【正文】 并且維護(hù)不方便，導(dǎo)致曲柄滑塊損壞后換帶的不方便等問題。本設(shè)計鋼管在線滾切機(jī)主要由參考滾切機(jī)本體、夾緊機(jī)構(gòu)、托輥（生產(chǎn)線輔助設(shè)備）、同步機(jī)構(gòu)構(gòu)成。原理如圖22所示：圖22參考的滾切機(jī)總裝圖滾切機(jī)本體：電動機(jī)通過皮帶輪帶動空心滾筒轉(zhuǎn)動，在空心滾筒上均勻安裝三把圓盤滾切刀片，刀片安裝在刀架上，刀架上帶有齒條，換向齒輪與刀架上的齒條和進(jìn)給齒條嚙合，進(jìn)給齒條隨空心滾筒轉(zhuǎn)動，通過進(jìn)給齒條的軸向移動，可以實現(xiàn)圓盤滾切刀片的進(jìn)刀和退刀過程，進(jìn)給齒條與進(jìn)給環(huán)相連接，進(jìn)給環(huán)與凸輪相連接，當(dāng)機(jī)械離合器結(jié)合時，凸輪開始轉(zhuǎn)動，由凸輪推動進(jìn)給環(huán)運動，當(dāng)切割完成時離合器分離，刀架在離心力下復(fù)位，準(zhǔn)備下次切割，依次循環(huán)從而可實現(xiàn)圓盤滾切刀片沿被切管材做徑向運動。原理如圖23所示：圖23滾切機(jī)本體本設(shè)計方案通過對以前方案的進(jìn)行改進(jìn)，并且采取了緊湊型和內(nèi)凸輪型的優(yōu)點，在充分考慮可裝配性和換件方便性的前提下，能充分實現(xiàn)根據(jù)要求切出所需管材。第3章 滾切機(jī)本體設(shè)計鋼管切斷規(guī)格為外徑7689mm，壁厚為4mm，鋼管生產(chǎn)速度為30m/min，鋼管定尺長度為12m。由以上鋼管剪切參數(shù)可知：： t===24s 即在鋼管剪切的每個行程時間為24s。 即小車運行一個切斷來回時間為24s。： 鋼管切割的最大壁厚為4mm，刀片在切割前和切斷后應(yīng)有一個多余的進(jìn)刀距離，據(jù)參考有關(guān)圖紙和結(jié)合實際，定為4mm。圖31刀片徑向進(jìn)給示意圖如上面圖31所示，故刀片徑向切斷行程S=43=12mm。：當(dāng)?shù)镀瑥较蛐谐檀_定為12mm，確定小車運動一個切斷行程時間為8s，即在其他的248=16s內(nèi)小車保持靜止。在小車運動的8s內(nèi)，包括2個過程：小車與鋼管同步時間和回程時間。此設(shè)計確定切斷時間為4s，即刀片的徑向進(jìn)給速度為3mm/s。綜上所述，確定以下參數(shù)： （刀尖運行時間）為4s ，速度為3mm/s。 。 刀具設(shè)計計算及校核 圓盤刀的設(shè)計計算刀尖到中心距離為125毫米，刀具中心最厚為24毫米，切削鋼管管有不同直徑之分，直徑范圍：7689mm，厚管為4毫米，刀尖夾角太小雖鋒利但是強(qiáng)度不夠，刀尖角度太小雖強(qiáng)度大但是不鋒利，綜合考慮后尖端的夾角為30176。如下面圖5所示：圖32圓盤刀 圓盤刀軸及軸上部件已知刀尖受力為F=11951KN則：對材料為40Cr的鋼，其需用應(yīng)力在直徑為0100mm時候835MPa.即有： 835 ，即能滿足條件，此處保證滿足強(qiáng)度要求D=30mm。刀盤緊固軸承的選取：因為傳遞刀尖切削力，故選取普通深溝球軸承，采用形式為兩端固定支撐形式，選用型號為深溝球軸承6306，其基本尺寸如下：單位mmd=30 D=72 B=19所以軸承的選取滿足要求。 徑向進(jìn)給齒條、滑槽、齒輪座相對滑動結(jié)構(gòu)設(shè)計刀架與徑向進(jìn)給齒條之間靠齒輪來傳遞動力，利用螺栓連接緊固。刀架在刀架的導(dǎo)槽內(nèi)保證其徑向運動，同時要考慮不能與齒輪軸發(fā)生干涉。齒輪安裝在導(dǎo)槽的齒輪座內(nèi)，并且用螺栓固定。齒輪由端面的齒條來傳遞動力，這樣徑向進(jìn)給齒條就可以與齒輪構(gòu)成合理的齒輪齒條結(jié)構(gòu)。如下圖所示。圖34徑向進(jìn)給齒條滑動結(jié)構(gòu) 刀架的設(shè)計管材加工范圍是， 根據(jù)本設(shè)計的需要刀具結(jié)構(gòu)如如右圖所示（該圖為刀架的裝配爆炸圖）：由于刀具實現(xiàn)的徑向切削，故調(diào)整螺栓主要受進(jìn)軸承傳遞給刀架的徑向切削力，即調(diào)整螺栓可近似看成只受剪力： 所選M10的螺栓滿足強(qiáng)度要求。 齒輪齒條參數(shù)選擇及齒輪軸強(qiáng)度校核根據(jù)空間需要等條件，確定齒輪參數(shù)：齒數(shù)： 模數(shù)：則 %在允許誤差范圍內(nèi)可用中心距d= 第一組齒輪組合小、大齒輪的參數(shù)：m4m4d112mmd400mm120mm408mm102mm390mmZ28Z100：取齒寬系數(shù)為：可以得到大小齒輪的齒寬分別為： 由于齒寬沒有嚴(yán)格要求，所以分別取63mm 67mm由于進(jìn)刀方式為端面凸輪 所以端面凸輪的轉(zhuǎn)速為135+1/3r/min、圖35齒輪 軸向進(jìn)給齒條與滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計 在空心滾筒上均勻銑出三個槽，安裝軸向進(jìn)給齒條。空心滾筒上還要考慮安裝齒輪座、軸承、大皮帶輪、引導(dǎo)槽。具體設(shè)計見滾切機(jī)本體裝配圖及滾切機(jī)本體側(cè)視圖。 滾筒軸承的選取 估算載荷：套筒質(zhì)量 軸承所受載荷為（滾筒質(zhì)量+皮帶輪質(zhì)量），估算得，又根據(jù)滾筒外經(jīng)為，綜合考慮采用單列圓錐滾子軸承，面對面排列。軸承代號|30000型: 32968 X2基本尺寸/mm|d: 340 D:460 B:72 進(jìn)給架、進(jìn)給環(huán)設(shè)計 進(jìn)給架是一個改進(jìn)機(jī)構(gòu)，在參考以往的單軸撥叉機(jī)構(gòu)后，設(shè)計出如下圖所示的端面凸輪進(jìn)給機(jī)構(gòu)，它的優(yōu)點是進(jìn)給架左右運動時，能靠軸承于進(jìn)給環(huán)之間的環(huán)摩擦和相互作用力推動，避免了軸承直接和進(jìn)給環(huán)之間的接觸，減少了軸承的磨損，延長了軸承壽命，減少了維修費用。（示意圖右圖所示）當(dāng)進(jìn)給架在軸向運動時，可近似忽略其徑向運動。故進(jìn)給架僅受軸向力F==有純剪切原理，當(dāng)材料為40Cr的鋼時，許用應(yīng)力在直徑為0—100mm時：即有：
即有：

。
此處選擇的D=20mm完全滿足要求。
當(dāng)選用的軸時，考慮其受動載荷
。根據(jù)以上要求，查閱《機(jī)械設(shè)計手冊》，選用深溝球軸承6404： 。由軸的直徑可由《機(jī)械設(shè)計手冊》可得：小徑 d: 46輕系列|規(guī)格 NdDB: 846509查設(shè)計手冊可以得到：由以上數(shù)據(jù)可得鍵寬b=16mm l=55mm 高h(yuǎn)=10 電動機(jī)選取刀盤的質(zhì)量、轉(zhuǎn)動慣性矩和功率：刀盤中心線的距離有管材的最大直徑來確定，此時離心力最大。 其中有關(guān)數(shù)據(jù)參考繪制的滾切機(jī)裝配圖。套筒的質(zhì)量、慣性矩、及功率：其中，套筒內(nèi)徑由加工管材的最大外徑和參考壁厚來確定。綜上所述，在考慮軸承阻力鉅機(jī)器耗功，和皮帶輪的功率損耗等等問題之下。本設(shè)計選取電動機(jī)確定為常見的Y系列三相異步電動機(jī)。型號：Y160M4其主要參數(shù)如下：額定功率：5KW 轉(zhuǎn)速：1460r/min 電流： 效率88%功率因素： 重量122Kg設(shè)計套筒轉(zhuǎn)速為不超過370 r/min，電動機(jī)額定轉(zhuǎn)速為1460 r/min，所以設(shè)計皮帶輪傳動比為4：1，通過使用變頻器對電動機(jī)進(jìn)行速度調(diào)整，來調(diào)節(jié)套筒轉(zhuǎn)速。 皮帶輪設(shè)計⑴ 設(shè)計功率Pd： 查機(jī)械設(shè)計手冊，得工況系數(shù)KA＝ Pd＝KAP＝11＝⑵ 選定帶型： 根據(jù)Pd＝=1460r/min，由下圖11所示：圖37普通V帶選型圖 確定為B型。⑶ 傳動比： ⑷ 小帶輪基準(zhǔn)直徑 ：取大帶輪基準(zhǔn)直徑：＝由?。?60
⑸ 滾筒的實際轉(zhuǎn)速：

⑹ 帶速：



注：此處取
⑺ 初定軸間距：
?、? 所需基準(zhǔn)長度： 圖38基準(zhǔn)長度選擇圖選取基準(zhǔn)長度⑼ 實際軸間距 安裝時所需最小軸間距 張緊或補(bǔ)償伸長所需最大軸間距 ⑽ 小帶輪包角 ⑾ 單根V帶的基本額定功率：根據(jù)和查得B型帶⑿ 考慮傳動比的影響，額定功率的增量＝⒀ V帶的根數(shù)：＝＝ 根 取V帶根數(shù)為5根⒁ 單根V帶的預(yù)緊力： ＝⒂ 帶輪的結(jié)構(gòu)和和尺寸：圖39帶輪結(jié)構(gòu)示意圖其中 基準(zhǔn)寬度：基準(zhǔn)線上槽深：基準(zhǔn)線下槽深:槽間距：小，大。注：上節(jié)所提及的表均指機(jī)械設(shè)計手冊中的表。對液壓缸的設(shè)計，首先是選擇系統(tǒng)壓力，根據(jù)《機(jī)械設(shè)計手冊》第四卷2350，對于固定的尺寸不太受限的設(shè)備，壓力可以選擇低一些，行走機(jī)械重載設(shè)備壓力要選擇高一些，由于本設(shè)計采用的是小型機(jī)械類,故系統(tǒng)壓力不用選取太大。本次設(shè)計采用1個液壓缸，目的是便于安裝和推動更為合理，由于采用的是3把夾緊凸輪，故先計算理想狀態(tài)下每個液壓缸所承受的載荷: 再加上系統(tǒng)存在的摩擦已經(jīng)進(jìn)給環(huán)推動所需的力，每個液壓缸說能承受的實際載荷：，各種濃蔭機(jī)械常用系統(tǒng)的工作壓力表可知：農(nóng)用機(jī)械以及小型工程機(jī)械工作壓力為：此處只需選用最小工作壓力就行根據(jù)系統(tǒng)工作壓力和液壓缸的實際載荷，初定液壓缸的內(nèi)徑：主要考慮受拉過程，只有在切割過程中才受到來自刀頭傳遞的載荷，故只考慮受拉過程。內(nèi)徑計算值液壓缸的內(nèi)徑都采用標(biāo)準(zhǔn)， 當(dāng) ，液壓缸內(nèi)徑取標(biāo)準(zhǔn)值，當(dāng)時外徑為此液壓缸采用無縫鋼管為材料，根據(jù)主機(jī)的運動要求，必須實現(xiàn)雙作用，只需用但活塞桿推動往返運動選擇液壓缸為無緩沖式雙作用液壓缸 安裝形式為常見的頭部外法蘭型當(dāng)時， 取活塞桿的直徑 液壓缸的示意圖如所示： 圖310液壓缸示意圖 皮帶輪張緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計 皮帶傳動裝置需要張緊，有一定的可調(diào)距離，以便于皮帶的安裝和拆裝，皮帶打滑時也可以有一定的范圍使得皮帶張緊，防止打滑?？烧{(diào)式電機(jī)支撐板選用可由《機(jī)械設(shè)計手冊》第2卷有關(guān)支撐章節(jié)查知，本設(shè)計采用的如下圖所示的結(jié)構(gòu)，本機(jī)器裝置寬度小，滑動式電機(jī)支撐板不適合，螺栓式電機(jī)支撐板可以有更大的可調(diào)空間，需要調(diào)整空間小。 此設(shè)計采用雙螺栓支撐板，用螺栓進(jìn)行上下調(diào)節(jié)，采用標(biāo)準(zhǔn)螺栓和鉸座進(jìn)行連接，使調(diào)整更為合理。調(diào)整螺桿和鉸座之間用軸進(jìn)行連接。電動機(jī)和支撐板重量大約150kg，加上傳動力為20KN，此處四個螺桿承.835
在考慮其它因素的情況下，調(diào)整螺桿采用M16。結(jié)構(gòu)如下面圖311所示：圖311皮帶輪張緊機(jī)構(gòu)示意圖 夾緊凸輪的設(shè)計夾緊凸輪是夾緊裝置的關(guān)鍵性部件，其設(shè)計的主要是設(shè)計其內(nèi)的夾緊曲線，其方程為凸輪曲線為：R=r+k，其中為(030)，k=。 夾緊的原理：液壓缸推動夾緊凸輪，夾緊凸輪推動其內(nèi)的夾爪，夾爪互成120，當(dāng)夾緊凸輪轉(zhuǎn)動約30時完成一次夾緊，所以值范圍：030。夾緊曲線的曲率半徑增量與所轉(zhuǎn)過的角度成正比，故其曲線方程為：R=r+k。夾緊凸輪裝配體 夾緊凸輪的曲線圖312夾緊凸輪機(jī)構(gòu)
本章小結(jié)本章對端面凸輪式式滾切機(jī)本體進(jìn)行了設(shè)計，包括刀具設(shè)計計算及校核，刀架的設(shè)計計算及與徑向進(jìn)給齒條相對位置調(diào)整設(shè)計，徑向進(jìn)給齒條、滑槽、齒輪座相對滑動結(jié)構(gòu)設(shè)計，齒輪齒條參數(shù)選擇及齒輪軸強(qiáng)度校核，軸向進(jìn)給齒條與滾筒結(jié)構(gòu)設(shè)計，滾筒軸承的選取，進(jìn)給架、進(jìn)給環(huán)設(shè)計，電動機(jī)選取，皮帶輪設(shè)計，液壓缸的設(shè)計，皮帶輪張緊機(jī)構(gòu)的設(shè)計。第4章 部件設(shè)計 夾緊裝置設(shè)計夾緊裝置分為入口夾緊裝置和出口夾緊裝置，各由一個液壓缸驅(qū)動，通過凸輪、滾輪和夾爪傳動，三把夾爪互成120可自動使鋼管中心與滾切機(jī)中心對齊，并且穩(wěn)定結(jié)構(gòu)簡單。為了防止?jié)L刀切斷管材后，管材與刀刃碰撞而損壞滾刀和切口，如總圖所示，在出口端的夾緊置上，加裝了一個分離液壓缸，以保證切斷后不打刀。主視圖 左視圖圖41夾緊裝置的圖示第5章 滾切機(jī)總體設(shè)計有前面的參數(shù)設(shè)定和總體行程設(shè)定，確定了刀尖運行時間為6秒，刀具徑向行程為18，速度為3。，在理想狀態(tài)下，小車運行距離 當(dāng)然在實際中，小車的加速和停止過程，是一定會運動一段距離的，所以必須在小車運行軌道上留出一段距離，本設(shè)計設(shè)計根據(jù)具體需要和安裝是總體考慮，確定小車行走距離最大行程。小車上的托輥、進(jìn)出卡緊器和滾切機(jī)本體都有具體的長度，再考慮各個裝置之間必須留有一段距離以實現(xiàn)拆裝，故列出小車上的幾個裝置基本參數(shù)如下： 出口卡緊器長度： 入口卡緊長度： 滾切機(jī)本體長度： 小車的理想長度：如所繪制的滾切機(jī)整體圖所示，出口卡緊跟入口卡緊不同，其結(jié)構(gòu)比入口卡緊復(fù)雜，其目的是為了保護(hù)刀片。在滾切機(jī)整個裝置中，刀片由于結(jié)構(gòu)的特殊性，其承受的應(yīng)力大，是非常容易折斷的，特別是刀片固定在刀架上，理想狀