)，因?yàn)閷挾确较蚴艿讲牧系闹萍s作用，。具體言之，外0B區(qū)由于寬度方向的收縮受到限制，所以為拉應(yīng)力，內(nèi)區(qū)由于寬度方向的伸長(zhǎng)受到限B制，所以，為壓應(yīng)力。從應(yīng)力狀態(tài)看，寬板彎曲時(shí)的應(yīng)力狀態(tài)是立體的，而窄板是B平面的。1.5.3、寬板塑性彎曲時(shí)三個(gè)主應(yīng)力的分布性質(zhì)、寬板塑性彎曲時(shí)三個(gè)主應(yīng)力的分布性質(zhì)一般冷壓彎曲所用的板料大多屬于寬板。為了深入理解寬板彎曲時(shí)的各種現(xiàn)象，還必須進(jìn)一步分析彎曲變形區(qū)三個(gè)主應(yīng)力的分布性質(zhì)。為此，我們只需在一種理想的情況下求出三個(gè)未知主應(yīng)力、的解就行

22、了。因此我們假定變形區(qū)已全部進(jìn)Br入塑性，而且不考慮板料的應(yīng)變強(qiáng)化效應(yīng)(即認(rèn)為材料的屈服應(yīng)力與變形程度無(wú)關(guān))根據(jù)前面的分析，可看出: 、三個(gè)未知主應(yīng)力，就其代數(shù)值的大小而Br言，在拉區(qū)，在壓區(qū)。為了求解上述BrrB畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）6三個(gè)未知主應(yīng)力，必建立三個(gè)獨(dú)立的方程式，然后聯(lián)立求解。圖 1-2 板料彎曲時(shí)的應(yīng)力分析根據(jù)寬板塑性彎曲時(shí)應(yīng)力應(yīng)變狀態(tài)的特點(diǎn)，(如圖 1-2 所示)我們可以從以下三個(gè)條件:塑性條件、平面應(yīng)變條件和微分平衡條件出發(fā)，建立三個(gè)獨(dú)立的方程式。聯(lián)立得到：對(duì)于外區(qū)：（塑性條件)rs (平面應(yīng)變條件)2rB（微分平衡條件）()rrrddr 對(duì)于內(nèi)區(qū)： (塑性條件)rs

23、(平面應(yīng)變條件)2rB （微分平衡條件）()rrrddr(其中，)1.155聯(lián)立求解，得到主應(yīng)力、二在板料彎曲時(shí)剖面上的變化規(guī)律:Br對(duì)于外區(qū)：畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）71.155lnwrsRr1.155(1 ln)wsRr1.155(12ln)2swBRr對(duì)于內(nèi)區(qū)：1.155lnrsnrR1.155(1ln)snrR1.155(12ln)2sBnrR式中參數(shù)（如圖 1-2） 。根據(jù)中性層上內(nèi)外區(qū)徑向應(yīng)力相平衡的條件: 時(shí)，內(nèi)外區(qū)的值相等，即: rrPlnlnwnRrR得到：()nwnnR RR Rt此值小于 R+t/2，所以中性層的位置并不通過(guò)中性層的重心，產(chǎn)生了內(nèi)移。 （如圖1-3）為板

24、料剖面上三個(gè)主應(yīng)力的分布規(guī)律。對(duì)小變形冷彎曲，可近似認(rèn)為彎曲變形處于切向應(yīng)力的作用的線性應(yīng)力狀態(tài)，中性層的內(nèi)移和材料變薄忽略，則應(yīng)變可寫成:y在有加工硬化的情況下，正應(yīng)力分布如圖 11（c）所示，這時(shí)，ssy畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）8為強(qiáng)化系數(shù)圖 1-3 板料剖面上三個(gè)主應(yīng)力的分布規(guī)律1.5.4、塑性彎曲中現(xiàn)象的復(fù)雜性、塑性彎曲中現(xiàn)象的復(fù)雜性1、中性層內(nèi)移塑性彎曲時(shí)，由于徑向壓應(yīng)力的作用，使板料外區(qū)拉應(yīng)力的的r數(shù)值小于內(nèi)區(qū)的壓應(yīng)力，使拉區(qū)擴(kuò)大，壓區(qū)減小，中性層內(nèi)移，只有這樣，才能滿足彎曲時(shí)的靜力平衡條件。相對(duì)彎曲半徑越小，的作用越顯著，中性層內(nèi)移量越大；當(dāng)后，R tr5R t 中性層與板料剖

25、面的重心漸相重合。2、變形區(qū)板料厚度減薄、長(zhǎng)度增加板料彎曲時(shí)，拉區(qū)使板料減薄，壓區(qū)使板料加厚。又因中性層的內(nèi)移，拉區(qū)擴(kuò)大，壓區(qū)減小，板料的減薄必將大于板料的加厚，整個(gè)板料乃出現(xiàn)減薄現(xiàn)象。另外，寬板彎曲時(shí)，寬度方向幾乎沒有變形。根據(jù)塑性變形體積不變的原理，變形區(qū)板料變薄的同時(shí)，必然伴隨著長(zhǎng)度的增加。相對(duì)彎曲半徑越小，板料變形區(qū)的變薄、增長(zhǎng)現(xiàn)象越嚴(yán)重;當(dāng)后，該R t5R t 現(xiàn)象漸消失。3,垂直于折彎線產(chǎn)生拉裂彎曲時(shí)，外區(qū)受拉，一般拉裂是因?yàn)榍邢驊?yīng)力的作用沿著折彎線方向發(fā)生。但寬板彎曲時(shí)，由于外區(qū)的板寬方向的拉應(yīng)力的存在，也可能使板料垂直于折彎線產(chǎn)B畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）9生拉裂。不過(guò)一般產(chǎn)生

26、在具有明顯各向異性的板料上。1.6 卷板工藝和卷板質(zhì)量分析卷板工藝和卷板質(zhì)量分析卷板是根據(jù)三點(diǎn)成圓原理，利用卷板機(jī)對(duì)板料進(jìn)行連續(xù)三點(diǎn)彎曲的過(guò)程。按卷制曲面形狀可分為：?jiǎn)吻示碇坪碗p曲率卷制兩大類。單曲率卷制包括卷制圓柱面、圓錐面、任意曲面等；雙曲率卷制包括卷制球面、雙曲面等。按卷制溫度不同，可分為冷卷、溫卷、熱卷。冷卷精度高，操作工藝簡(jiǎn)便，成本低廉，但對(duì)鋼板的質(zhì)量要求較高，金相組織一致性要好；當(dāng)卷制板厚較大或彎曲半徑較小并超過(guò)設(shè)備工作能力時(shí)，在設(shè)備允許情況下，可采用熱卷（800850） ；對(duì)不允許冷卷的薄板，熱卷剛度差，則采用溫卷（保證在一定金相組織的溫度下） 。1.6.1 卷板工藝卷板工藝剩

27、余直邊和預(yù)彎平板開始彎曲時(shí)的最小力臂叫做剩余直邊，剩余直邊與設(shè)備及其彎曲形式有關(guān)。如圖 1-4 所示圖 1-4 卷板機(jī)不同彎曲形式與剩余直邊畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）10圖 1-5 剩余直邊為避免板料從工作輥間脫出，實(shí)際剩余直邊通常比理論值大。對(duì)稱彎曲時(shí)為（620）t（t 為板厚） ；不對(duì)稱彎曲時(shí)為對(duì)稱彎曲時(shí)的（1/61/10） 。如圖 1-5 所示，由于剩余直邊的存在，在板料的兩個(gè)端部殘留下平直部分，這段平直部分在校圓時(shí)難以清除，并造成較大的焊縫應(yīng)力和設(shè)備負(fù)載，故一般應(yīng)在滾彎前對(duì)板料進(jìn)行預(yù)彎邊，即做端頭彎曲。常見端部預(yù)彎的方法有以下幾種。1、使用端部彎曲模卷板加工之前，先由裝有帶有一定曲率的

28、模具的壓力機(jī)或卷板機(jī)對(duì)板料的兩個(gè)端部壓彎。如圖 1-6 所示 圖 1-6 使用端部彎曲模彎曲a.壓力機(jī)彎曲 b.c 卷板機(jī)上彎曲2、使用端頭滾彎?rùn)C(jī)端頭滾彎?rùn)C(jī)是在所需長(zhǎng)度上隔開布置著的兩對(duì)輥輪之間使板料的兩端通過(guò)并進(jìn)行彎曲的方法。為適應(yīng)不同的板料長(zhǎng)度，可用改變機(jī)架間距的方法來(lái)實(shí)現(xiàn)。如圖 1-7 所示畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）11圖 1-7 端頭滾彎?rùn)C(jī)3、具有端頭彎曲用壓料板的三輥卷板機(jī)如圖 1-8 所示,在三輥卷板機(jī)的兩個(gè)下輥輪之間置入可做上下運(yùn)動(dòng)的壓料板，實(shí)現(xiàn)端部預(yù)彎。4、可調(diào)式卷板機(jī)如圖 1-9 所示，通過(guò)調(diào)整三輥卷板機(jī)或四輥卷板機(jī)工作輥的位置，對(duì)板料端頭預(yù)彎。圖 1-8 帶彎邊墊板的三輥卷

29、板畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）12圖 1-9 調(diào)整工作輥的位置作端部預(yù)彎1.6.2 卷板質(zhì)量卷板質(zhì)量一、外形缺陷在板料卷曲過(guò)程中，常出現(xiàn)的外形缺陷見表 1.1表 1.1 常見外形缺陷及產(chǎn)生原因二、表面壓傷由于氧化皮及其它雜質(zhì)附著在板料或輥筒上，會(huì)造成板料板面壓傷。特別是熱卷或熱矯時(shí)，氧化皮的危害尤為嚴(yán)重。為了減少氧化皮的危害，常采用以下措施：（1）坯料表面氧化皮盡量清除干凈、涂上油漆后，再進(jìn)行冷卷；畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）13（2）坯料加熱時(shí)應(yīng)盡量減少氧化皮（如縮短高溫停留時(shí)間，采用中性火焰、采用防氧化涂料等）（3）選用氧化皮壓傷最小的卷板機(jī)；（4）選用氧化皮壓傷最小的操作方法。例如：四輥卷板

30、機(jī)的下輥?lái)攭毫ΡM量小，不斷吹掃內(nèi)外側(cè)剝落的氧化皮、矯圓時(shí)盡量減少反轉(zhuǎn)次數(shù)等。三、卷裂冷作硬化、粗晶組織、應(yīng)力集中、以及各種脆性條件的形成，都能使材料塑性變壞，導(dǎo)致卷裂。防止卷裂的主要措施：（1）限制變形率（2）消除可能導(dǎo)致坯料表面應(yīng)力集中的因素：備料時(shí)注意軋制方向，盡量使板料纖維方向與彎曲線垂直；厚度 t50mm 的板料，其機(jī)械加工端面最好有適當(dāng)?shù)膱A角；修磨對(duì)接焊縫，對(duì)非鐵金屬板料，打磨方向應(yīng)與彎曲輥軸線方向垂直。（3）掌握新材料的寬板冷彎性能。（4）鋼板最好經(jīng)過(guò)正火處理。對(duì)調(diào)質(zhì)鋼及經(jīng)過(guò)氣割等熱循環(huán)的空氣淬火鋼，應(yīng)消除淬硬層。（5）卷制時(shí)，室溫應(yīng)高于板料的脆性轉(zhuǎn)變溫度，否則應(yīng)進(jìn)行預(yù)熱。對(duì)于厚板

31、，尤其注意。對(duì)缺口敏感的鋼種，最好預(yù)熱到 1502000C 的溫度卷制。四、矯圓一般矯圓工序分三個(gè)工步：a:加載根據(jù)經(jīng)驗(yàn)或計(jì)算將工作輥調(diào)到所需的最大矯正曲率的位置。b:滾圓將輥筒在矯正曲率下滾卷 12 圈，使整卷曲率均勻一致。c：卸載逐漸卸除載荷，使工件在逐漸減少的矯正載荷下多次滾卷。1.6.3 卷板設(shè)備卷板設(shè)備卷板機(jī)的分類，國(guó)外一般以工作輥的配置方式來(lái)劃分，分為角錐型、夾緊型、復(fù)合型。國(guó)內(nèi)普通以工作輥數(shù)量及調(diào)整方式等為標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行混合分類。卷板機(jī)種類及典型卷板機(jī)的特點(diǎn)見表 1.2、表 1.3:畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）14表 1.2 卷板機(jī)的分類表 1.3 卷板機(jī)的主要型式及特點(diǎn)型式示意圖主要特

32、點(diǎn)適用范圍與條件對(duì)稱三輥結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，易于制造維修。成形較準(zhǔn)確，但剩余直邊大。配預(yù)彎設(shè)備或不要求彎邊的各種卷板工作。要求彎邊時(shí)可用墊板。不對(duì)稱三輥剩余直邊少，結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，但板料需調(diào)頭彎邊，操作不方便，輥筒受力較大，卷彎能力小。卷制薄而短的輕型筒節(jié)（一般在mm 以下）32 3000四輥板材對(duì)中方便，工藝通用行廣，可以矯正扭斜、錯(cuò)邊等缺陷，可以即位裝配電焊。重型工件卷制及自動(dòng)化水平和技術(shù)水平較高的場(chǎng)合，如字控或仿形卷板等。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）15水平下調(diào)式機(jī)構(gòu)緊湊、操作簡(jiǎn)單，剩余直邊少，不用調(diào)頭即可實(shí)現(xiàn)預(yù)彎邊。進(jìn)料安全方便。但坯料對(duì)中不如四輥方便中重型卷板機(jī)較理想的機(jī)型橫豎上調(diào)式調(diào)節(jié)輥筒的數(shù)

33、量最少，而且剩余直邊小，但設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)不易合理。中重型卷板機(jī)較理想的機(jī)型1.6.4 卷板機(jī)安全操作規(guī)程卷板機(jī)安全操作規(guī)程一、起動(dòng)前準(zhǔn)備1、檢查各部位有無(wú)異常，緊固螺釘（帽）不得有松動(dòng)。制動(dòng)器應(yīng)正?？煽俊?、嚴(yán)格按板材厚度調(diào)整卷筒距離，不得超負(fù)荷作業(yè)。不能卷壓超出機(jī)械性能規(guī)定范圍的工件。二、運(yùn)轉(zhuǎn)中注意事項(xiàng)1、必須在工件放平穩(wěn)，位正后才能開車運(yùn)轉(zhuǎn)操作，并應(yīng)明確信號(hào)，指定一人指揮。2、手不得放在被卷壓的鋼板上，并不準(zhǔn)用樣板進(jìn)行檢查，停機(jī)后方準(zhǔn)用樣板檢查圓度。3、卷壓不夠整圓的工件時(shí)，滾卷到鋼板末端時(shí)，要預(yù)留一定余量，以防工件掉下傷人。4、作業(yè)時(shí)，工件上嚴(yán)禁站人，也不得在已滾好的圓筒上找正圓度。5、滾卷

34、較厚、直徑較大的筒體或材料強(qiáng)度較大的工件時(shí)，應(yīng)少量下降動(dòng)軋輥并經(jīng)多次滾卷成型。6、滾卷較窄的筒體時(shí)，應(yīng)放在軋輥中間滾卷。7、工件進(jìn)入軋輥后，應(yīng)防止手及衣服被卷入軋輥內(nèi)。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）16三、停機(jī)注意事項(xiàng)1、如發(fā)現(xiàn)機(jī)床運(yùn)轉(zhuǎn)有異常響聲時(shí)，應(yīng)立即停機(jī)檢查調(diào)整修理。2、斷開開關(guān)，切斷電源。3、停機(jī)后將工件放置指定地點(diǎn)。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）17第二章第二章 方案設(shè)計(jì)方案設(shè)計(jì)2.1 總方案的確定總方案的確定一個(gè)好的設(shè)計(jì)應(yīng)該是技術(shù)上先進(jìn)，操作和維修方便，經(jīng)濟(jì)上合理，運(yùn)轉(zhuǎn)安全可靠，要達(dá)到這幾個(gè)方面的要求。除了技術(shù)上的問(wèn)題外，還必須有正確的設(shè)計(jì)指導(dǎo)思想和豐富的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)。要達(dá)到這些要求是需要一個(gè)

35、過(guò)程的，我們應(yīng)努力縮短這個(gè)過(guò)程。另一點(diǎn)，一個(gè)好的設(shè)計(jì)，不是一次就可以完成的，需要我們不斷的經(jīng)過(guò)實(shí)踐來(lái)完善。由于具體條件不同，三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)步驟不可能是固定不變的。通常總要把前后的步驟反復(fù)交叉進(jìn)行，不斷的調(diào)整和修改設(shè)計(jì)內(nèi)容。但是一般來(lái)說(shuō)，三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)過(guò)程大體包括下述幾個(gè)基本步驟：擬訂三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)步驟方案，三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)步驟不是固定不變的；三輥卷板機(jī)的計(jì)算；選擇種電機(jī)、減速器、蝸輪；對(duì)其進(jìn)行必要的計(jì)算；繪制正式的三輥卷板機(jī)裝備圖等。在擬訂三輥卷板機(jī)的方案前，必須明確哪些工作機(jī)構(gòu)是完成什么的，怎么完成才能看上去更合理。首先要調(diào)整和了解清楚所設(shè)計(jì)的三輥卷板機(jī)要完成的工作任務(wù)是能夠生產(chǎn)12

36、2200 的板材。易知本設(shè)計(jì)的三輥卷板機(jī)的工作任務(wù)是符合要求的生產(chǎn)。明確工作機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)形式，是直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)、回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)或是擺動(dòng)，以確定選用什么形式的執(zhí)行機(jī)構(gòu)電機(jī)、減速器、蝸輪等。2.2 三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)方案的確定三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)方案的確定如上所述，三輥卷板機(jī)的系統(tǒng)有一上輥，兩個(gè)下輥，兩個(gè)電機(jī)，兩個(gè)減速器。在明確了液壓系統(tǒng)要完成的任務(wù)和要求的基礎(chǔ)上，粗略的計(jì)算一下系統(tǒng)的輸出功率。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）18第三章第三章 三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)分析三輥卷板機(jī)設(shè)計(jì)分析3.1 主要參數(shù)主要參數(shù)已知參數(shù)：最大卷板厚度 6mm,最大卷板寬度 22000mm，板材屈服極限 300Mpa，卷板機(jī)速度 7m/min。下

37、輥中心距：a=(1240)=(1240)12=330mm上輥直徑為：=(1/1.31/1.1)210=260mm1d下輥直徑為：=(0.80.9)260=220mm2d下輥轉(zhuǎn)速為：=0.33/7=7.45r/mingn上輥軸直徑：=(0.50.6)260=190mm1D下輥軸直徑：=（0.50.6）220=150mm2D最小卷圓直徑：=（1.252.5）=400mmmind1D3.1.1 卷管所需最大力矩確定卷管所需最大力矩確定圖 3.1 結(jié)構(gòu)分析畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）19從圖 3.1 的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)上來(lái)看，三輥卷板機(jī)主要由有個(gè)上輥及 2 個(gè)下輥呈寶塔形狀組成的。用該設(shè)備加工板材時(shí)，由上輥垂直

38、向下移動(dòng)的同時(shí)進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，對(duì)板材產(chǎn)生向下的壓力（為圖中 q 以下均同） 。必須克服板材的屈服強(qiáng)度，使其產(chǎn)生彎曲變形。2P力P力個(gè)下輥則向同一方向進(jìn)行轉(zhuǎn)動(dòng)，從而移動(dòng)板材，將其加工成一定曲率半徑的卷管。因此為了確定，我們完全可以將被加工板材看作是一簡(jiǎn)支梁。P力從而有對(duì)板材的最大彎矩；P力 （1）max/ 4MP l力彎矩對(duì)板材產(chǎn)生的應(yīng)力為； （2）max/sMW板材的抗彎截面模量；W （3）2/6Wb由（1） 、 （2） 、 （3）可得； （4）223sbPl力其中， 為被加工板材屈服極限；s 為卷板機(jī)兩下輥之間距離；l 為被加工板材最大厚度。從式（4）可以看出，當(dāng)加工工件材質(zhì)一定時(shí)，的大小取決于工

39、件的厚度和P力寬度 b，從而可以確定其兩下輥之間的距離 。l取上輥為分析對(duì)象，將看作是作用于上輥的一個(gè)均布載荷，故上輥就成了一P力個(gè)簡(jiǎn)支梁，如圖 3.2 所示：畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）20圖 3.2 上輥力學(xué)模型由均布載荷產(chǎn)；生的彎矩函數(shù)為；q （5）222qqbqMxx從而可得最大彎矩為；maxqM （6）222max812sqbqbM其中 2223spql 力但由實(shí)際情況知，上輥的力學(xué)模型是均布載荷，僅作用于實(shí)際距離為的一部分，即；qL/qpb力因而其上輥的實(shí)際力學(xué)模型如圖 3.3 所示：畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）21圖 3.3 上輥的實(shí)際力學(xué)模型即 對(duì)上輥產(chǎn)生的最大彎矩為；p力 （7）

40、max224qpLbM力又由監(jiān)工的板材的寬度是一個(gè)變量，因而變?yōu)椋鐖D 4.4 所示：bp力p1圖 3.4 b1b 時(shí)上輥力學(xué)模型即當(dāng)改變?yōu)榧白優(yōu)闀r(shí)；。b1bp力p111/qpb1從而對(duì)上輥產(chǎn)生的最大彎矩為；p1 （8）11max224qpbLM1可利用（8）來(lái)確定 或 能完全保證上輥所受的最大彎矩不會(huì)超過(guò)設(shè)計(jì)能力，是11b安全可靠的。可令=，由式（7)、(8)可得；maxqM1maxqM=24Lbp力124bLp1所以 ，1122bLbppbLb力1又 及223sbpl力21 123sbpl1畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）22則； （9）2112122bLbbLb由次式可知；當(dāng)，上輥受到彎矩達(dá)到

41、設(shè)計(jì)值時(shí)，被加工板材寬度由1bb11PP力減少至，則，支點(diǎn)上的反力變小了。這就是卷板機(jī)超負(fù)荷工作時(shí)，首先上輥b1bxPP1所受彎矩超過(guò)設(shè)計(jì)值而使上輥首先被折斷的理論依據(jù)。3.1.2 主參數(shù)確定主參數(shù)確定總上所述，三輥卷板機(jī)主參數(shù)之間的關(guān)系可為； （10）2222222DDlRHR 其中，、分別為上、下輥直徑；為加工工件曲率半徑；為 11mm。1D2DRH卷板機(jī)工作時(shí)，需要將鋼板卷制成鋼管。此時(shí)，材料所承受應(yīng)力已達(dá)到屈服極限。因此，卷管截面上彎曲應(yīng)力分布如圖 3.5 （b）所示，則截面上彎矩為：M圖 3.5 卷管的應(yīng)力分布= = = （kNm） MydA22 Bydy24xB式中 ，卷板機(jī)卷制鋼

42、板的最大寬度和厚度（m）B 材料的屈服極限（kN）x2m 考慮材料變形時(shí)存在強(qiáng)化，引入強(qiáng)化系數(shù) K 對(duì)式（1）進(jìn)行修正，則：畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）23=（kNm） MK24sB=1.1527324NmM61030092104122200式中 強(qiáng)化系數(shù)，可去 K=110125，/R 較大時(shí)取大值K 這里取 115 卷板中性層半徑（m）R3.1.3 受力情況分析受力情況分析卷制時(shí)，鋼板受力情況如圖 4.6 所示:根據(jù)受力平衡，可以得到下輥?zhàn)饔糜诰戆迳系闹С至?2F圖 3.6 卷管的受力分析畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）24=2FsinMR =min2arcsinadd53. 0arcsin2204

43、00330arcsin032式中 連心線與夾角1OO2OO下輥中心距（m）a卷管最小直徑（m）mind下輥直徑（m）2d考慮到板厚遠(yuǎn)小于卷管的最小直徑，中性層半徑05，為簡(jiǎn)化計(jì)算，mindRmind上式可變?yōu)椋?2.6N 2min2sinMFd032sin4 . 0273242510 根據(jù)受力平衡，上輥?zhàn)饔糜诰戆迳系牧磯合铝椋?F=4.42N 122cosFF032cos2600002510單根絲杠的下壓力為： =2.43N 442000211 . 1F5103.2 下輥傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)下輥傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)3.2.1 下輥驅(qū)動(dòng)力矩下輥驅(qū)動(dòng)力矩卷板機(jī)的下輥為驅(qū)動(dòng)輥，作用在下輥上的驅(qū)動(dòng)力矩用于克服

44、卷板變形扭矩 和摩1nT擦扭矩 。2nT鋼板在卷制過(guò)程中，存在于鋼板段圖 4.5(a 與 b）的變形能為 ，所花費(fèi)AB2M的時(shí)間為 （為卷板速度） ，兩者的比值等于變形扭矩 的功率，即：2/R VV1nT1222/(/ 2)nTMR Vd畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）25 所以： =15028Nm 40022027324min21dMdTN而摩擦扭矩包括上、下輥與鋼板間的滾動(dòng)摩擦力矩和輥?zhàn)虞S頸與軸套間的滑動(dòng)摩擦力矩，可用下式計(jì)算：11212222(2)( 1)2nD dTf FFFF Dd=0.0008（442000+2 260000）+0.07（442000）150260002202602190

45、=6204Nm 式中 滾動(dòng)摩擦系數(shù)，取 = m；ff0.0008 滑動(dòng)摩擦系數(shù)，取 = ，本處取 ；0.050.10.07、上、下輥直徑（m） ；1d2d、上、下輥軸頸直徑（m）1D2D 設(shè)計(jì)階段該尺寸還未精確，可取 = （ =1，2） ，下輥驅(qū)動(dòng)力矩 等于變iD0.5idiT形扭矩 和摩擦扭矩 之和。1nT2nT21nndTTT=15028+6204=21232N m 3.2.2 下輥驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算下輥驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算首先，我們看下整個(gè)驅(qū)動(dòng)過(guò)程的傳動(dòng)過(guò)程。電機(jī) 減速器 末級(jí)齒輪傳動(dòng) 下輥 減齒輪軸承=0.85 0.95 0.94 0.76 所以，下輥驅(qū)動(dòng)功率為：畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）26P

46、=602gdnT代入數(shù)據(jù)得 P= 22 kW 76. 06054. 7212322 式中 驅(qū)動(dòng)功率 （mkW）P 驅(qū)動(dòng)扭矩 （kNm）T下輥速度 （r） ，=（，卷板速度） ；gn1min2n22dVV傳動(dòng)效率， =。0.650.803.2.3 電動(dòng)機(jī)的選擇電動(dòng)機(jī)的選擇Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y200L2-6 P=22kW n=970 r/minY 系列三相異步電動(dòng)機(jī)型號(hào) Y180L-4 P=22kW n=1470r/min根據(jù)實(shí)際理論要求選用 Y200L-6 的三相異步電動(dòng)機(jī)比較合理。3.2.4 計(jì)算并分配傳動(dòng)比計(jì)算并分配傳動(dòng)比根據(jù)傳動(dòng)比公式可以求得總傳動(dòng)比i=6 .12854. 797

47、0gnn電機(jī)3.2.5 離合器的選擇離合器的選擇因使用的為圓柱齒輪減速器，三級(jí)齒輪減速器的總傳動(dòng)比為 ，高、中、低速級(jí)i傳動(dòng)比分別為 ，已知總傳動(dòng)比 ，可按表 9-1-6 確定各級(jí)傳動(dòng)比。1i2i3ii這里選用三級(jí)齒輪減速器 =56i減所以有 iii齒減 =3 . 2566 .1283.2.6 末級(jí)齒輪傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)末級(jí)齒輪傳動(dòng)比的設(shè)計(jì)上述知3 . 2齒i可求小齒輪的轉(zhuǎn)速為1gnn i齒畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）27=17.34r/min3 . 254. 7 根據(jù)傳動(dòng)功率的公式很容易得到 =1.3=14.3kW12PP齒=k2221這里減速器由于工作條件限制，所以選用閉式傳動(dòng)方式，輕微沖擊，硬啟

48、動(dòng)。3.3 齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算齒輪傳動(dòng)的強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算3.3.1 材料材料大、小齒輪均選用 45 鋼，正火調(diào)質(zhì)處理，硬度 160180HBS 查找資料可得lim160FMPa同樣得數(shù)據(jù) 1.1HS1.3FS =Flim1601231.3FFMPaS3.3.2 按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算按接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)計(jì)算設(shè)傳動(dòng)齒輪按 GB 10095=88 精度標(biāo)準(zhǔn)制造的，當(dāng)齒輪在變動(dòng)載荷下工作且有載荷圖譜（示意圖 8-3-37）可用時(shí)，應(yīng)按 Palmhrren-Miner 定則核算起不通載荷水平下的應(yīng)力及其疲勞累計(jì)損傷計(jì)算的強(qiáng)度安全系數(shù)。從表中可以查到載荷系數(shù)等參數(shù)值。取載荷系數(shù)=12 K齒寬系數(shù)為=04a可求得作

49、用在小齒輪上的轉(zhuǎn)矩6119.55 10PTn齒代入數(shù)值 = 9.55=7.89Nmm3 .173 .14106610取小輪齒數(shù)為，則，代入得 2.3=34.5 （取 35）115z 21zi z齒15查表 10-5 =41FY由疲勞強(qiáng)度公式，可得到模數(shù)公式：畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）28 2113241FaFKTYmiz=34.9mm3212335)3 . 21 (4 . 044420002 . 14按 GB/T 1357-1987 =30mm（小齒輪為正變位，齒根厚度增大）m又有求中心距公式：1212am zz=750mm)3515(3021所以我們也可以求得齒寬：baba代入數(shù)值有=0.4

50、=300mm7503.3.3 驗(yàn)算齒輪速度驗(yàn)算齒輪速度在知道上述的各個(gè)數(shù)據(jù)以后我們便可以輕松的計(jì)算出齒輪的傳動(dòng)速度：V由公式： 1 160 1000d nV =0.4m/s1000603 .17301514. 33.3.4 驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度驗(yàn)算彎曲強(qiáng)度查表 10-4 可得齒形系數(shù)=3.6,=2.461FY2FY=16.8MPA1F12112zbmYKTF15303006 . 31089. 72 . 1226 F所以合格。3.4 輥?zhàn)觿偠鹊挠?jì)算輥?zhàn)觿偠鹊挠?jì)算首先，看下輥?zhàn)雍?jiǎn)化的力學(xué)模型圖，在前面我們已經(jīng)了解到一些關(guān)于輥?zhàn)拥氖芰η闆r，我們這里具體的研究以下畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）29圖 4.7 輥?zhàn)?/p>

51、受力分析圖3.4.1 上輥上輥取上輥為分析對(duì)象，將看作是作用于上輥的一個(gè)均布載荷，故上輥就成了一個(gè)q簡(jiǎn)化支梁上輥的跨度=2200+260=2460mm2gLbd所以我們也可以求得上輥的集度：=167424N/m 1FqL上46. 2442000上輥輥?zhàn)拥膽T性扭矩)1 (64441dI上代入數(shù)據(jù)得：= 1 704 ：)7 . 01 (6426. 044.4104m式中 為輥?zhàn)觾?nèi)外徑之比，取 =07輥?zhàn)拥膿隙?45384q LfEI上上上所以可以求為： =2.3m411410704. 110238446. 21674245310 3.4.2 下輥下輥 畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）30下輥的跨度=22

52、00+220=2420mm2gLbd所以我們也可以求得下輥的集度：=107438 N/m2FqL下42. 2260000下輥輥?zhàn)拥膽T性扭矩 )7 . 01 (6442dI下代入數(shù)據(jù)得：= 0 8734 442.21 0.764.4104m輥?zhàn)拥膿隙?45384q LfEI下下下所以可以求為：=2.7 m4114108734. 010238442. 210743853103.5 上輥壓下系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算上輥壓下系統(tǒng)的設(shè)計(jì)計(jì)算3.5.1 電機(jī)的選擇電機(jī)的選擇要求出壓下系統(tǒng)，首先要求得壓下系統(tǒng)的功率 P=1.2=1.2 442000 1.5sVF 1310=795.6W壓下系統(tǒng)的效率：絲杠渦桿減速器0

53、.45 0.7 0.80.252式中： 螺旋副效率 按自鎖 取絲杠0.45 蝸桿機(jī)構(gòu)的效率 取渦桿0.7減速器效率 取減速器0.8畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）31所以可以求出驅(qū)動(dòng)功率：P電機(jī)=3157 W=3.2 KWPP電機(jī)252. 06 .795選用電機(jī)：Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī) Y132M1-6 =4kW =960r/minPn3.5.2 螺旋副的設(shè)計(jì)計(jì)算螺旋副的設(shè)計(jì)計(jì)算3.5.2.1 材料材料螺桿用 45 鋼，調(diào)質(zhì)處理；螺母用鑄鐵。并查資料有=18MPa p3.5.2.2 螺紋直徑螺紋直徑 、螺距、螺距 =0.8=65.7mm 20.8Fdp218243000式中螺母的相對(duì)高度 取=2 、

54、2Hd根據(jù)梯形螺紋基本尺寸（GB 579686 摘錄） ，選螺紋 T=120 22其中螺紋中徑 =66mm 螺距 =132dP螺距外螺紋大徑 =69mm 外螺紋小徑 =51mmd3d內(nèi)螺紋大徑 =71mm 內(nèi)螺紋小徑 =56mm4D1D3.5.2.3 自鎖性自鎖性升角 =2Parctgd6613arctg058. 3當(dāng)量摩擦角 1cosfparctg000.15.911cos15arctg式中 摩擦系數(shù) 取 f0.1 牙側(cè)角 梯形螺紋 015因?yàn)?所以 自鎖1p3.5.2.4 螺桿強(qiáng)度的計(jì)算螺桿強(qiáng)度的計(jì)算畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）32由公式可得結(jié)果為：=154.7 MPa 合適211.34eF

55、d25142430003 . 13.5.2.5 螺母螺紋牙強(qiáng)度計(jì)算螺母螺紋牙強(qiáng)度計(jì)算=16.7 MPa FDbz10135 . 071243000 式中 螺紋大徑 =71mmDD 牙根厚度 梯形螺紋 bP0.5bP 工作圈數(shù) =10z2dzP13662 許用剪應(yīng)力 鑄鐵的=40MPa 3.6 傳動(dòng)比計(jì)算傳動(dòng)比計(jì)算螺母即蝸輪轉(zhuǎn)速60=6.9r/minsVnP螺13105 . 13總傳動(dòng)比 i=139.1螺電機(jī)nn9 . 69603.7 減速器的選擇減速器的選擇減速器，選用兩級(jí)減速器，ZLY180 型減速器，=7.1減i求蝸桿機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)比 iii蝸減 = =19.6 取整數(shù) 191 . 71 .1

56、393.8 蝸桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)蝸桿機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)1、材料 蝸桿用 45 鋼，熱處理調(diào)質(zhì)，210220HBS 蝸輪用鑄鐵2、原始參數(shù)： =131.1r/min19i9 . 6191n 傳遞功率 =0.64kW8 . 06 .7951P畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）33 3、 選蝸桿頭數(shù)，計(jì)算蝸輪頭數(shù)；1z2z為提高效率選=2；則=19 2=381z12izz 4、 計(jì)算蝸輪的轉(zhuǎn)矩：2T 估算 則：0.75 =6.6N mm75. 0191 .13164. 01055. 962TiT510.4、確定模數(shù)和分度圓直徑 因載荷平穩(wěn)，取載荷系數(shù)，1.2K 按齒面接觸強(qiáng)度計(jì)算：2236225005001.2 2.80 1

57、05356644 90Hm qKTz3mm得=2 =64000 m=20mm =160mm1z3m q3mm1d5、幾何尺寸的計(jì)算 蝸桿導(dǎo)程角 1211.310ozarctgarctgq6、滑動(dòng)速度sv=0.56m/s 1000601 .1308010006011ndvs7、蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸：（1）蝸桿： 蝸桿的軸向齒距 Pa： mm；825.12Pam 蝸桿齒頂圓直徑：1admm111122802 1 896aaaddhdhm 式中，為蝸桿齒頂高， 1ah12aahh畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）34為齒頂高系數(shù)，取。ah1ah蝸桿齒根圓直徑：1fd mm111122()802(1

58、 80.25 8)60ffaddhdhmc 式中，c 為頂隙；ccm為頂隙系數(shù)?。籧0.25c分度圓導(dǎo)程角： （查表） ；3458110蝸桿的軸向齒厚：as11812.5622asm蝸桿的螺紋寬度：1b ， 取mm12(9.50.09)(9.50.09 48)8135.56bz m1136b （2）蝸輪：蝸輪齒數(shù)：2z=19 2=3812izz 蝸輪的變位系數(shù)：2x（查表）20.375x 蝸輪的分度圓直徑：2d=8 38 =304mm 22mzd 蝸輪的齒頂高：2ah mm22()8(1 0.375)5aahm hx蝸輪喉圓直徑：2ad=304+2 5=314mm2222aahdd蝸輪的齒根高

59、：2fh畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）35mm22()8(1 0.3750.25)13fahm hxc蝸輪的齒根圓直徑：2fd =304-2 13=278mm2222ffhdd 蝸輪的咽喉母圓直徑：2gr =68 314212252122agdar蝸輪的寬度:B ， 取mm10.670.67 9664.32aBd64B 5、根據(jù)齒根彎曲疲勞強(qiáng)度校核根據(jù)齒根的彎曲疲勞強(qiáng)度得： 22121.53AFFaFK TYYd d m當(dāng)量齒數(shù)：2vz =40.4 345811cos38cos03322zzv根據(jù)，查表得齒形系數(shù)20.375x 251.7vz22.54FaY螺旋角系數(shù)：Y =0.60 000140

60、34581111401Y許用彎曲應(yīng)力：F根據(jù)蝸輪材料為灰鑄鐵 HT150 查表得40FMPa則有=19.27810304806600001 . 153. 13F844. 054. 2 F故滿足齒根彎曲強(qiáng)度，合適。6、驗(yàn)算效率 tan0.96tan()v畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）36已知；。3458110arctanvvf查表得、；0.090vf 5.1v從而得到大于估算值，因此不用重算。0.75697、精度等級(jí)公差和表面粗糙度的確定考慮到所設(shè)計(jì)的蝸桿傳動(dòng)是動(dòng)力傳動(dòng)，屬于通用機(jī)械減速器，從 GB/T100891988 圓柱蝸桿、蝸輪精度中選擇 8 級(jí)精度，側(cè)隙種類為 f，標(biāo)注為8f GB/T10

61、0891988?？偵纤?，我們不但可以輕松的計(jì)算出各個(gè)零件的數(shù)據(jù)，和是我們更進(jìn)一步的了解了三輥卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)，工作原理。使我們?cè)诮窈蟮膶W(xué)習(xí)和發(fā)展中有了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）37第四章第四章 結(jié)束語(yǔ)結(jié)束語(yǔ)4.1 結(jié)論結(jié)論本課題研究的卷板機(jī)改進(jìn)了原有卷板機(jī)的缺點(diǎn)，增設(shè)了對(duì)中、翻倒、支承輥等裝置；采用全液壓驅(qū)動(dòng)，提高了卷制加工的精度和生產(chǎn)率；該機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，便于操作和維護(hù)維修，符合現(xiàn)場(chǎng)技術(shù)工人的操作和維修水平，高效實(shí)用。本課題的研究工作總結(jié)如下：1、在分析塑性彎曲變形基本理論的基礎(chǔ)上，對(duì)卷板設(shè)備的運(yùn)動(dòng)學(xué)、動(dòng)力學(xué)進(jìn)行了分析，針對(duì)水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)進(jìn)行了工藝參數(shù)的分析，建立了水平下調(diào)式三輥

62、卷板的數(shù)學(xué)模型。2、根據(jù)卷板工藝要求，進(jìn)行了卷板機(jī)總體結(jié)構(gòu)方案和傳動(dòng)方案的研究；3、本卷板機(jī)采用全液壓驅(qū)動(dòng)，根據(jù)卷板機(jī)各工作部件的動(dòng)作特點(diǎn)和運(yùn)動(dòng)要求，進(jìn)行了各液壓基本回路的分析，從便于操作、控制、維修，又力求液壓系統(tǒng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低、能耗低考慮，確定出各基本回路，并擬訂出液壓系統(tǒng)原理圖。4、針對(duì)規(guī)格為 122200 的鋼板卷制，進(jìn)行了工藝參數(shù)的計(jì)算和確定；參考同類型、同規(guī)格卷板設(shè)備，進(jìn)行了該規(guī)格卷板機(jī)結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定和校核；根據(jù)本卷板機(jī)卷制最大規(guī)格板料時(shí)對(duì)工作輥提出的作用力和力矩要求，進(jìn)行了驅(qū)動(dòng)功率和各傳動(dòng)機(jī)構(gòu)傳遞扭矩的計(jì)算，對(duì)驅(qū)動(dòng)裝置進(jìn)行了參數(shù)計(jì)算和合理選擇。4.2 展望展望目前卷板加工所需驅(qū)

63、動(dòng)功率大，卷板設(shè)備體積龐大、笨重。而卷板過(guò)程中的功率消耗除必需的彎曲變形功率外，有一部分功率損耗于機(jī)械系統(tǒng)、液壓系統(tǒng)中。主要是由于機(jī)件的加工精度不高，使機(jī)械摩擦損失或因泄漏造成的液壓損失較高，設(shè)備工作效率低。隨著我國(guó)制造行業(yè)的設(shè)備水平和加工技術(shù)水平的不斷提高，包括卷板機(jī)在內(nèi)的所有生產(chǎn)加工設(shè)備的工作效率會(huì)得到逐步提高。隨著液壓技術(shù)的日益成熟，液壓傳動(dòng)系統(tǒng)以其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作靈活、運(yùn)行平穩(wěn)、易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制等優(yōu)點(diǎn)，在卷板機(jī)中的應(yīng)用越來(lái)越多。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，應(yīng)用計(jì)算機(jī)數(shù)字控制的卷板機(jī)目前得到大力開發(fā)并投入使用。數(shù)控卷板在理論上是可行的，但由于卷板加工存在許多不穩(wěn)定因素，如不同材質(zhì)、不同

64、板厚、不同卷曲直徑畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）38所需的卷板工藝參數(shù)不同。即使同一材質(zhì)，其成分和性能也不會(huì)完全一致，板厚的誤差也難以避免，因此，卷板加工難以實(shí)現(xiàn)真正的全自動(dòng)控制。現(xiàn)在投入使用的數(shù)控卷板設(shè)備，大多采用半自動(dòng)控制或設(shè)置手動(dòng)、自動(dòng)兩種控制方式。在使用過(guò)程中，特別是多規(guī)格、小批量卷板加工，多數(shù)仍習(xí)慣采用手動(dòng)控制，以免自動(dòng)卷板過(guò)程中出現(xiàn)誤動(dòng)作而難以糾正。因此，針對(duì)卷板加工的數(shù)控研究還有待于進(jìn)一步深入，增強(qiáng)數(shù)控系統(tǒng)的柔性。 而我的理想是以后能出現(xiàn)數(shù)控式卷板機(jī)，這樣不僅提高了加工精度，還減輕了工人的勞動(dòng)力，增強(qiáng)了工作效率。畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書（畢業(yè)論文）39參考文獻(xiàn)參考文獻(xiàn)王大川，卷板機(jī)軸輥的受力分

65、析及板材彎曲半徑的確定，山西煤炭，2002.12：47呂炎，鍛壓成形理論與工藝，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991：216236林治平，鍛壓變形力的工程計(jì)算，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1986：163170齊可敏，材料成型工藝學(xué)，北京：冶金工業(yè)出版社，2006：272280閻祥安、肖聚亮、曹玉平，上輥萬(wàn)能式卷板機(jī)數(shù)控系統(tǒng)研究與開發(fā)，鍛壓機(jī)械002.5：5658胡世光，板料冷壓成形的工藝分析，北京：北京航空航天大學(xué)出版社，2004.7：65108武科塔.保賈諾維茨（美） ，金屬板料成形及其模具設(shè)計(jì)實(shí)例，北京：化學(xué)工業(yè)社，2006.2：1558許江秀等，卷板機(jī)剪切自動(dòng)化的實(shí)現(xiàn)，新技術(shù)新工藝，1993.5：

66、2930侯祥，用卷板機(jī)彎制螺旋盤管工藝及工裝，山東機(jī)械，2001.1：29日本塑性加工學(xué)會(huì)，壓力加工手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1984：276344成大先，機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997：19-5719-279長(zhǎng)春第一汽車制造廠，機(jī)械工程材料手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1990：44465范宏才，現(xiàn)代鍛壓機(jī)械，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1994：216226王國(guó)棟、閻祥安，曹玉平，三輥不對(duì)稱卷板的數(shù)學(xué)模型，重型機(jī)械，2002.2：43蔡春源，機(jī)電液設(shè)計(jì)手冊(cè)，北京、沈陽(yáng)：機(jī)械工業(yè)、東北大學(xué)出版社，1997.黎啟柏，液壓元件手冊(cè)，北京：機(jī)械、冶金工業(yè)出版社，2000，孫勝，回彈前筒體內(nèi)徑的確定，鍛壓機(jī)械，1996.3：2728金國(guó)明，卷板過(guò)程中產(chǎn)生桶體變形的原因及對(duì)策，1999.12：2122廖義德，多缸同步跟蹤隨動(dòng)系統(tǒng)在卷板機(jī)中的應(yīng)用，鍛壓機(jī)械，1996.1：27機(jī)械、電機(jī)工程手冊(cè)編委會(huì)，機(jī)械工程手冊(cè)，北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1982：3542-52孫勝，弧線下調(diào)式三輥卷板機(jī)功能及卷板方法，鍛壓設(shè)備，2002.2：910孟殿選，淺談卷板機(jī)操作中的量化控制，機(jī)械工人，2000.3