三輥式卷板機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

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1、哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 I 輥式卷板機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 本設(shè)計(jì)是關(guān)于對(duì)稱(chēng)式三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)，主要對(duì)卷板機(jī)上、下輥及減速器進(jìn)行設(shè)計(jì)和計(jì)算。 位置的分析和經(jīng)驗(yàn)?zāi)Ｐ?本文研究的水平對(duì)稱(chēng)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。 設(shè)計(jì)

2、前部分詳細(xì)闡述了卷板機(jī)上、下輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和受力分析。板機(jī)結(jié)構(gòu)型式為三輥對(duì)稱(chēng)式 , 在該結(jié)構(gòu)中上輥下壓提供壓力 ,兩下輥?zhàn)鲂D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ,為卷制板材提供扭矩。它具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、經(jīng)濟(jì)、等優(yōu)點(diǎn)。動(dòng)力源則選擇了 YZ 系列 YZ160L 6 型電機(jī)，其工作特性?xún)?yōu)于 Y 系列電機(jī)，適用于有輕微震動(dòng)，正反轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)速不高的場(chǎng)合。 總體設(shè)計(jì)后部分所涉及的減速器采用了三級(jí)展開(kāi)式圓柱齒輪結(jié)構(gòu)。齒輪材料為 40Cr，并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火。校核齒輪、軸、鍵、軸承確保了設(shè)計(jì)的實(shí)際 可行性。 關(guān)鍵詞 卷板機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)；電動(dòng)機(jī)；減速器；齒輪 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 II Design of the symmwtry

3、rolling machine Abstract This design is about the three-roller symmwtry rolling machine,mainly calcats the up and down roller and the decelerator. The charact type of level eristic of level adjust below three rollers Rolling Machine in thisinvestigation is as follows.Using the adjust,the end can be

4、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 th

5、e 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. During the front process of the design,the rolling machines structucre d

6、esign and the analysis of strength are described. The rolling machine structure is three-roller symmetry. Pressure provides pressure under owing structure the above-average roller , the roller does revolution sport under two , sheet material provides moment of torsion to roll of system.It has a seri

7、es of advantages such as simply structure,small volume,light weight,economical and so on.YZ type YZ-160L-6 motor is selected as the power source,which adapts situation such as slience quenching and light reverse velocity. The last part of the paper is ahout decelerator which is choosing triple expan

8、ding columm gear constiuction .The material of gear is 40Cr which has been hardening surface.The gears, axes, keys, bearings are checked, so to confirm this design is practical Keywords Rolling machine； Motor； Decelerator； Gear 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 III 目 錄 摘 要 . I Abstract . II 第 1 章 緒論 . 1 1.1 概述 . 1 1.2

9、卷板機(jī)的原理 . 2 1.2.1 卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式 . 2 1.2.2 彎曲成型的加工方式 . 2 1.3 卷板機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) . 3 1.4 本章小結(jié) . 4 第 2 章 方案的論證及確定 . 5 2.1 方案的確定 . 5 2.1.1 方案 1 雙輥卷板機(jī) . 5 2.1.2 方案 2 三輥卷板機(jī) . 6 2.1.3 方案 3 四輥卷板機(jī) . 6 2.2 方案的確定 . 7 2.3 本章小結(jié) . 7 第 3 章 傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 8 3.1 傳動(dòng)方案的分析 . 8 3.1.1 齒輪傳動(dòng) . 8 3.1.2 皮帶傳動(dòng) . 9 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 . 9 3.2.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 . 9 3

10、.2.2 副傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 . 9 3.3 本章小結(jié) . 10 第 4 章 動(dòng)力設(shè)計(jì) . 11 4.1 主電機(jī)的選擇和計(jì)算 . 11 4.1.1 上下輥的參數(shù)選擇計(jì)算 . 11 4.1.2 主電機(jī)的功率確定 . 11 4.2 上輥的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 . 20 4.2.1 上輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力圖 . 20 4.2.2 剛度校核 . 20 4.2.3 上輥強(qiáng)度校核 . 21 4.2.4 疲勞強(qiáng)度安全強(qiáng)度校核 . 21 4.2.5 上輥在卸料時(shí)的校核 . 22 4.3 下輥設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 . 23 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 IV 4.3.1 下輥結(jié)構(gòu)及示意圖 . 23 4.3.2 下輥剛度校核 . 2

11、4 4.3.3 下輥彎曲強(qiáng)度校核 . 24 4.3.4 下輥疲勞強(qiáng)度校核 . 25 4.4 本章小結(jié) . 27 第 5 章 減速裝置的設(shè)計(jì)計(jì)算 . 28 5.1 傳動(dòng)方案的分析和擬定 . 28 5.2 減速器傳動(dòng)裝置總的傳動(dòng)比和各級(jí)傳動(dòng)比的分配 . 28 5.2.1 總的傳動(dòng)比 . 28 5.2.2 傳動(dòng)比的分配 . 28 5.3 傳動(dòng)裝置各軸的參數(shù)計(jì)算 . 28 5.3.1 各軸轉(zhuǎn)速 . 28 5.3.2 各軸功率 . 29 5.3.3 各軸轉(zhuǎn)矩 . 29 5.4 齒輪傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 29 5.4.1 第一級(jí)傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 29 5.4.2 第二級(jí)傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 33 5.4.3 第三級(jí)傳動(dòng)設(shè)計(jì)

12、. 35 5.5 渦輪 、蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 38 5.5.1 材料選擇： . 38 5.5.2 參數(shù)的設(shè)計(jì)： . 38 5.6 軸的設(shè)計(jì)校核及計(jì)算： . 40 5.6.1 四個(gè)軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) . 40 5.6.2 軸的校核計(jì)算 . 41 5.7 軸承校核 . 45 5.7.1 參數(shù) . 45 5.7.2 求軸承收到的徑向力 . 45 5.7.3 驗(yàn)算軸承壽命 . 45 5.8 鍵的校核 . 46 5.9 減速箱體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和齒輪 、軸承的潤(rùn)滑 . 46 5.9.1 箱體參數(shù) . 46 5.9.2 減速器齒輪 、軸承的潤(rùn)滑 . 46 5.10 本章小結(jié) . 46 結(jié)論 . 48 參考文獻(xiàn) . 49

13、 致謝 . 50 附錄 . 錯(cuò)誤 !未定義書(shū)簽。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 1 第 1章 緒論 1.1 概述 機(jī)械加工行業(yè)在我國(guó)有著舉足輕重的地位，它是國(guó)家的國(guó)民經(jīng)濟(jì)命脈。作為整個(gè)工業(yè)的基礎(chǔ)和重要組成部 分的機(jī)械制造業(yè)，任務(wù)就是為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)行業(yè)提供先進(jìn)的機(jī)械裝備和零件。它的規(guī)模和水平是反映國(guó)家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平的重要標(biāo)志，因此非常值得重視和研究。 卷板機(jī)是一種將金屬板材卷彎成筒形、弧形或其它形狀工件的通用設(shè)備。根據(jù)三點(diǎn)成圓的原理，利用工件相對(duì)位置變化和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)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。該產(chǎn)品廣泛用于鍋爐、造船、石油、木工、金屬結(jié)構(gòu)及其它機(jī)械制造行業(yè)。 卷板機(jī)作

14、為一個(gè)特殊的機(jī)器，它在工業(yè)基礎(chǔ)加工中占有重要的地位。凡是鋼材成型為圓柱型，幾乎都用卷板機(jī)輥制。其在汽車(chē)，軍工等各個(gè)方面 都有應(yīng)用。根據(jù)不同的要求，它可以輥制出符合要求的鋼柱，是一種相當(dāng)實(shí)用的器械。 在國(guó)外一般以工作輥的配置方式來(lái)劃分。國(guó)內(nèi)普遍以工作輥數(shù)量及調(diào)整形式等為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行混合分類(lèi)，一般分為： 1.三輥卷板機(jī)：包括對(duì)稱(chēng)式三輥卷板機(jī)、非對(duì)稱(chēng)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)、弧形下調(diào)式三輥卷板機(jī)和垂直下調(diào)式三輥卷板機(jī)等。 2.四輥卷板機(jī)：分為側(cè)輥傾斜調(diào)整式四輥卷板機(jī)和側(cè)輥圓弧調(diào)整式四輥卷板機(jī)。 3.特殊用途卷板機(jī)：有立式卷板機(jī)、船用卷板機(jī)、雙輥卷板機(jī)、錐體卷板機(jī)、多輥卷板

15、機(jī)和多用途卷板機(jī)等。 卷板機(jī)采用 機(jī)械傳動(dòng)已有幾十年的歷史，由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，性能可靠，造價(jià)低廉，至今在中、小型卷板機(jī)中仍廣泛應(yīng)用。在低速大扭矩的卷板機(jī)上，因傳動(dòng)系統(tǒng)體積龐大，電動(dòng)機(jī)功率大，起動(dòng)時(shí)電網(wǎng)波動(dòng)也較大，所以越來(lái)越多地采用液壓傳動(dòng)。近年來(lái)，有以液壓馬達(dá)作為源控制工作輥移動(dòng)但主驅(qū)動(dòng)仍為機(jī)械傳動(dòng)的機(jī)液混合傳動(dòng)的卷板機(jī)，也有同時(shí)采用液壓馬達(dá)作為工作輥旋轉(zhuǎn)動(dòng)力源的全液壓式卷板機(jī)。 卷板機(jī)的工作能力是指板材在冷態(tài)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。國(guó)內(nèi)外采用冷卷方法較多。冷卷精度較高，操作工藝簡(jiǎn)便，成本低廉，但對(duì)板材的 質(zhì)量要求較高 (如不允許有缺口、裂紋等缺陷 ） ，金

16、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)備允許的前提下可采用熱卷的方法。有些不允許冷卷的板材，熱卷剛性太差，則采用溫卷的方法。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 2 1.2 卷板機(jī)的原理 1.2.1 卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式 卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)形式可以分為主運(yùn)動(dòng)和輔運(yùn)動(dòng)兩種形式的運(yùn)動(dòng)。主運(yùn)動(dòng)是指構(gòu)成卷板機(jī)的上輥和下輥對(duì)加工板材的旋轉(zhuǎn)、彎折等運(yùn)動(dòng)，主運(yùn)動(dòng)完成卷板機(jī)的加工任務(wù)。輔運(yùn)動(dòng)是卷板機(jī)在卷板過(guò)程中的裝料、下料及上輥的升降、翹起以及倒頭架的翻轉(zhuǎn)等形式的運(yùn)動(dòng)。 該機(jī)構(gòu)形式為三輥對(duì)稱(chēng)式 ,上輥在兩下輥中央對(duì) 稱(chēng)位置作垂直升降運(yùn)動(dòng) ,通過(guò)絲桿絲母蝸桿傳動(dòng)而獲得 ,兩下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng) ,通過(guò)

17、減速機(jī)的輸出齒輪與下輥齒輪嚙合 ,為卷制板材提供扭矩。 圖 1-1 三輥卷板機(jī)工作原理圖 由圖 1-1：主運(yùn)動(dòng)指上輥繞 O1，下輥分別繞 O2、 O3 作順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。輔運(yùn)動(dòng)指上輥的上升或下降運(yùn)動(dòng)，以及上輥在 O1 垂直平面的上翹、翻邊運(yùn)動(dòng)等 。 1.2.2 彎曲成型的加工方式 在鋼結(jié)構(gòu)制作中彎制成型的加工主要是卷板 (滾圓 )、彎曲 (煨彎 )、折邊和模具壓制等幾種加工方法。彎制成型的加工工序是由熱加工或冷加工來(lái)完成的。 滾圓是在外力的作用下，使鋼板的外層纖維伸 長(zhǎng)，內(nèi)層纖維縮短而產(chǎn)生彎曲變形 (中層纖維不變 ） 。當(dāng)圓筒半徑較大時(shí)，可在常溫狀態(tài)下卷圓，如半徑較小和鋼板較厚時(shí)，應(yīng)將鋼板

18、加熱后卷圓。在常溫狀態(tài)下進(jìn)行滾圓鋼板的方法有：機(jī)械滾圓、胎模壓制和手工制作三種加工方法。機(jī)械滾圓是在卷板機(jī) (又叫滾板機(jī)、軋圓機(jī) ） 上進(jìn)行的。 在卷板機(jī)上進(jìn)行板材的彎曲是通過(guò)上滾軸向下移動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的壓力來(lái)哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 3 達(dá)到的。它們滾圓工作原理如圖 1-2 所示。 a)對(duì)稱(chēng)式三輥卷板機(jī) b)不對(duì)稱(chēng)式三輥卷板機(jī) c)四輥卷板機(jī) 圖 1-2 滾圓機(jī)原理圖 用三輥彎 (卷）板機(jī)彎板，其板的兩端需要 進(jìn)行預(yù)彎，預(yù)彎長(zhǎng)度為0.5L (3050)mm(L 為下輥中心距 )。預(yù)彎可采用壓力機(jī)模壓預(yù)彎或用托板在滾圓機(jī)內(nèi)預(yù)彎 (圖 1-3) a)用壓力機(jī)模壓預(yù)彎 b)用托板在滾圓機(jī)內(nèi)預(yù)彎 圖

19、1-3 鋼板預(yù)彎示意圖 1.3 卷板機(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 加入 WTO 后我國(guó)卷板機(jī)工業(yè)正在步入一個(gè)高速發(fā)展的快道，并成為國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要產(chǎn)業(yè)，對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)和提高人民生活質(zhì)量的作用也越來(lái)越大。預(yù)計(jì) “十二五 ”期末中國(guó)的卷板機(jī)總需求量為 600 萬(wàn)輛，相關(guān)裝備的需求預(yù)計(jì)超過(guò) 1000 億元。到 2013 年，中國(guó)的卷板機(jī)生產(chǎn)量和消費(fèi)量可能位居世界 第二位，僅次于美國(guó)。而其在裝備工業(yè)上的投入力度將會(huì)大大加強(qiáng)，市場(chǎng)的競(jìng)爭(zhēng)也愈演愈烈，產(chǎn)品的更換也要求卷板機(jī)裝備工業(yè)不斷在技術(shù)和工藝上取得更大的優(yōu)勢(shì)： 1.從國(guó)家計(jì)委立項(xiàng)的情況看，卷板機(jī)工業(yè)1000 萬(wàn)以上投入的項(xiàng)目達(dá)近百項(xiàng)； 2.卷板機(jī)工業(yè)已建項(xiàng)目的二期改造

20、也將會(huì)產(chǎn)生一個(gè)很大的用戶(hù)群； 3.由于卷板機(jī)的高利潤(rùn)，促使各地政府都紛紛投資 (國(guó)家投資、外資和民間資本 )卷板機(jī)制造。其次，跨國(guó)公司都開(kāi)始將哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 4 最新的車(chē)型投放到中國(guó)市場(chǎng)，并計(jì)劃在中國(guó)加大投資力度，擴(kuò)大產(chǎn)能，以爭(zhēng)取中國(guó)更大的市場(chǎng)份額。民營(yíng)企業(yè)的崛起以及機(jī)制的敏銳使其成為卷 板機(jī)工業(yè)的新寵，民營(yíng)企業(yè)已開(kāi)始成為卷板機(jī)裝備市場(chǎng)一個(gè)新的亮點(diǎn)。 卷板機(jī)制造業(yè)作為機(jī)床模具產(chǎn)業(yè)最大的買(mǎi)方市場(chǎng)，其中進(jìn)口設(shè)備 70%用于卷板機(jī)，同時(shí)也帶動(dòng)了焊接、涂裝、檢測(cè)、材料應(yīng)用等各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。卷板機(jī)制造業(yè)的技術(shù)革命，將引起裝備市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)變化：數(shù)控技術(shù)推動(dòng)了卷板機(jī)制造企業(yè)的歷史性的革命，數(shù)控

21、機(jī)床有著高精度、高效率、高可靠性的特點(diǎn)，引進(jìn)數(shù)控設(shè)備在增強(qiáng)企業(yè)的應(yīng)變能力、提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面起到了很好的作用，促進(jìn)了我國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。因此，至 2010年，卷板機(jī)工業(yè)對(duì)制造裝備的需求與現(xiàn)在比將增長(zhǎng) 12%左右，據(jù)預(yù)測(cè)， 卷板機(jī)制造業(yè)：對(duì)數(shù)控機(jī)床需求將增長(zhǎng) 26%；對(duì)壓鑄設(shè)備的需求將增長(zhǎng)16%；對(duì)纖維復(fù)合材料壓制設(shè)備的需求增長(zhǎng) 15%；對(duì)工作壓力較高的擠或沖壓設(shè)備需求增長(zhǎng) 12%；對(duì)液壓成形設(shè)備需求增長(zhǎng) 8%；對(duì)模具的需求增長(zhǎng) 36%；對(duì)加工中心需求增長(zhǎng) 6%；對(duì)硬車(chē)削和硬銑消機(jī)床的需求增長(zhǎng)18%；對(duì)切割機(jī)床的需求增長(zhǎng) 30%；對(duì)精密加工設(shè)備的需求增長(zhǎng) 34%；對(duì)特種及專(zhuān)用加工設(shè)備需求增長(zhǎng) 2

22、3%；對(duì)機(jī)器人和制造自動(dòng)化裝置的需求增長(zhǎng) 13%；對(duì)焊接系統(tǒng)設(shè)備增長(zhǎng) 36%；對(duì)涂裝設(shè)備的需求增長(zhǎng) 8%，對(duì)質(zhì)檢驗(yàn)與測(cè)試設(shè)備的需求增長(zhǎng) 16%。 在今后的工業(yè)生 產(chǎn)中，卷板機(jī)會(huì)一直得到很好的利用。它能節(jié)約大量的人力物力用以彎曲鋼板?？梢哉f(shuō)是不可缺少的高效機(jī)械。時(shí)代在發(fā)展，科技在進(jìn)步，國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展將對(duì)這個(gè)機(jī)械品種提出越來(lái)越高的要求，將促使這個(gè)設(shè)計(jì)行業(yè)的迅速發(fā)展。 1.4 本章小結(jié) 本章主要闡述了關(guān)于卷板機(jī)發(fā)展的國(guó)際形式，也充分分析了未來(lái)十年內(nèi)國(guó)內(nèi)的卷板機(jī)市場(chǎng)前景以及卷板機(jī)對(duì)于國(guó)內(nèi)市場(chǎng)的經(jīng)濟(jì)推動(dòng)作用。 對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的貢獻(xiàn)和提高人民生活質(zhì)量的作用也越來(lái)越大。哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 5 第 2

23、章 方案的論證及確定 2.1 方案的確定 一般情況下，一臺(tái)卷板機(jī)所能卷制的板厚，既工作能力，是指板材在冷態(tài)下，按規(guī)定的屈服極限卷制最 大板材厚度與寬度時(shí)的最小卷桶直徑的能力，熱卷可達(dá)冷卷能力的一倍。但近年來(lái)，冷卷的能力正日益提高。 結(jié)合上章卷板機(jī)的類(lèi)型，擬訂了以下幾種方案，并進(jìn)行了分析論證。 2.1.1 方案 1 雙輥卷板機(jī) 雙輥卷板機(jī)的原理如圖 2-1 所示： 1.上輥 2.工件 3.下輥 圖 2-1 雙輥卷板機(jī)工作原理圖 上輥是鋼制的剛性輥，下輥是一個(gè)包有彈性的輥，可以作垂直調(diào)整。當(dāng)下輥旋轉(zhuǎn)時(shí)，上輥及送進(jìn)板料在壓力作用下，壓 入 下輥的彈性層中，使下輥發(fā)生彈性變形。但因彈性體的體積不變，壓

24、力便向四面?zhèn)鬟f，產(chǎn)生強(qiáng)度很高，但分布均勻的連續(xù)作用的反壓 力，迫使板料與剛性輥連續(xù)貼緊，目的是使它隨著旋轉(zhuǎn)而滾成桶形。上輥壓 入 下輥的深度，既彈性層的變形量，是決定所形成彎曲半徑的主要工藝參數(shù)。根據(jù)實(shí)驗(yàn)研究，壓下量越大，板料彎曲半徑越小；但當(dāng)壓人量達(dá)到某一數(shù)值時(shí)，彎曲半徑趨于穩(wěn)定，與壓下量幾乎無(wú)關(guān)，這是雙輥卷板機(jī)工藝的一個(gè)重要特征。 雙輥卷板機(jī)具有的優(yōu)點(diǎn)： 1.板料不需要預(yù)彎成形，因此生產(chǎn)率高； 2.可以彎曲多種材料，機(jī)器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。缺點(diǎn)： 1.對(duì)于不同彎度的制品，需要跟換相適應(yīng)的上棍，因而不適用多品種，小批量生產(chǎn)。 2.可彎曲的板料厚1 3 2 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 6 度系列受到一定

25、限制，目前一般只能用于 10mm 以下的板料。 2.1.2 方案 2 三輥卷板機(jī) 三輥卷板機(jī)是目前最普遍的一種卷板機(jī)。利用三輥滾彎原理，使板材彎曲成圓形，圓錐形或弧形工件。 不對(duì)稱(chēng)三輥卷板機(jī)特點(diǎn) : 剩余邊小，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但坯料需要調(diào)頭彎邊，操作不方便，輥筒受力較大，彎卷能力較小。所謂理論剩余直邊，就是指平板開(kāi)始彎曲時(shí)最小力臂。其大小與設(shè)備及彎曲形式有關(guān)。如圖 2-2 所示： 圖 2-2 三輥卷板機(jī)工作原理 對(duì)稱(chēng)式三輥卷板機(jī)剩余直邊為兩下輥中心距的一半。但為避免板料從滾筒間滑落，實(shí)際剩余直邊常比理論值大。一般對(duì)稱(chēng)彎曲時(shí)為板厚 6 20倍。由于剩余直邊在 校圓時(shí)難以完全消除，所以一般應(yīng)對(duì)板料進(jìn)行預(yù)

26、彎，使剩余直邊接近理論值。 不對(duì)稱(chēng)三輥卷板機(jī)，剩余直邊小于兩下輥中心的一半，如圖 2.2 所示，它主要卷制薄筒 (一般在 323000 以下 )。 2.1.3 方案 3 四輥卷板機(jī) 其原理如圖 2-3 圖 2-3 四輥卷板機(jī) 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 7 它有四個(gè)輥，上輥是主動(dòng)輥，下輥可上下移動(dòng)，用來(lái)夾緊鋼板，兩個(gè)側(cè)輥可沿斜線升降，在四輥卷板機(jī)上可進(jìn)行板料的預(yù)彎工作，它靠下輥的上升，將鋼板端頭壓緊在上、下輥之間。再利用側(cè)輥的移動(dòng)使鋼板端部發(fā)生彎曲變形，達(dá)到所需要。 它的特點(diǎn)是：板料對(duì)中方便，工藝通用性廣，可以校正扭斜， 錯(cuò)邊缺陷，可以既位裝配點(diǎn)焊。但滾筒多。質(zhì)量體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。上下輥夾持力

27、使工件受氧化皮壓傷嚴(yán)重。兩側(cè)輥相距較遠(yuǎn)，對(duì)稱(chēng)卷圓曲率不太準(zhǔn)確，操作技術(shù)不易掌握，容易造成超負(fù)荷等誤操作。 2.2 方案的確定 通過(guò)上節(jié)方案的分析，根據(jù)各種類(lèi)型卷板機(jī)的特點(diǎn)，再根據(jù)三輥卷板機(jī)的不同類(lèi)型所具有的特點(diǎn)，最后形成 本論文的 設(shè)計(jì)方案， 122000 對(duì)稱(chēng)上調(diào)三輥卷板機(jī)。 雙輥卷板機(jī)不需要預(yù)彎、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，但彎曲板厚受限制，只適合小批量生產(chǎn)。四輥卷板機(jī)結(jié)構(gòu)復(fù)雜造價(jià)又高。雖然三輥卷板機(jī)不能預(yù)彎，但是可以通過(guò)手工或其它方法進(jìn)行預(yù)彎。 2.3 本章小結(jié) 通 過(guò)幾種運(yùn)動(dòng)方案的分析，雙輥卷板機(jī)雖然不需要預(yù)彎，但只適合小批量生產(chǎn)，而且彎曲板厚受限制。四輥卷板機(jī)通用性廣，但其質(zhì)量體積大而且操作技術(shù)不易掌

28、握。對(duì)稱(chēng)三輥卷板結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊、質(zhì)量輕、易于制造等優(yōu)點(diǎn)。經(jīng)過(guò)相比較下最終決定采用三輥卷板機(jī)。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 8 第 3章 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 對(duì)稱(chēng)上調(diào)式三輥卷板機(jī)如圖 3-1 所示： 圖 3-1 對(duì)稱(chēng)上調(diào)式三輥卷板機(jī) 它是以?xún)蓚€(gè)下輥為主動(dòng)輪 ，由主動(dòng)機(jī)、聯(lián)軸器、減速器及開(kāi)式齒輪副驅(qū)動(dòng)。上輥工作時(shí)，由于鋼板間的摩擦力帶動(dòng)。同時(shí)作為從動(dòng)軸，起調(diào)整擠壓的作用。由單獨(dú)的傳動(dòng)系統(tǒng)控制，主要組成是：上輥升降電動(dòng)機(jī)、減 速器、蝸輪副、螺母。工作時(shí)，由蝸輪副轉(zhuǎn)動(dòng)蝸輪內(nèi)螺母，使螺桿及上輥軸承座作升降運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)下輥可以正反兩個(gè)方向轉(zhuǎn)動(dòng)，在上輥的壓力下下輥經(jīng)過(guò)反復(fù)的滾動(dòng)，使板料達(dá)到所需要的曲率，形成預(yù)計(jì)的形狀。

29、 3.1 傳動(dòng)方案的分析 卷板機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)分為兩種方式： 3.1.1 齒輪傳動(dòng) 電動(dòng)機(jī)傳出的扭距通過(guò)一個(gè)有保護(hù)作用的聯(lián)軸器，傳 入 一個(gè)有分配傳動(dòng)比的減速器，然后 通 過(guò)連軸器傳 入 開(kāi)式齒輪副，進(jìn)入帶動(dòng)兩軸的傳動(dòng)。如圖 3-2 所示。 圖 3-2 齒輪式傳動(dòng)系統(tǒng)圖 這種傳動(dòng)方式的特點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長(zhǎng)，傳動(dòng)準(zhǔn)確，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，功率和速度適用范圍 廣等。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 9 3.1.2 皮帶傳動(dòng) 由電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)距通過(guò)皮帶傳 入 減速器直接傳 入 主動(dòng)軸。如圖 3-3 所示： 圖 3-3 皮帶式傳動(dòng)系統(tǒng)圖 這種傳動(dòng)方式具有傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音 小 的特點(diǎn)，同時(shí)以起過(guò)載保護(hù)的作用，這種

30、傳動(dòng)方式主要應(yīng)用于具有一個(gè)主動(dòng)輥的卷板機(jī)。 3.2 傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 鑒于上節(jié)的分析，考慮到所設(shè)計(jì)的是三輥卷板機(jī)，具有兩個(gè)主動(dòng)輥，而且要求結(jié)構(gòu)緊湊，傳動(dòng)準(zhǔn)確，所以選用齒輪傳動(dòng)。 3.2.1 主傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 傳動(dòng)系統(tǒng)如圖 3-4 所示： 圖 3-4 傳動(dòng)系統(tǒng)圖 所以選用了圓柱齒輪減速器，減速比 i=134.719，減速器通過(guò)聯(lián)軸器和齒輪副帶 動(dòng)兩個(gè)下輥工作。 3.2.2 副傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 為調(diào)整上下輥間距，由上輥升降電動(dòng)機(jī)通過(guò)減速器，蝸輪副傳動(dòng)蝸輪內(nèi)螺母，使螺桿及上輥軸承座升降運(yùn)動(dòng)，為使上輥、下輥軸線相互平行，有牙嵌離和器以備調(diào)整，副傳動(dòng)系統(tǒng)如圖 3-4 所示。 上輥傳動(dòng)壓下系統(tǒng) 下輥?zhàn)鲃?dòng)系統(tǒng)

31、 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 10 需要卷制錐筒時(shí)，把離和器上的定位螺釘松開(kāi)，然后使蝸輪空轉(zhuǎn)達(dá)到只升降左機(jī)架中升降絲桿的目的。 3.3 本章小結(jié) 收集資料對(duì)各種運(yùn)動(dòng)方式進(jìn)行分析，在結(jié)合三輥卷板機(jī)的運(yùn)動(dòng)特點(diǎn)和工作的可靠性，最后主傳動(dòng)采用齒輪傳動(dòng)，副傳動(dòng)采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)。 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 11 第 4章 動(dòng)力設(shè)計(jì) 4.1 主電機(jī)的選擇和計(jì)算 4.1.1 上下輥的參數(shù)選擇計(jì)算 1.已知設(shè)計(jì)參數(shù) 加 工 板 料 ： Q235-A1 屈服強(qiáng)度： s=235MPa 抗 拉 強(qiáng) 度 ：b=420MPa 輥材： 50 Mn 屈服強(qiáng)度： s=930MPa 抗拉強(qiáng)度：b=1080MPa 硬度： HBS

32、 229 HB 板厚： 6 12s mm 板寬： b=2000mm 滾筒與板料間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)： 18.0m 滾筒與板料間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)： f =0.8 無(wú)油潤(rùn)滑軸承的滑動(dòng)摩擦系數(shù)： 05.0m 板料截面形狀系數(shù)：5.11 K 板料相對(duì)強(qiáng)化系數(shù)： 6.110 K板料彈性模量： E=2.06106MPa 卷板速度： 6V m/min 2. 確定卷板機(jī)基本參數(shù) 下輥中心矩： st 4012 =390mm 上輥直徑： 111 .3 1 .1aDt =300mm 下輥直 徑： ac DD 9.08.0=240mm 上輥軸直徑： aa Dd 6.05.0=180mm 下輥軸直徑： cc Dd 6.05.

33、0=130mm 最小卷圓直徑： an DD 5.225.1=600mm 筒體回彈前內(nèi)徑：121 2 / 2nsDDDK S K DES （ ）=506.607mm 4.1.2 主電機(jī)的功率確定 因在卷制板材時(shí)，板材不同成形量所需的電機(jī)功率也不相同，所以要確定主電機(jī)功率，板材成形需按四次成形計(jì)算： 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 12 1.成形 40%時(shí) (1)板料變形為 40%的基本參數(shù) 518.12664.0 607.5064.0 nDDmm 0 . 40 . 4 1 2 6 6 . 5 1 8 1 2 6 3 9 . 2 5 922nDSR mm 0 . 40 . 439022s i n 0

34、. 2 3 56 3 9 . 2 5 9 6 1 2 0 22 cts DR 0 .4 0 .2 4 2tg (2)板料由平板開(kāi)始彎曲時(shí)的初始彎矩 M1 4711 1 . 5 4 . 8 1 0 2 3 5 1 . 6 9 2 1 0sM K W kgfmm W 為板材的抗彎截面模量。 22 42 0 0 0 1 2 4 . 8 1 066BSW (3)板料變形 40%時(shí)的最大彎矩 M0.4 00 . 4 10 . 4()2KSM K WR s 41 1 . 6 1 2( 1 . 5 ) 4 . 8 1 0 2 3 52 6 3 9 . 2 5 9 71.815 10 kgfmm (4)板 料

35、 從0 . 4 1 nR R M 卷 制 到 時(shí) 的 變 形 彎 矩1 1 0 . 4 0 . 4 011( ) ( ) 4 cnDM M M RR 761 1 2 4 0(1 . 6 9 2 1 . 8 1 5 ) 1 0 3 . 2 9 2 1 06 3 9 . 2 5 9 4 kgfmm 上輥受力： 750 . 40 . 40 . 4 0 . 42 2 1 . 8 1 5 1 0 2 . 3 2 5 1 06 3 9 . 2 5 9 6 0 . 2 4 22aMPSR t g kgf 下輥受力： 750 . 40 . 40 . 4 0 . 41 . 8 1 5 1 0 1 . 1 9 7

36、 1 06 3 9 . 2 5 9 6 0 . 2 3 52cMPSR S i n kgf (5)消耗于摩擦的摩擦阻力矩2nM 2 0 . 4 0 . 42 2 acn a c a c cadDM f P P m P m P dD 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 13 5 5 51 8 0 2 4 00 . 8 2 . 3 2 5 1 . 1 9 2 2 1 0 0 . 0 6 2 . 3 2 5 1 0 0 . 0 6 1 . 1 9 7 1 0 1 3 02 3 0 0 = 62.315 10 kgfmm (6)板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩 TM 2 2caT a c aaDdM f P P m P

37、 D 55 1 8 0 2 4 00 . 8 3 . 2 9 2 2 . 3 2 5 2 1 0 0 . 0 6 3 . 2 9 2 1 0 2 3 0 0 61.381 10 kgfmm (7)拉力在軸承中所引起的摩擦阻力矩3nM 1 5531303 2 . 9 2 1 3 . 8 1 1 0 0 . 0 6 1 . 5 1 9 1 0240n T cn cM M m dMD kgfmm (8)卷板機(jī)送進(jìn)板料時(shí)的總力矩pM560 . 1 8 1 . 1 9 7 1 0 2 4 0 5 . 1 7 1 1 0p c cM m P D kgfmm (9)卷板機(jī)空載時(shí)的扭矩4nM: 1G ：板料重

38、量 G1: 2261 7 . 8 1 02 2 2 2nnDDSSGb 2266 0 0 1 2 6 0 0 1 2 2 0 0 0 7 . 8 1 0 5 8 8 . 1 0 62 2 2 2 kg 2G ：聯(lián)軸器的重量8 : 選 ZL10，2G =180.9kg3G：下輥重量 : 263 2402 2 7 . 8 1 0 2 5 0 0 1 7 6 4 . 3 1 82G kg 4 1 2 3 2 cn dM m G G G 31300 . 0 6 5 8 8 . 1 0 6 1 8 0 . 9 1 7 6 4 . 3 1 8 9 . 8 8 1 02 kgfmm (10)卷板時(shí)板料不打滑

39、的條件： 14n T n pM M M M 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 14 6 6 314 3 . 2 9 2 1 0 1 . 3 8 1 1 0 9 . 8 8 1 0n T nM M M 64.682 10 kgfmm 65 .1 7 1 1 0pM kgfmm 因?yàn)?4n T n pM M M M ，所以滿(mǎn)足。 (11)驅(qū)動(dòng)功率： 61 2 3 4 5 . 7 6 9 1 0n n n n nM M M M M kgfmm 22qn cdVN M P f D （ ） 65 2 0 . 1 5 . 7 6 9 1 0 3 . 5 2 2 1 0 0 . 8 0 . 0 6 7 5 7 .

40、 9 5 42 4 0 0 . 8 （ ）kw 2.成形 70%時(shí) (1)板料成型 70%的基本參數(shù) 0 . 7 5 0 6 . 6 0 7 7 2 3 . 7 2 40 . 7 0 . 7nDD mm 0 . 70 . 7 3 6 7 . 8 6 22nDSR mm 0 . 70 . 7390220 . 3 9 53 6 7 . 8 6 2 6 1 2 0 22 ctS i n DSR 0 .7 0 .4 2 9Tg (2)板料變形 70%時(shí)的最大彎矩 M0.7 40 0 . 70 . 71 1 . 6 1 21 . 5 4 . 8 1 0 2 3 5( 2 ) 2 3 6 7 . 8 6

41、2sKSM K WR 71.905 10 kgfmm 750 . 70 . 70 . 7 0 . 72 2 1 . 9 0 5 1 0 2 . 3 7 6 1 012( 3 6 7 . 8 6 2 ) 0 . 4 2 922aMPSR T g kgf 70 . 70 . 70 . 7 0 . 71 . 9 0 5 1 0 1 . 2 8 9 1 012( 3 6 7 . 8 6 2 ) 0 . 3 9 522cMPSR S i n kgf (3)板料從0 . 4 0 . 7 1 nR R M變 化 到 時(shí) 的 板 料 變 形 彎 矩 4114.07.07.04.01 cnnDRRMMM 761

42、 1 2 4 01 . 8 5 1 1 . 9 0 5 1 0 2 . 6 0 1 1 03 6 7 . 8 6 2 6 3 9 . 2 5 9 4 kgfmm 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 15 (4)消耗于摩擦的扭矩2nM 2 2 2 acn a c a c cadDM f P P M P M P dD 5 5 51 8 0 2 4 00 . 8 2 . 3 7 6 2 1 . 2 8 9 1 0 0 . 0 6 2 . 3 7 6 1 0 0 . 0 6 1 . 2 8 9 1 3 0 1 02 3 0 0 62.428 10 kgfmm (5)板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩 TM 2 2 ccT

43、 a c aadDM f P P M P D 5 5 61 8 0 2 4 00 . 8 ( 2 . 7 3 6 2 1 . 2 8 9 ) 1 0 0 . 0 6 2 . 7 3 6 1 0 1 . 4 2 3 1 02 3 0 0 kgfmm (6)拉力在軸承中所引起的摩擦損失3nM 6631 1302 . 6 0 1 1 0 1 . 4 2 3 1 0 0 . 0 6 240cn n TcdM M M m D 51.308 10 kgfmm (7)機(jī)器送進(jìn)板料時(shí)的總力矩pM560 . 1 8 1 . 2 8 9 1 0 2 4 0 5 . 5 6 8 1 0p c cM M P D kg

44、fmm (8)卷板機(jī)空載時(shí)的扭矩 34 9 .8 8 1 0nM kgfmm (9)板料不打滑的條件 6 3 614 2 . 6 0 1 1 0 9 . 8 8 1 0 1 . 4 2 3 1 0n n TM M M 64.033 10 kgfmm 因14n n T PM M M M ，所以滿(mǎn)足。 (10)驅(qū)動(dòng)功率 1 2 3 4n n n n nM M M M M 66( 2 . 6 0 1 2 . 4 2 8 0 . 1 3 0 8 0 . 0 0 9 8 8 ) 1 0 5 . 1 6 9 1 0 kgfmm 22qn cdVN M P f D （ ） 65 2 0 . 1 5 . 1

45、6 9 1 0 3 . 6 6 5 1 0 0 . 8 0 . 0 6 7 5 7 . 4 0 82 4 0 0 . 8 （ ）kw 3.成形 90%時(shí) (1) 板料成型 90%的基本參數(shù) 0 . 9 5 0 6 . 6 0 7 5 6 2 . 8 9 90 . 9 0 . 9nDD mm 0 . 9 5 6 2 . 8 9 9 1 2 2 8 7 . 4 52R mm 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 16 0 . 90 . 92 0 . 4 7 2 22 ctS i n DSR 0 .9 0 .5 3 5Tg (2)板料變形為 90%時(shí)的最大彎矩 M0.9 400 . 9 10 . 91 1 .

46、 6 1 21 . 5 4 . 8 1 0 2 3 52 2 2 8 7 . 4 5sKSM K WR 71.965 10 kgfmm 750 . 90 . 90 . 9 0 . 92 2 1 . 9 6 5 1 0 2 . 5 0 3 1 012( 2 8 7 . 4 5 ) 0 . 5 3 522aMPSR T g kgf 750 . 90 . 90 . 9 0 . 91 . 9 6 5 1 0 1 . 4 1 9 1 012( 2 8 7 . 4 5 ) 0 . 4 7 222cMPSR S i n kgf (3)板料從0 . 7 0 . 9 1 nR R M變 化 到 時(shí) 的 板 料

47、變 形 彎 矩 1 0 . 7 0 . 90 . 9 0 . 7114 cnDM M MRR 7 1 1 2 4 0(1 . 9 0 5 1 . 9 6 5 ) 1 0 2 8 7 . 4 5 3 6 7 . 8 6 2 4 61.766 10 kgfmm (4)消耗于摩擦的扭矩2nM 2 2 2 acn a c a c cadDM f P P m P m P dD 5 5 51 8 0 2 4 00 . 8 2 . 5 0 3 1 . 4 1 9 2 1 0 0 . 0 6 2 . 5 0 3 1 0 0 . 0 6 1 . 4 1 9 1 0 1 3 02 3 0 0 62.615 10

48、kgfmm (5)板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩 TM 2 2caT a c aaDdM f P P m P D 45 1 8 0 2 4 00 . 8 2 . 5 0 3 1 . 4 1 9 2 1 0 0 . 0 6 2 . 5 0 3 1 0 2 3 0 0 61.509 10 kgfmm (6)拉力在軸承中所引起的摩擦損失 3nM 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 17 1 631301 . 7 6 6 1 . 5 0 9 1 0 0 . 0 6240n T cn cM M M dMD 51.064 10 kgfmm (7)機(jī)器送進(jìn)板料時(shí)的總力矩pM50 . 1 8 1 . 1 4 9 1 0 2

49、4 0p c cM M P D 64.964 10 kgfmm (8)卷板機(jī)空載時(shí)的扭矩4nM34 9 .8 8 1 0nM kgfmm (9)卷制時(shí)板料不打滑的條件：14n T n pM M M M 6 6 3 614 1 . 7 6 6 1 0 1 . 5 0 9 1 0 9 . 8 8 1 0 3 . 2 8 5 1 0n T nM M M kgfmm 64 .9 6 4 1 0pM kgfmm 因14n n T PM M M M ，所以滿(mǎn)足。 (10)驅(qū)動(dòng)功率 1 2 3 4n n n n nM M M M M 5( 1 7 . 6 6 2 6 . 1 5 1 . 0 6 4 0 .

50、0 9 8 8 ) 1 0 64.497 10kgfmm 22qn cdVN M P f D （ ） 65 2 0 . 1 4 . 4 9 7 1 0 4 . 4 6 8 1 0 0 . 8 0 . 0 6 7 5 7 . 1 5 12 4 0 0 . 8 （ ）kw 4.成形 100%時(shí) (1)板料成型 100%的基本參數(shù) 1 .0 5 0 6 .6 0 7D mm 1 .0 2 5 9 .3 0 4R mm 1 . 01 . 02 0 . 5 0 6 22 ctS i n DSR 1 .0 0 .5 8 7Tg (2)板料變形為 100%時(shí)的最大彎矩 M1。 0 sWRSKKM 2 0.1

51、00.1 41 1 . 6 1 2(1 . 5 ) 4 . 8 1 0 2 3 52 2 5 9 . 3 0 4 71.995 10kgfmm (3)板料從0 . 9 1 . 0 1 nR R M變 化 到 時(shí) 的 板 料 變 形 彎 矩 4119.00.10.19.01 cnnDRRMMM 7 1 1 2 4 0(1 . 9 6 5 1 . 9 9 5 ) 1 0 2 5 9 . 3 0 4 2 8 7 . 4 5 4 58.972 10kgfmm 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 18 751 . 01 . 01 . 0 1 . 02 2 1 . 9 9 5 1 0 2 . 9 7 2 1 01

52、2( 2 5 9 . 3 0 4 ) 0 . 5 0 622aMPSR T g kgf 741 . 01 . 01 . 0 1 . 01 . 9 9 5 1 0 1 . 2 8 1 1 012( 2 5 9 . 3 0 4 ) 0 . 5 8 722cMPSR S i n kgf (4)消耗于摩擦的扭矩2nM 2 2 2 acn a c a cadDM f P P m P m P dD 5 5 51 8 0 2 4 00 . 8 2 . 9 7 2 1 . 2 8 1 2 1 0 0 . 0 6 2 . 9 7 2 1 0 0 . 0 6 1 . 2 8 1 1 0 1 3 02 3 0 0

53、62.725 10 kgfmm (5)板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩 TM 2 2caT a c aaDdM f P P m P D 55 1 8 0 2 4 00 . 8 2 . 9 7 2 1 . 2 8 1 2 1 0 0 . 0 6 2 . 9 7 2 1 0 2 3 0 0 61.727 10 kgfmm (6)拉力在軸承中所引起的摩擦損失3nM 1 5431308 . 9 7 2 1 7 . 2 7 1 0 0 . 0 6 8 . 5 2 9 1 0240n T cn cM M m dMD kgfmm (7)機(jī)器送進(jìn)板料時(shí)的總力矩pM560 . 1 8 1 . 2 8 1 1 0 2 4

54、0 5 . 5 3 4 1 0p c cM M P D kgfmm (8)空載時(shí)的扭矩 34 9 .8 8 1 0nM kgfmm (9)板料不打滑的條件 14n T n pM M M M 5 3 6 614 8 . 9 7 2 1 0 9 . 8 8 1 0 1 . 7 2 7 1 0 2 . 6 3 4 1 0n n TM M M kgfmm 65 .5 3 4 1 0pM kgfmm 因?yàn)?4n n T PM M M M ，所以滿(mǎn)足。 (10)驅(qū)動(dòng)功率 1 2 3 4n n n n nM M M M M 56( 8 . 9 7 2 2 7 . 2 5 8 . 5 2 9 0 . 0 9

55、8 8 ) 1 0 4 . 4 8 5 1 0 kgfmm 22qn cdVN M P f D （ ）哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 19 65 2 0 . 1 4 . 4 8 5 1 0 4 . 2 5 3 1 0 0 . 8 0 . 0 6 7 5 7 . 0 1 92 4 0 0 . 8 （ ）kw 綜合上述的計(jì)算結(jié)果總匯 于 表 4-1 表 4-1 5主電機(jī)的選擇 ： 由表 4-1 可知，成形量為 40%時(shí)所需的驅(qū)動(dòng)功率最大，考慮工作機(jī)的安全系數(shù)，電動(dòng)機(jī)的功率選 11kw。 因 YZ 系列電機(jī)具有較大的過(guò)載能力和較高的機(jī)械強(qiáng)度，特別適用于短時(shí)或斷續(xù)周期運(yùn)行、頻繁起動(dòng)和制動(dòng)、正反轉(zhuǎn)且轉(zhuǎn)速不高

56、、有時(shí)過(guò)負(fù)荷及有顯著的振動(dòng)與沖出的設(shè)備。其工作特性明顯優(yōu)于 Y 系列電機(jī)，故選YZ160L6 型電機(jī)，其參數(shù)如下： 成形量 計(jì)算結(jié)果 40% 70% 90% 100% 簡(jiǎn)體直徑（ mm） 1266.518 723.724 562.899 506.607 簡(jiǎn)體曲率半徑R(mm) 639.259 367.862 287.45 259.304 初始變形彎矩M1(kgfmm) 1.692 107 村 料受到的最大變形彎矩M(kgfmm) 1.815 107 1.905 107 1.965 107 1.995 107 上輥受力 Pa(kgf) 2.325 105 2.376 105 2.503 105

57、2.972 105 下輥受力 Pc(kgf) 1.197 105 1.289 105 1.419 105 1.281 105 村料變形彎矩Mn1(kgfmm) 3.292 106 1.869 106 1.766 106 8.972 105 摩擦阻力扭矩 Mn2 2.321 106 2.428 106 2.615 106 2.725 106 材料送進(jìn)時(shí)摩擦阻力扭矩 MT 1.381 106 1.423 106 1.509 106 1.727 106 空載力矩 Mn4 9.88 103 拉力引起摩擦扭矩 Mn3 1.519 105 1.308 105 1.064 105 8.529 104 Mn1

58、+MT+ Mn4 4.682 106 4.033 106 3.285 106 2.634 106 總力矩 Mp 5.171 106 5.568 106 4.964 106 5.534 106 驅(qū)動(dòng)力 矩 Mn 5.769 106 5.119 106 4.497 106 4.485 106 驅(qū)動(dòng)功率 Nqc(kw) 7.954 7.408 7.151 7.019 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 20 11N kw； 953r r/min； %40aF ； 160G kw。 升降電動(dòng)機(jī)選擇 YD 系列變極多速三相異步電動(dòng)機(jī)，能夠簡(jiǎn)化變速系統(tǒng)和節(jié)能。故選擇 YD90S6/4，其參數(shù)如下： N=0.65k

59、w； r=1000r/min； G=15kg。 4.2 上輥的設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 4.2.1 上輥結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及受力圖 由上部分計(jì)算可知輥筒在成形 100%時(shí)受力最大： 52 .9 7 2 1 0cP kgf 51 .2 8 1 1 0aP kgf 故按maxaP計(jì)算，其受力圖 4-1： 圖 4-1 輥筒受力圖 4.2.2 剛度校核 撓度： 323 483 8 4 LbLbEIPLf 確定公式各參數(shù)： 4 4 8300 3 . 9 7 6 1 06464a DI mm4 （ Ia 為軸截面的慣性矩） 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 21 52 .9 7 2 1 0aP kgf 62.06 10E kgf/

60、m 2000b mm 2470L mm 得： 233 84384aP L b bfE I L L 53 23682 . 9 7 2 1 0 2 4 7 0 2 0 0 0 2 0 0 0 8 4 ( ) ( ) 0 . 0 8 13 8 4 2 . 0 6 1 0 3 . 9 7 6 1 0 2 4 7 0 2 4 7 0 31000a Lf 因?yàn)?aa ff ，所以上輥剛度滿(mǎn)足要求。 4.2.3 上輥強(qiáng)度校核 危險(xiǎn)截面為 、 、 ，因 、 相同，且 ，所以只需校核 、 處： ： 72 3 5 3 . 4 9 2 1 02aI PM kgfmm 7m a x 33 . 4 9 2 1 0 1

61、3 . 1 7 232IM DW kgf/mm2 W 為抗彎截面系數(shù)。 33 6300 2 . 6 5 1 1 03 2 3 2DW mm3 0 49 kgf/mm2 m a x3 . 7 2 1sIn ： 2 62 3 5 1 . 0 7 8 1 02 2 2 2aaPPLLML kgfmm m a x 0 . 4 1 4MW kgf/mm2 m a x49 1 1 8 . 3 5 7 10 . 4 1 4sn 故安全，強(qiáng)度合乎條件。 4.2.4 疲勞強(qiáng)度安全強(qiáng)度校核 50Cr ： 1080b Mpa=108kgf/mm2 93s kgf/mm2 1 0 . 2 ( ) 1 0 0 5 0

62、. 2ab kgf/mm2 在截面 、 處 M M ，所以只需校核 、 處： 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 22 處： r=0 300 1300Dd 0dr由 1得 22SSSSSS因上輥轉(zhuǎn)矩 T=0，故： 1mS K 應(yīng)力集中系數(shù) 1.66K S 1.21.5 表面質(zhì)量系數(shù) 1.8 尺寸影響系數(shù) 0.60 彎曲平均應(yīng)力 0m 66m a x 5 . 5 4 2 1 02 0 . 9 0 52 . 6 5 1 1 0M W MPa 1 502 1 5 . 5 91 . 6 6 2 0 . 9 5 01 . 8 0 . 6 0mSSK 處： 1.66K1.8 0.6 72 3 5 3 . 0 9

63、4 1 02aPM kgf mm 76m a x 3 . 4 9 2 1 0 1 3 1 . 7 22 . 6 5 1 1 0M W MPa 1 502 2 . 4 7 91 . 6 6 1 3 1 . 7 21 . 8 0 . 6 0mSSK 故：疲勞強(qiáng)度滿(mǎn)足條件。 4.2.5 上輥在卸料時(shí)的校核 根據(jù)上輥的受力情況，只需考慮彎曲強(qiáng)度即可，卸料時(shí)其受力如下圖4-2 所示 ： 板重 ： 22 61 7 . 8 1 0 5 8 8 . 1 0 62 2 2 2nnDDSSGb kg 上輥重： 922 3007 . 8 1 0 ( ) 2 0 4 02Gv 1124.53 kg 總重： 12 1

64、7 1 2 . 6 3 6GGkg 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 23 圖 4-2 上輥卸料受力圖 由受力圖 4-2 可知： 5m a xm a x34 . 0 2 7 1 0 0 . 7 0 3180 32MW MPa m a x18 2 5 . 6 0 40 . 7 0 3sn 故：卸料時(shí)彎曲強(qiáng)度滿(mǎn)足。 4.3 下輥設(shè)計(jì)計(jì)算及校核 4.3.1 下輥結(jié)構(gòu)及示意圖 下輥受力如圖 4-3 所示： 圖 4-3 下輥受力圖 受力： 5412 1 . 2 8 1 1 0 6 . 4 0 5 1 022cRR PFF kgf 主電機(jī)11P kw 齒輪嚙合效率： 97.01 聯(lián)軸器效率： 98.02 軸承效

65、率：98.03 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 24 總 傳 動(dòng) 效 率 ： 85.0223331 6V m/min 6000 7 . 9 5 8240n r/min 轉(zhuǎn)矩： 41 1 0 . 8 59 5 5 0 9 5 5 0 1 . 1 2 2 1 07 . 9 5 8PT n Nm 61.122 10kgfmm 471 2 1 5 6 . 4 0 5 1 0 2 1 5 1 . 3 7 7 1 0IRMF kgfmm 271 2 4 7 0 2 4 7 0 2 1 5 5 . 2 1 2 1 02 2 4 7 0 2RR FMF kgfmm 4.3.2 下輥剛度校核 撓度： 233 843

66、84cP L b bfE I L L I 為軸截面的慣性矩： 4 4 8240 1 . 6 2 9 1 06464DI mm4 51 .2 8 1 1 0cP kgf 2000b mm 42.06 10E kgf/m 2470L mm 2338 4 0 . 8 8 5384c P L b bf E I L L mm 0 . 0 0 0 5 1 . 2 3 5cfLmm ccff 故：安全。 4.3.3 下輥彎曲強(qiáng)度校核 由受力圖知彎曲強(qiáng)度危險(xiǎn)截面在 、 處： 處： M75.219 10kgfmm 62 1 .1 2 2 1 0T kgfmm 2 2 7( ) 5 . 2 2 0 1 0caM

67、M a T kgfmm（ 1 ） 7m a xm a x 3 35 . 2 2 0 1 0 3 2 3 8 . 4 624032acMd kgfmm0 49 kgfmm 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 25 安全系數(shù)： m a x49 1 . 2 7 4 13 8 . 4 6sn 處： 71 . 3 7 7 1 0M 71 .1 2 2 1 0T 2 2 71 . 7 7 6 1 0caM M T kgfmm 7m a x 31 . 7 7 6 1 0 3 21 3 . 0 8240caMW kgfmm 安全系數(shù) 49 3 . 7 4 6 11 3 . 0 8n 故安全，故彎曲強(qiáng)度滿(mǎn)足 。 4.3

68、.4 下輥疲勞強(qiáng)度校核 初選 、 、 、 、 截面： 、 同類(lèi)； 、 同類(lèi)； 、 處： 0T ； 、 處： 0t 顯然 SS ， SS 故僅校核 、 、 即可。 疲勞強(qiáng)度校核公式 1 22SSSSSS 1 50.2 kgfmm 截面： 0dr1dD75 . 2 1 9 1 0M kgfmm 61 .1 2 2 1 0T Nm 應(yīng)力集中系數(shù) 1.66K S 1.21.5 表面質(zhì)量系數(shù) 1.8 尺寸影響系數(shù) 0.88 彎曲平均應(yīng)力 0m m a x 3 8 . 4 6M W MPa 1 5 0 . 2 1 . 2 4 51 . 6 6 3 8 . 4 6 01 . 8 0 . 8 8mS K 應(yīng)力

69、集中系數(shù) 1 1.73K 表面質(zhì)量系數(shù) 0.58 尺寸影響系數(shù)0.55 彎曲平均應(yīng)力和應(yīng)力副 0 . 4 1 32m TTW 1000 . 4 8 1 1 5 0 . 2 2 5 . 11 . 7 3 0 . 4 1 3 0 . 4 1 3 0 . 4 8 10 . 5 8 0 . 8 8mS K 哈爾濱理工大學(xué)學(xué)士學(xué)位論文 26 2 2 2 21 . 2 4 5 2 5 . 1 1 . 2 4 51 . 2 4 5 2 5 . 1SSSSSS 所以：截面 處滿(mǎn)足疲 勞強(qiáng)度要求。 截面： 0dr1dD71 .7 7 6 1 0M kgfmm 61 .1 2 2 1 0T kgfmm 應(yīng)力集中系

70、數(shù) 1.66K S 1.21.5 表面質(zhì)量系數(shù) 1.8 尺 寸 影 響 系 數(shù) 0.88 彎 曲 平 均 應(yīng) 力 0m m a x 1 3 . 0 8M W MPa 1 5 0 . 2 3 . 6 6 21 . 6 6 1 3 . 0 8 01 . 8 0 . 8 8mS K 應(yīng)力集中系數(shù) 1 1.73K 表面質(zhì)量系數(shù) 0.58 尺寸影響系數(shù)0.55 彎曲平均應(yīng)力和應(yīng)力副 0 . 4 1 32m TTW 1000 . 4 8 1 1 5 0 . 2 2 5 . 11 . 7 3 0 . 4 1 3 0 . 4 1 3 0 . 4 8 10 . 5 8 0 . 8 8mS K 2 2 2 23

71、. 6 6 2 2 5 . 1 3 . 6 2 43 . 6 6 2 2 5 . 1SSSSSS 故滿(mǎn)足疲勞強(qiáng)度要求。 截面： 64 .3 2 3 1 0M kgfmm 61 .1 2 2 1 0T Nm 3 3 51 3 0 2 . 1 5 7 1 03 2 3 2cWd mm 3 0 .0 2 3 1130rd ， 240 1 .8 4 6130Dd 應(yīng)力集中系數(shù) 1 2.12K S 1.21.5 表面質(zhì)量系數(shù) 0.58 尺寸影響系數(shù) 0.88 彎曲平均應(yīng)力 0m 65m a x 4 . 3 2 3 1 0 2 0 0 . 4 1 72 . 1 5 7 1 0M W MPa 哈爾濱理工大學(xué)

72、學(xué)士學(xué)位論文 27 1 502 1 . 8 7 12 . 1 2 2 0 0 . 4 1 7 01 . 8 0 . 8 8mS K 應(yīng)力集中系數(shù) 1 1.73K 表面質(zhì)量系數(shù) 0.58 尺寸影響系數(shù)0.55 彎曲平均應(yīng)力和應(yīng)力副 2 . 6 0 12m TTW 1000 . 4 8 1 1 5 0 . 2 5 . 5 6 91 . 7 3 2 . 6 0 1 0 . 4 1 3 0 . 4 8 10 . 5 8 0 . 8 8mS K 2 2 2 21 . 8 7 1 5 . 5 6 9 1 . 6 8 81 . 8 7 1 5 . 5 6 9SSSSS S 故 :安全下輥滿(mǎn)足疲勞強(qiáng)度要求。 412 6 . 4 0 5 1 0RRFF kgf 61 .1 2 2 1 0T kgfmm 71 .3 7 7 1 0IM kgfmm 75 .2 1 9 1 0M kgfmm 剛度條件滿(mǎn)足。 1.274n 滿(mǎn)足彎曲強(qiáng)度要求。 1 50.2 kgfmm 4.4 本章小結(jié) 由于卷板機(jī)不是一次成型的，而且每次成型所需的功率都不一樣，所以我把它分為四次成型，結(jié)果 40%時(shí)所需功率最大，最后確定電動(dòng)機(jī)的功率為 11kw。對(duì)三輥卷板機(jī)選擇的參數(shù)進(jìn)行校核，結(jié)果上下輥的強(qiáng)度都合格。