【正文】 第 11 頁（共 54 頁） 加工 板料： Q235A 屈服強(qiáng)度 ：σ s=235MPa 抗拉強(qiáng)度 ：σ b=420MPa 輥材： 50 Mn 屈服強(qiáng)度 ：σ s=930MPa 抗拉強(qiáng)度 ：σ b=1080MPa 硬度 ： HBS 229? HB 板厚： s=12 mm 板寬： b=2020mm 滾筒與板料間的滑動摩擦系數(shù) ： ?m 滾筒與板料間的滾動 摩擦系數(shù)： f = 無油潤滑軸承的滑動摩擦系數(shù) ： 39。 主傳動系統(tǒng)的確定 傳動系統(tǒng)如圖 11 所示 ： 三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì) 第 10 頁（共 54 頁） 圖 11 傳動系統(tǒng)圖 所以 選用了圓柱齒輪減速器，減速比 i=，減速器通過聯(lián)軸器和齒輪副帶動兩個(gè)下輥工作。 傳動設(shè)計(jì) 第 9 頁（共 54 頁） 圖 9 齒輪式傳動系統(tǒng)圖 這種傳動方式的特點(diǎn)是：工作可靠，使用壽命長，傳動準(zhǔn)確，效率高，結(jié)構(gòu)緊湊，功率和速度適用范圍廣等。工作時(shí)，由蝸輪副轉(zhuǎn)動蝸輪內(nèi)螺母，使螺桿及上輥軸承座作升降運(yùn)動。 3 傳動設(shè)計(jì) 對稱上調(diào)式三輥卷板機(jī) 如圖 8 所示 ： 圖 8 對稱上調(diào)式三輥卷板機(jī) 它是以兩個(gè)下輥為主動輪 ，由主動機(jī)、聯(lián)軸器、減速器及開式 齒輪副驅(qū)動。 三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì) 第 8 頁（共 54 頁） 本章小結(jié) 經(jīng)過對幾種運(yùn)動方案的分析和論證比較，雙輥卷板機(jī)雖然不需要預(yù)彎，但是它的生產(chǎn)加工中板材的厚度是有一定的限制的，并且只能在小批量的生產(chǎn)中使用。經(jīng)過上面的幾個(gè)論證比較，我們可以得出，雖然雙輥卷板機(jī)的操作簡單但是對于我們設(shè)計(jì)的板厚為 12mm 的板材加工就不適合了 。但質(zhì)量體積大，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。 雙輥 卷板機(jī)具有 其他卷板機(jī)沒有的優(yōu) 點(diǎn)： 工，因此生產(chǎn)的速度很快 ； ，價(jià)格低廉 3 對于各種不同類型的材料都能進(jìn)行加工 。 但是在發(fā)生變化時(shí)的下輥體積沒有發(fā)生過變化 ， 所以 壓力便向四面?zhèn)鬟f， 使得產(chǎn) 1 2 3 三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì) 第 6 頁（共 54 頁） 生了強(qiáng)度很大且不停作用 的反壓力，迫使板料與剛性 輥 連續(xù)貼緊， 最終使的板材能夠被卷制出圓桶 。但 是最近卻是冷卷的能力在不斷的發(fā)展中 。 由于卷板機(jī)的飛速發(fā)展，帶動了卷板機(jī)的下游企業(yè)的發(fā)展，例如一些焊接、檢測、材料等行業(yè)，卷板機(jī)的研究和創(chuàng)新帶動了我過的機(jī)械加工工業(yè)的發(fā)展。八十年代中期，這個(gè)廠家又對該卷板機(jī)進(jìn)行了改進(jìn)，將液壓技術(shù)應(yīng)用了進(jìn)來，還對筒形進(jìn)行了較圓，這樣就很大程度上提高了該機(jī)器的效率。工作原理如 下 圖 2 所示。 假如要卷制的 圓筒 的半徑比正常的要大時(shí)，可以直接在正常的溫度中進(jìn)行卷制成圓 ， 假 如 要卷制的 圓筒 的半徑比正常的要小并且鋼板的厚度較大的時(shí)候，就必須要先把鋼板進(jìn)行加熱使得鋼板更能被卷制成圓 。輔運(yùn)動指上輥的上升或下降運(yùn)動，以及上輥在 O1 垂直平面的上翹、翻邊運(yùn)動等。 因此它主要是對卷板機(jī)的輔助運(yùn)動，可以使它更好的卷制出合格的物件。 卷板機(jī)的運(yùn)動形式 大體上可以 分為 兩種運(yùn)動，分別是主運(yùn)動和輔運(yùn)動。因此生產(chǎn)出來的物件質(zhì)量是非常的高的，目前國內(nèi)一般情況下采用冷卷 較多。 但是由于現(xiàn)在的卷板機(jī)都是低速大扭矩的卷板機(jī) ， 所以 傳動系統(tǒng)體積 過于 龐大， 卷板機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的功率較大 ， 并且在啟動的時(shí)候電能的上下起伏太大，因此現(xiàn)在大型的卷板機(jī)都是在用 液壓傳動。 與外國的工作輥（一般以工作輥的配置方式劃分）劃分方式不同， 國內(nèi) 基本都 以工作輥調(diào)整形式及數(shù)量 作為 標(biāo)準(zhǔn) ，實(shí)行 分類，一般分為： 特殊用途卷板機(jī)：有雙輥卷板機(jī) 、船泊式 卷板機(jī) 、立 體 式卷板機(jī)、多 功能 卷板機(jī)和錐體 式 卷板機(jī)等。我國也是制造業(yè)非常發(fā)達(dá)的 大國，因此更應(yīng)該花費(fèi)資金投入機(jī)械制造業(yè)去，去研究和發(fā)展。當(dāng)一個(gè)國家的機(jī)械制作非常發(fā)達(dá)是，它的國民經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)水平也會是非常的厲害，因此世界各國都把發(fā)展機(jī)械制造業(yè)作為振興和發(fā)展本國經(jīng)濟(jì)的戰(zhàn)略重點(diǎn)之一。一個(gè)國家的技術(shù)的發(fā)展與進(jìn)步離不開機(jī)械制造業(yè)。努力地研究機(jī)械裝備技術(shù)可以讓我們國家的經(jīng)濟(jì)實(shí)力和科學(xué)技術(shù)都能得到發(fā)展。該 通用 設(shè)備 可應(yīng) 用于造船、鍋爐、石油、化工及機(jī)械制造行業(yè) 等 。 機(jī)械傳動式卷板機(jī)已經(jīng)有很長的發(fā)展時(shí)間 ， 但是 由于 它的機(jī)械運(yùn)動簡單，工作性能很好，制造價(jià)格很低 ， 因此在很多中、小型的卷板機(jī)仍然使用中 。由于板材在生產(chǎn)加工中的候沒有加熱的過程，所有也就不會有麻點(diǎn)和氧化鐵皮等缺點(diǎn)。卷板機(jī)的工作性質(zhì)也非常的簡單，首先使板材在未加熱的狀態(tài)下，然后必須按照規(guī)定的屈服極限，最后就是來卷制出最大板材厚度與寬度時(shí)最小卷筒直徑。 輔運(yùn)動 就 是 被動運(yùn)動，它是對 卷板機(jī)在卷板過程中 輥的升降和板材的翻轉(zhuǎn)等形式運(yùn)動的總稱 。 前言 第 3 頁（共 54 頁） 圖 1 三輥卷板機(jī)工作原理圖 由 圖 1：主運(yùn)動指上輥繞 O1，下輥分別繞 O O3 作順時(shí)針或逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)。 卷板 是 鋼板在卷板機(jī)中的動能的作用下 ， 從而讓 鋼板 中的的外部的纖維變的比以前更長了 ， 而內(nèi)部的纖維卻變的比以前短了， 產(chǎn)生 的卷板成型 。 板材彎曲受到的壓力是通過卷板機(jī)上面的上輥軸向下移動的過程中形成的壓力，從而使得硬度較大的板材彎曲 。 我國的卷板機(jī)最早發(fā)源于六十年代，最早使用機(jī)械傳動的是三輥卷板機(jī)，這種卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)非常簡單，但是也有一些缺點(diǎn)就是不能將板材端部彎曲，發(fā)展到了七十年代后，一些研制機(jī)構(gòu)，研制出來了一種機(jī)械傳動的卷板機(jī)，這種卷板機(jī)改進(jìn)了缺點(diǎn)了，可以直接對板材的端部進(jìn)行彎曲，同時(shí)也改進(jìn)了卷板機(jī)的性能，但是他的結(jié)構(gòu)太過于龐大，制造起來也很麻煩，所以沒有得到推廣。 隨著國家的經(jīng)濟(jì)、技術(shù)等各方面水平的不斷提升，國家對卷板機(jī)的支持力度也越來越大，很多企業(yè)都對卷板機(jī)不斷的改進(jìn)，有些還引進(jìn)了一些國外的高新技術(shù)，目前，我國的卷板機(jī)研制技術(shù)已經(jīng)達(dá)到了亞洲的先進(jìn)水平。正常情況下冷態(tài)卷制的能力是熱態(tài)卷制能力的一半左右 。當(dāng) 卷板機(jī)開始工作的時(shí)候，首先 下 輥開始作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，促使板料和上輥在運(yùn)動的壓力作用下，將板材壓進(jìn)下輥的彈性層中，從而使下輥 發(fā)生彈性變形。 這是雙 輥卷板機(jī)工藝的一個(gè)重要特點(diǎn) 。特點(diǎn)是板材對中方便，工藝通用性廣，可直接完成板材的預(yù)彎，卷圓時(shí)無需掉頭，可以矯正扭斜錯(cuò)邊等缺陷，可即位裝配電焊。 方案的確定 要想得到一個(gè)合理并且實(shí)用的設(shè)計(jì)方案，那么就要注重這個(gè)方案的技術(shù)上要實(shí)用，而且維修和操作要方便，并且工作時(shí)要安全可靠。因此我結(jié)合上面的種種條件和實(shí)際需要，最終我確定了設(shè)計(jì)方案為：對稱式三輥卷板機(jī)。所以通過這三種卷板機(jī)的相互比較最終決定采用三輥卷板機(jī)。由單獨(dú)的傳動系統(tǒng)控制，主要組成是：上輥升降電動機(jī)、減速器、蝸輪副、螺母。如圖 9 所示。 傳動系統(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)主動輥，而且要求結(jié)構(gòu)緊湊，傳動準(zhǔn)確，所以 選用齒輪傳動。 本章小結(jié) 通過對資料上的運(yùn)動方式進(jìn)行研究和分析，然后再和三輥卷板機(jī)的運(yùn)動形式和工作的安全性相結(jié)合，最后可以選擇齒輪傳動為主傳動，選擇蝸輪蝸桿傳動為副傳動。 22 cts DR? ? ? ????? 三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì) 第 12 頁（共 54 頁） ? ? 2） 板料由平板開始彎曲時(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 4） 板 料 從 139。 4 DM 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 6） 板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩 TM 動力設(shè)計(jì) 第 13 頁（共 54 頁） ? ?2 2caT a c a aDdM f P P m P 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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 10?? kgfmm 10）卷板時(shí) 板料不打滑的條件 ： 14n T n pM M M M? ? ? 6 6 314 3 . 2 9 2 1 0 1 . 3 8 1 1 0 9 . 8 8 1 0n T nM M M? ? ? ? ? ? ? ? 10?? kgfmm 2[]2qncdVN 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 . 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) 39。 3 6 7 .8 6 22nDSR ???mm 39022 0 .3 9 53 6 7 .8 6 2 6 1 2 039。50 . 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 2 939。 nR R M變 化 到 時(shí) 的 板 料 變 形 彎 矩 動力設(shè)計(jì) 第 15 頁（共 54 頁） ? ? 411n DRRMMM ???????? ??? ? ? 761 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??? ? ? ? ? ? ? ????? kgf 2 39。39。mm 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 6 240 n T cdM M M m D?? ? ? ? ? ? ? ? 10?? kgfmm 因 14n n T PM M M M? ? ?，所以滿足。 5 6 2 . 8 9 90 . 9 0 . 9nDD ? ? ?mm 39。mm 7 50 . 90 . 90 . 9 0 . 92 2 1 . 9 6 5 1 039。39。 39。mm 6） 拉力在軸承中所引起的摩擦損失 3nM ? ? ? ?39。mm 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 三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì) 第 18 頁（共 54 頁） 2[]2qncdVN 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) 39。 0 sWRSKKM ??????? ?? 39。 nR R M變 化 到 時(shí) 的 板 料 變 形 彎 矩 ? ? 411n DRRMMM ???????? ??? 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??? ? ? ? ? ????? 10??kgf 22cMPSR S in ??? ? ? ??? ??????? kgf 4） 消耗于摩擦的扭矩 2nM ? ?2 39。2 a a c a cadDM f P P m P m P dD??? ? ? ? ? 動力設(shè)計(jì) 第 19 頁（共 54 頁） ? ? 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? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 10?? kgfmm 8） 空載時(shí) 的 扭矩 34 10nM ??kgf 10） 驅(qū)動功率 1 2 3 4n n n n nM M M M M? ? ? ? 56( 8. 97 2 27 .2 5 8. 52 9 0. 09 88 ) 10 4. 48 5 10? ? ? ? ? ? ?kgfmm) 106 106 106 105 摩擦阻力扭矩 Mn2 106 106 106 106 材料送進(jìn)時(shí)摩擦阻力扭矩 MT 106 106 106 106 空載力矩 Mn4 103 拉力引起摩擦扭矩Mn3 105 105 105 104 Mn1+MT+ Mn4 106 106 106 106 總力矩 Mp 106 106 106 106 驅(qū)動力矩 Mn 106 106 106 106 驅(qū)動功率 Nqc(kw) 5． 主電機(jī)的選擇 ： 由表 可知，成形量為 40%時(shí)所需的驅(qū)動功率最大，考慮工作機(jī)的安全系數(shù)，電動機(jī)的功率選 11kw。故選擇 YD90S—