【正文】 University, Changsha 410128, China) Abstract: Steel processing machinery construction industry indispensable working tool. Reinforc ed bending machine specific transmission scheme，there can be mainly divided into take two stage gear worm drive and take three stage gear two. At present，steel bending machine performance and structure， method of operation and control and integrated technical indicators，there is still much room for improvement. The design is mainly based on the past steel bending machine design scheme parison， changes in individual parts and motor power， upgrade to machining diameter 40 Worm gear and worm type steel bar bending machine， increasing reinforced just add processing， improve labor efficiency， reduce the labor intensity of steel processing， ensuring construction quality and progress.2Key words: steel bending machine；design scheme；Worm gear and worm； strength；efficiency 11 前言 緒論鋼筋彎曲機(jī)是鋼筋加工機(jī)械之一。工作機(jī)構(gòu)是一個(gè)在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的水平工作圓盤(pán)，把鋼筋置于圖中虛線位置，支承銷軸固定在機(jī)床上，中心銷軸和壓彎銷軸裝在工作圓盤(pán)上，圓盤(pán)回轉(zhuǎn)時(shí)便將鋼筋彎曲。為了彎曲各種直徑的鋼筋， 在工作盤(pán)上有幾個(gè)孔，用以插壓彎銷軸，也可相應(yīng)地更換不同直徑的中心銷軸。鋼筋彎曲機(jī)屬于一種對(duì)鋼筋彎曲機(jī)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。本實(shí)用新型包括減速機(jī)、大齒輪、小齒輪、彎曲盤(pán)面，其特征在于結(jié)構(gòu)中：雙級(jí)制動(dòng)電機(jī)與減速機(jī)直聯(lián)作一級(jí)減速；小齒輪與大齒輪嚙合作二級(jí)減速；大齒輪始終帶動(dòng)彎曲盤(pán)面旋轉(zhuǎn)；彎曲盤(pán)面上設(shè)置有中心軸孔和若干彎曲軸孔；工作臺(tái)面的定位方杠上分別設(shè)置有若干定位軸孔。由于雙級(jí)制動(dòng)電機(jī)與減速機(jī)直聯(lián)作一級(jí)減速，輸入、輸出轉(zhuǎn)數(shù)比準(zhǔn)確，彎曲速度穩(wěn)定、準(zhǔn)確，且可利用電氣自動(dòng)控制變換速度，制動(dòng)器可保證彎曲角度。利用電機(jī)的正反轉(zhuǎn)，對(duì)鋼筋進(jìn)行雙向彎曲。中心軸可替換，便于維修?？梢圆捎弥悄芑刂?。國(guó)外品牌都是貼牌生產(chǎn) 很少是全套進(jìn)口 據(jù)調(diào)查所知 很多國(guó)外打牌都是國(guó)內(nèi)生產(chǎn)商生產(chǎn)。 鋼筋彎曲機(jī)產(chǎn)品結(jié)構(gòu)（1）鋼筋彎曲機(jī)的類型、液壓式鋼筋彎曲機(jī)；、齒輪式鋼筋彎曲機(jī)；、手持式鋼筋彎曲機(jī)。（2）鋼筋彎曲機(jī)的構(gòu)造各廠家的鋼筋彎曲機(jī)的構(gòu)造基本相同。鋼筋彎曲機(jī)的傳動(dòng)方案有以下兩種：“帶兩級(jí)齒輪蝸輪蝸桿傳動(dòng)”和“帶三級(jí)齒輪傳動(dòng)” 。 《鋼筋彎曲機(jī)傳動(dòng)方案的比較與選擇》證明了采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)的鋼筋彎曲機(jī)，其傳動(dòng)效率不如齒輪傳動(dòng)的彎曲機(jī)，但全自動(dòng)或半自動(dòng)操作的彎曲機(jī),宜采用帶兩級(jí)齒輪蝸輪蝸桿傳動(dòng)結(jié)構(gòu),以利提高傳動(dòng)精度，不僅可以把人從繁重的體力勞動(dòng)、部分腦力勞動(dòng)以及惡劣、危險(xiǎn)的工作環(huán)境中解放出來(lái)，節(jié)約了人力成本，提高了工作的安全可靠，極大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率。也就是說(shuō)，蝸輪蝸桿傳動(dòng)的彎曲機(jī)彎曲鋼筋工作顯得更輕松，安全可靠，同時(shí)蝸輪蝸桿傳動(dòng)的自鎖特性，使工作中彎曲的定位精度會(huì)更高些。目前，以“帶兩級(jí)齒輪蝸輪蝸桿傳動(dòng)”方案的彎曲機(jī)的產(chǎn)生、應(yīng)用較為普遍，市場(chǎng)占有率高。2 鋼筋彎曲機(jī)產(chǎn)品質(zhì)量差異目前，機(jī)械傳動(dòng)類鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)與生產(chǎn)工藝已經(jīng)非常成熟。各個(gè)廠家產(chǎn)品的質(zhì)量差異主要體現(xiàn)在以下幾點(diǎn)：各個(gè)廠家的機(jī)箱的造型及用料有較大的差異。用料太少的鋼筋彎曲機(jī)，設(shè)備的整體剛性太差，外形也缺乏美感。僅有少量廠家注重工作圓盤(pán)及其他附件的表面質(zhì)量，將工作圓盤(pán)及其他附件進(jìn)行了鍍層處理，將各插控采用橡膠套堵封。有些鋼筋彎曲機(jī)的生產(chǎn)廠家，配用非標(biāo)生產(chǎn)的電機(jī)。這些電機(jī)的輸出功率偏小，在連續(xù)工作中容易起熱，無(wú)法彎曲標(biāo)定直徑的鋼筋。傳動(dòng)系統(tǒng)的齒輪、蝸輪蝸桿等，在加工質(zhì)量，材料的選用，熱處理工藝方面有差異。大量廠家的彎曲機(jī)不注意外觀涂裝質(zhì)量，少量廠家采用噴塑處理方式，外觀視覺(jué)效果還不錯(cuò)。 發(fā)展現(xiàn)狀當(dāng)前我國(guó)正在大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)及城市化建設(shè)，各種建筑耗費(fèi)了大量的鋼筋，其中箍筋加工的效率和質(zhì)量是最難解決的問(wèn)題之一，箍筋不僅使用量非常大，而且形狀和尺寸變化復(fù)雜，尺寸精度要求高，箍筋的制做在原鋼筋加工中是勞動(dòng)強(qiáng)度大，人力物力消耗大，低效率，低質(zhì)量保證的環(huán)節(jié)。隨著我過(guò)建筑業(yè)的高速發(fā)展，大型工程項(xiàng)目也日漸增多，工程中使用的鋼筋直徑有逐漸曾大的趨勢(shì)。鋼筋彎曲機(jī)是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，它主要用于各類建筑工程中對(duì)鋼筋的彎曲。鋼筋彎曲機(jī)通常與切斷機(jī)配套使用，其應(yīng)用十分廣泛。隨著郭嘉投資拉動(dòng)的效果顯現(xiàn)，尤其是國(guó)家大力開(kāi)展高鐵的建設(shè)，鋼筋彎曲機(jī)的生產(chǎn)銷售增長(zhǎng)迅速。我國(guó)工程建筑機(jī)械行業(yè)近幾年之所以能得到快速發(fā)展，一方面通過(guò)引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)提升自身產(chǎn)品檔次和國(guó)內(nèi)勞動(dòng)力成本低廉是一個(gè)原因，另一方面國(guó)家連續(xù)多年實(shí)施的積極的財(cái)政政策更是促使行業(yè)增長(zhǎng)的根本動(dòng)因。受?chē)?guó)家連續(xù)多年實(shí)施的積極財(cái)政政策的刺激，包括西部大開(kāi)發(fā)、西氣東輸、西電東送、青藏鐵路、房地產(chǎn)開(kāi)發(fā)以及公路（道路） 、城市基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)等一大批依托工程項(xiàng)目的實(shí)施，這對(duì)于重大建設(shè)項(xiàng)目裝備行業(yè)的工程建筑機(jī)械行業(yè)來(lái)說(shuō)可謂是難得的機(jī)遇，因此整個(gè)行業(yè)的內(nèi)需勢(shì)頭旺盛。同時(shí)受我國(guó)加入 WTO 和國(guó)家鼓勵(lì)出口政策的激勵(lì)，工程建筑機(jī)械產(chǎn)品的出口形勢(shì)也明顯好轉(zhuǎn)。我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本環(huán)境、建筑機(jī)械行業(yè)運(yùn)行的基本狀況、建筑機(jī)械行3支 撐 銷 軸 工 作 盤(pán) 鋼 筋壓 彎 銷 軸 中 心 銷 軸業(yè)創(chuàng)新、建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的政策環(huán)境、國(guó)內(nèi)建筑機(jī)械公司與國(guó)外建筑機(jī)械公司的競(jìng)爭(zhēng)力比較以及 2021—2021 年我國(guó)建筑機(jī)械行業(yè)發(fā)展的前景趨勢(shì)進(jìn)行了深入透徹的分析與其他的鋼筋切斷機(jī)、彎箍機(jī)、調(diào)直切斷機(jī)的情況類似，鋼筋彎曲機(jī)還有很大的發(fā)展空間。 本設(shè)計(jì)內(nèi)容鋼筋彎曲機(jī)是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，本設(shè)計(jì)蝸輪蝸桿式鋼筋彎曲機(jī)，增大鋼筋剛加加工范圍，提高勞動(dòng)生產(chǎn)效率，減輕鋼筋加工的勞動(dòng)強(qiáng)度，保證建筑工程的安全、質(zhì)量及進(jìn)度。同時(shí)還能準(zhǔn)確彎曲固定角度，不像以往的鋼筋彎曲機(jī)，需要憑借經(jīng)驗(yàn)判斷，使加工更精確。2 鋼筋彎曲機(jī)的工作原理 蝸輪蝸桿式鋼筋彎曲機(jī)的工作機(jī)構(gòu)是一個(gè)在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的水平工作圓盤(pán)，采用電動(dòng)機(jī)經(jīng)帶兩級(jí)齒輪蝸輪蝸桿傳動(dòng)傳動(dòng)減速后，帶動(dòng)工作機(jī)構(gòu)，蝸輪蝸桿式鋼筋彎曲機(jī)的工作機(jī)構(gòu)是一個(gè)在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的水平工作圓盤(pán)，如圖（）所示，把鋼筋置于途中虛線位置，支撐銷軸固定在機(jī)床上，中心銷軸和壓彎銷軸裝在工作圓盤(pán)上，圓盤(pán)回轉(zhuǎn)時(shí)便將鋼筋彎曲。為了彎曲各種直徑的鋼筋，在工作盤(pán)上有幾個(gè)孔，用以插壓彎銷軸，也可響應(yīng)地更換不同直徑的中心銷軸。通過(guò)改變中心銷軸的直徑來(lái)彎曲各種直徑的鋼筋。圖 1 鋼筋彎曲機(jī)工作原理Fig1 The working principle of the steel bar bending machine 鋼筋彎曲機(jī)的結(jié)構(gòu)如圖 2 蝸輪蝸桿式鋼筋彎曲機(jī)通過(guò)控制系統(tǒng)啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)，經(jīng)一級(jí)三角帶傳動(dòng)、兩級(jí)齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)減速后，帶動(dòng)工作盤(pán)。4 圖 2 鋼筋彎曲機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖 ]3[Fig2 Steel bar bending machine structure diagram 鋼筋彎曲機(jī)工作盤(pán)的設(shè)計(jì) = ?sini0Lr式中，F(xiàn) 為撥斜柱對(duì)鋼筋的作用力； 為 F 的徑向分力；atMr為 F 與鋼筋軸線夾角。當(dāng) 一定， 越大則撥斜柱及主軸徑向負(fù)荷越?。?一定，Lo 越t ??10=cosL?大。因此，彎曲機(jī)的工作盤(pán)應(yīng)加大直徑，增大撥斜柱中心到主軸中心距離 Lo。蝸輪蝸桿式鋼筋彎曲機(jī)的工作盤(pán)設(shè)計(jì)：工作盤(pán)直徑 Ф350mm，壓彎銷軸直徑，中心銷軸直徑 ，支撐銷軸 ， ， ，工作40m?40m?40m??盤(pán)厚度 。=8B 鋼筋彎曲所需彎矩鋼筋彎曲初始彎矩 SWKM?10?（Nm）.??式中：K1 為截面系數(shù)，對(duì)圓截面 1=；W 為抗彎截面模量 為所彎曲鋼筋屈服強(qiáng)，25MnSi 的 s?=373MPa鋼筋變形硬化后的終彎矩鋼筋在塑性變形階段出現(xiàn)變形硬化（強(qiáng)化） ，產(chǎn)生變形硬化后的終彎矩：SXWRKM）（ 2/01?? 式中：K0 為強(qiáng)化系數(shù)為相對(duì)強(qiáng)化系數(shù) 15/.kp??，延伸率 p?=14%，25MnSi 的p?=14%， ，R 為彎心直徑， 被彎曲鋼筋的直徑 ，則得出終彎矩0x/d?0d0R3d5M=（Nm）鋼筋彎曲所需彎矩 ?????KMT（Nm）式中：彎曲時(shí)的滾動(dòng)摩擦系數(shù) K= 本章小結(jié)鋼筋彎曲機(jī)就是將電動(dòng)機(jī)給出的動(dòng)力，經(jīng)一級(jí)三角帶傳動(dòng)、兩級(jí)齒輪傳動(dòng)和蝸輪蝸桿傳動(dòng)減速后，達(dá)到一定速度，傳遞給工作盤(pán)，通過(guò)壓彎銷軸，中心銷軸和支撐銷軸的配合，使鋼筋彎曲。再通過(guò)對(duì)工作盤(pán)合理的設(shè)計(jì)，可以減輕主軸的載荷。計(jì)算鋼筋彎曲所需彎矩時(shí)，還要考慮鋼筋變性后的終彎矩。3 電動(dòng)機(jī)選擇及傳動(dòng)比的分配 電動(dòng)機(jī)的選擇由功率扭矩關(guān)系公式 ， 為工作機(jī)所需功率，n ?? wP盤(pán)轉(zhuǎn)速 7（r/ min） 。查[1]附表 23 得 V 帶傳動(dòng)效率 ??，??， 滾 動(dòng) 軸 承 效率 .3?，蝸輪蝸桿傳動(dòng)效率 =，從電動(dòng)機(jī)到工作盤(pán)4間的總效率為： ?421n電動(dòng)機(jī)所需輸出功率為 ，?/查[1]附表 61 電動(dòng)機(jī)選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī) T160L6，額定功率為，滿載轉(zhuǎn)速 。該電動(dòng)機(jī)的中心高 H=160mm，軸外伸長(zhǎng)度KWPe1?min/970rnE=110mm，軸外伸軸徑 D=42mm。 傳動(dòng)比的分配總傳動(dòng)比為?wmni分配傳動(dòng)比為使傳動(dòng)零件尺寸協(xié)調(diào)，結(jié)構(gòu)勻稱合理及利于安裝，不會(huì)造成互相干涉現(xiàn)象，現(xiàn)由[2]表 21 初步選 V 帶傳動(dòng)比： ； ；則兩級(jí)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比為：?蝸i； 取 ， 。???蝸帶 i .2?i 各軸的轉(zhuǎn)速1 軸 ；min/385./9/1 rnm帶2 軸 ；.6412i?3 軸 ；i/902/./3 r?6蝸輪軸 min/715/??蝸 各軸的輸入功率；???；；.3 ???w ? 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)軸 ；mNnPTmd ???；??.；nT???；mNP? ??.950 數(shù)據(jù)整理表 1 各軸數(shù)據(jù)整理Table 1 The axis data sorting軸 名 功率 P (KW) 轉(zhuǎn)矩 T（ ） 轉(zhuǎn)速mN?min)/(r電動(dòng)機(jī)軸 9701 軸 3882 軸 3 軸 渦輪軸 7 本章小結(jié)電動(dòng)機(jī)功率在傳遞過(guò)程中，在通過(guò)齒輪嚙合和軸承時(shí)，會(huì)有損耗，因此在電動(dòng)機(jī)的選擇時(shí)，要選擇功率稍微大一點(diǎn)的。通過(guò)對(duì)總傳動(dòng)比的合理分配，使齒輪大小適中，整體結(jié)構(gòu)得到協(xié)調(diào)。4 帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì) V 帶的設(shè)計(jì)計(jì)算計(jì)算功率 cP7已知： ； ；查《機(jī)械設(shè)計(jì) 表 得工況系數(shù)：?min/970rn???2》；則： KWdAca .??選取 V 帶型號(hào)根據(jù)計(jì)算功率 、小帶輪轉(zhuǎn)速 mn從[2]圖 811 選用 B 型 V 帶cm確定大、小帶輪的基準(zhǔn)直徑 d由[2]表 87 和表 89 確定小帶輪的基準(zhǔn)直徑： ；md140?計(jì)算