【正文】 圖 對(duì)稱式卷板機(jī) 卷板機(jī)按輥位調(diào)節(jié)方式可以分為：上調(diào)式和下調(diào)式兩種，其中上調(diào)式可以分為橫豎上調(diào)式（機(jī)械或液壓調(diào)節(jié) ）；垂直上調(diào)式；下調(diào)式又可以分為不對(duì)稱下調(diào)式（機(jī)械或液壓調(diào)節(jié)）；對(duì)稱下調(diào)式（含垂直下調(diào)式）（液壓調(diào)節(jié)）水平下調(diào)式（液壓調(diào)節(jié)）。 垂直下調(diào)式：結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊；剩余直邊小，有時(shí)設(shè)計(jì)成上輥可以沿軸向抽出的結(jié)構(gòu)。它的缺點(diǎn)是：彎板時(shí)，板料有傾斜動(dòng)作，對(duì)熱卷及重型工件不安全，長(zhǎng)坯料必須先經(jīng)初彎，否則會(huì)碰地面。 水平下調(diào)式：較四輥卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊，操作方便剩余直邊小，坯料始終保持在同一水平面，進(jìn)料安全方便。其缺點(diǎn)是：上輥軸承間距較大，坯料對(duì)中不如四輥卷板機(jī)方便。 橫豎上調(diào)式：如圖 ，調(diào)節(jié)輥筒的數(shù)目最少，具有各種三 輥的優(yōu)點(diǎn)，而且剩余直邊小。其缺點(diǎn)：設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易處理。 圖 橫豎上調(diào)式 圖 立式 卷板機(jī)按照輥筒方位，可以分為立式和臥式。按上輥受力類型，可以分為閉式（上輥中部有托輥）和開(kāi)式（上輥無(wú)中部托輥），其中開(kāi)式又可以分為有反壓力裝置的和無(wú)反壓力裝置的。 8 立式：如圖 ，消除了氧化皮壓傷，矩形板料可保證垂直進(jìn)入輥間，防止扭斜，卷薄壁大直徑，長(zhǎng)條料等剛性較差的工件時(shí)，沒(méi)有因自重而下榻的現(xiàn)象，板樣測(cè)量較準(zhǔn)，占地面積小。其缺點(diǎn)是：短工件只能在輥筒下 部卷制，輥筒受力不均勻，易呈錐形；工件下端面與支撐面摩擦影響上下曲率的均勻性，卸料及工件放平料不方便，非矩形坯料支持不穩(wěn)定。 閉式：如圖 沒(méi)有活動(dòng)軸承機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，上輥加中間支承輥后可作得很細(xì)可彎到較大的曲率，上輥剛度好，工件母線直線度好，下輥間距小，可卷薄板且曲率較準(zhǔn)確，上輥行程大，有足夠的位置裝模具，可以作長(zhǎng)拆邊機(jī)用，但只能卷制圓心角小于 180 度的弧形板。 圖 閉式卷板機(jī) 圖 四輥卷板機(jī) 四輥卷板機(jī)有四個(gè)輥，（如圖 所示 ）上輥是主動(dòng)輥，下輥可以上下移動(dòng)，用以?shī)A緊鋼板，兩個(gè)側(cè)輥可以沿斜向升降，在四輥卷板機(jī)上可進(jìn)行鋼板的預(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，從而達(dá)到所要求的曲率。 它的優(yōu)點(diǎn)是： 預(yù)彎及卷圓時(shí)，鋼板可不調(diào)頭。 上下輥能夾緊鋼板，防止彎曲時(shí)滑脫。 側(cè)輥能起定位作用，在進(jìn)料時(shí)可使鋼板找正。 便于彎曲錐形件，橢圓形件及仿形加工。 綜合以上各種卷板機(jī)的綜合特點(diǎn)，在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我選擇了 W12 40X2021 型四輥卷板機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì) W12X2021 型四輥卷板機(jī)的 用途 9 W12X2021 型四輥卷板機(jī) 是專供金屬板的卷曲和彎曲圓筒之用，是鍋爐、造船、石油化工、水泥、電機(jī)及電器制造業(yè)中的主要設(shè)備之一。在常溫的情況下，它可以將長(zhǎng)達(dá) 2m，厚度達(dá) 40mm 的鋼板彎曲成圓柱面、圓錐面或任意形狀的柱面或其一部分，在加熱的情況下，它可以將長(zhǎng)達(dá) 2m,厚度達(dá) 70mm 的鋼板卷曲成圓柱形或其一部分，它可以對(duì)一些厚度大，用常規(guī)方法無(wú)法彎卷的鋼板進(jìn)行加工，在加工的過(guò)程中它還可以對(duì)金屬板端部進(jìn)行直接彎曲，免去了端部預(yù)彎的工序，這是四輥卷板機(jī)比一般三輥卷板機(jī)優(yōu)越之處。因此， W12X2021 型四輥卷板機(jī)在 鍋爐、造船、石油化工、水泥、電機(jī)及電器制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí)，這種設(shè)備的上市大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高了企業(yè)的效益。 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì) W12 40X2021 型四輥卷板機(jī)是以上輥為主動(dòng)輥，由主電動(dòng)機(jī)通過(guò)主減速器及聯(lián)軸器，從而帶動(dòng)上輥工作，下輥的作用是提供一定的向上力，（設(shè)該力為夾緊力 W），與上輥一起夾緊所卷鋼板，使上輥與被卷鋼板間產(chǎn)生足夠的摩擦力，在上輥旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠帶動(dòng)鋼板運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)側(cè)輥用以形成卷筒所需的曲率，使板料達(dá)到所需的目的。 在我設(shè)計(jì)的這臺(tái)四輥卷板機(jī)中，我采用了由主電動(dòng)機(jī)通過(guò)主減速器以 及聯(lián)軸器，從而帶動(dòng)上輥的旋轉(zhuǎn)。而下輥的運(yùn)動(dòng)我采用在下輥的兩端各放一個(gè)液壓缸，通過(guò)液壓缸內(nèi)的液壓油作用于活塞而使下輥能夠?qū)崿F(xiàn)上下的升降運(yùn)動(dòng)，以便夾緊鋼板，用液壓系統(tǒng)來(lái)控制下輥筒的升降以及兩個(gè)液壓缸在上升的過(guò)程中保持同步上升。在下輥的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)側(cè)輥，兩個(gè)側(cè)輥分別由兩個(gè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)兩個(gè)單級(jí)減速器以及聯(lián)軸器帶動(dòng)；兩個(gè)電動(dòng)機(jī)可以分別單獨(dú)控制也可以同時(shí)控制，兩個(gè)側(cè)輥可以沿著機(jī)架導(dǎo)軌做傾斜運(yùn)動(dòng)，通過(guò)絲桿絲母蝸輪蝸桿傳動(dòng)。 第 2 章 卷板機(jī)軸輥受力分析 作用在卷板機(jī)輥?zhàn)由系膹澢ぞ? 板料的最大變形彎矩 M SWRSKM ??????? ?? 39。01 2K mmkg? 10 板料具有原始曲率半徑 R1 時(shí)的初始變形彎矩 SWRsKKM ????????? ?? 101 2 mmkg? 式中：1K截面的形狀系數(shù)，矩形斷面取 ?K 0K材料的相對(duì)強(qiáng)化模數(shù)，對(duì)于 30， 35 鋼取 140 ?K W 為橫截面的斷面模數(shù)，矩形截面 6/2?BW? ， (B 為材料寬度， s? 為板材的屈服極限， 35 鋼 s? =250MPa)；則 W= ? R 為彎曲最小半徑，在最大彎矩產(chǎn)生于板材彎成上輥半徑時(shí)，得到彎曲的最小半徑。（ 221 BDR ?? ，1D為上輥直徑 ， mm。 B 為板材厚度， mm）。 sG 為板材屈服極限 sG =250MPa 1R 為板料由平板（ ??1R ）開(kāi)始彎曲時(shí)的初始變形彎矩 swkM ???? 11 kgfmm ? ? k g fm mM 75 6 ????????? k g fm mM 751 ?????? 卷板機(jī)的空載扭矩 ? ? 23214 dGGGM n ??? ? kgfmm 式中： 1G 、 2G 、 3G 分別為板料、萬(wàn)向接送和主動(dòng)輥的重量（ kg） d主動(dòng)輥軸頸的直徑（ mm） 11 ? 滑動(dòng)摩擦系數(shù)。用青銅軸套時(shí)，取 ? = k g fD t L rG 361 1 ????????? ? k gfLrdG 36223 ???????? ? 所以對(duì) 321 GGG ?? 取 3101? 則： 334 ??????nM kgfmm 四輥卷板機(jī)的卷板力 側(cè)輥所受的力為 ?s in2?????? ?? SRMPC =??????? ??25sin240260 7 = ? k gfP H 52 ?????? 所加液壓力 輥筒所受到的 力為 ?tgSRMPa ?????? ??22 =??????? ???25240260 7tg= ? 則 Haa PPP ??39。 = k g f55 )( ???? 12 將板料從平板彎曲到 39。R 時(shí)消耗于板料變形的扭矩 1nM ? ? 411 39。11 an DRRMMM ?????? ??? 因?yàn)???1R ， 所以 mmk gfMn ???????? 7771 480)( 消耗于摩擦阻力的扭矩 2nM ???????? ???????? babHcaccaaHcan DDdPDDdPdPPPPfM 22)22(2 ? 式中： f滾動(dòng)摩擦系數(shù)（ mm）滾筒與板料間。冷卷 f= 熱卷 f=2 mm，工作輥與支承輥間 f=. ? ad 、 bd 、 cd 分別為 a 、 b 、 c 、 輥 軸 徑 ， 其 中 ad =288mm, bd =240mm, cd =204mm。 所以將上面數(shù)值代入得： mmkg fM n ??? 72 板料松緊的摩擦阻力 TM ? ? ???????? ?????babHcadaHcaT DDdPDDPPPPPfM 222 ? ?????? ?????????? 556 = ? 13 送進(jìn)板料所需的拉力 T ? ? 21 aTn DMMT ?? ? ? 77 ????? ?? 拉力在軸承中所引起的摩擦損失 nsM ? ? aaTnns DdMMM ??? 1 ? ? 77 ?????? ?? 機(jī)器送板料的總力矩 PM 2)(1 aHap DppM ?? ? 式中； 1? 輥筒與未加工板料見(jiàn)滑動(dòng)摩擦系數(shù) 1? = ? ? 55 ??????pM ?? 驅(qū)動(dòng)扭矩 4321 nnnnn MMMMM ???? 5377 ???????? ?? 作用在卷板機(jī)輥?zhàn)由系膲毫Γ◤澢Γ? KNt hbP s 40225022 22 ????????? ? 式中： s? 鋼板材料的屈服極限 b鋼板的寬度 (m) h鋼板厚度 (mm) t兩側(cè)輥間的中心距（ mm） 14 作用在卷板機(jī)輥?zhàn)由系膹澢ぞ? rhbDM sK 142 2 ????? ? 式中： D輥?zhàn)虞伾碇睆? r能夠卷最小鋼管直徑 則： mkNMk ??????? 14 40225024802 第 3 章 電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算 功率計(jì)算 ?? 122 ???????? ?????? ???? DvdfPMN K 確定式中各參數(shù)的值： f輥?zhàn)优c鋼板的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，鋼板為 d輥筒的軸徑 v輥身線速度 ? 傳動(dòng)效率， ? 輥?zhàn)虞S承處摩擦系數(shù)，滑動(dòng)軸承為 — ?????????? ?????? ?????N = 考慮到工作機(jī)器的安全系數(shù)，取功率為 45KW 的主電動(dòng)機(jī)。 電動(dòng)機(jī)的選擇 15 由于四輥卷板機(jī)在工作中沒(méi)有什么特殊的要求，因此在本次設(shè)計(jì)中我選用Y 系列的電動(dòng)機(jī)。 Y 系列的電動(dòng)機(jī)具有效率高，性能好，噪聲小，體積小，重量輕，運(yùn)行可靠，維修方便的特點(diǎn)，主要應(yīng)用于灰塵多、土揚(yáng)水濺的場(chǎng)合、如農(nóng)用機(jī)械、礦山機(jī)械、攪拌機(jī)、碾米機(jī)等，為一般用途電動(dòng)機(jī)。 根據(jù)前面計(jì)算的結(jié)果，主電動(dòng)機(jī)選擇 Y280M8 型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率 45KW，滿載轉(zhuǎn)速 740r/min，額定轉(zhuǎn)矩 ，最大轉(zhuǎn)矩 ，質(zhì)量 592kg. 第 4 章 主減速器的設(shè)計(jì) 電動(dòng)機(jī)的確定 按照設(shè)計(jì)要求以及工作條件選用 Y 系列三相異步電動(dòng)機(jī)，臥式封閉結(jié)構(gòu)，電壓 380V。 電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇，根據(jù)前面計(jì)算的結(jié)果，主電動(dòng)機(jī)選擇 Y280M8 型三相異步電動(dòng)機(jī)，額定功率 45KW，滿載轉(zhuǎn)速 740r/min，額定轉(zhuǎn)矩 ，最大轉(zhuǎn)矩，質(zhì)量 592kg. 減速器中各部分的傳動(dòng)效率如下： c? 聯(lián)軸器效率， c? = g? 閉 式圓柱齒輪傳動(dòng)效率 ， g? = b? 一對(duì)滾動(dòng)軸承效率 ， b? = cy? 主輥的傳動(dòng)效率， cy? = 則各部分的傳動(dòng)效率： c?? ?01 = gb??? ?12 η12= gb?? = ?? 16 gb??? ?32 = ?? gb??? ?34 = ?? gbw ??? ?4 = ?? 總? = ????? (2)工作輥的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速 wn = m in/ 0610 00 r?? ?? 取 wn =4r/min 傳動(dòng)比的分配 總傳動(dòng)比 總i = 1854740 ??wmnn 由傳動(dòng)方案可知 ： 101?i ； 145?i 所以本設(shè)計(jì)的三級(jí)減速器的總傳動(dòng)比為 185?i , 主減速器傳動(dòng)系統(tǒng)各級(jí)傳動(dòng)比的分配如下： 101?i ?i ?i 534?i 145?i 傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì) 、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下 ： 0 軸：（電動(dòng)機(jī)軸） m in/7400 rnn m? kwpp m 450 ?? 17 mNnpT ?????? 5095 50 000 1 軸：（減速器的高速軸） min/7400101 rinn ?? kwpp ????? ? mNiTT ???????? 7 8 0010101 ? 2 軸（減速器的中間軸） min/ rinn ??? kwpp 6 0 ???? ?? mNiTT ???????? ? 3 軸（減速器的另一根中間軸） m in/ rinn ??? kwpp 6 0 ???? ?? mNiTT ???????? ? 4 軸（減速器的低速軸） min/ rinn ??? kw