【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 4 頁(yè) 2 般小型卷板機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn)分析 輥卷板機(jī) 雙輥卷板機(jī)的原理如圖 所示： 圖 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，壓人下輥的彈性層中，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。上輥壓人下輥的深度，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)： ，加工速度快； 成型的可能； 、切口、起伏成型等加工，也不致產(chǎn)生折裂及不規(guī)則翹曲等； 皺折，不在制件表面造成劃痕； ，即使倆棍輪的間距有所變動(dòng)而制件的直徑也不發(fā)生變化，因此設(shè)備精度不是很高也行，使用的是簡(jiǎn)單的裝置等等。 另一方面，二棍卷板機(jī)的缺點(diǎn)是 輥輪，故不適于多品種小批量生產(chǎn)； （最大加工板料 6~9mm）。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 5 頁(yè) 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，圓錐形或弧形工作。 對(duì)稱式三棍卷板機(jī)結(jié)構(gòu)及特點(diǎn) 對(duì)稱式三棍卷板機(jī)，由工作輥、機(jī)架、傳動(dòng)系統(tǒng) 和機(jī)座等組成。通常兩個(gè)下輥為主動(dòng)輥，相對(duì)于上輥?zhàn)鲗?duì)稱布置，上輥為從動(dòng)輥，可垂直調(diào)節(jié)，所以也稱對(duì)稱上調(diào)式三棍卷板機(jī)。機(jī)器一側(cè)安裝有傾倒軸承，稱為機(jī)器的傾倒側(cè)，另側(cè)安裝有傳動(dòng)系統(tǒng)，稱為機(jī)器的傳動(dòng)側(cè)。除去全機(jī)械傳動(dòng)的對(duì)稱式三棍卷板機(jī)，還有半液壓半機(jī)械傳動(dòng)的對(duì)稱式三棍卷板機(jī)。傳動(dòng)側(cè)的翹起機(jī)構(gòu)和傾倒側(cè)的軸承傾倒機(jī)構(gòu)均是為方便卸下卷制成形的筒件。通過(guò)傾倒機(jī)構(gòu)能把軸承體傾倒 85176。~90176。，翹起機(jī)構(gòu)可把上工作輥翹起 1176。~3176。在中小型對(duì)稱式三棍卷板機(jī)中大多采用手動(dòng)傾倒機(jī)構(gòu)和手動(dòng)翹起機(jī)構(gòu)。在大型的對(duì)稱式三棍卷板機(jī)中，大多采用 液壓驅(qū)動(dòng)的翹起機(jī)構(gòu)傾倒機(jī)構(gòu)。 結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊，質(zhì)量輕、易于制造、維修、投資小、兩側(cè)輥可以做的很近。形成較準(zhǔn)確，但剩余直邊大。一般對(duì)稱三輥卷板機(jī)減小剩余直邊比較麻煩。 不對(duì)稱三輥卷板機(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 所示： 圖 三輥卷板機(jī)工作原理圖 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 6 頁(yè) 對(duì)稱式三輥卷板機(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)彎，使剩余直邊接近理論值。 不對(duì)稱三輥卷板機(jī)，剩余直邊小于兩下輥中心的一半，如圖 所示，它主要卷制薄筒（一般在 323000 以下）。 方案的確定 通過(guò)上節(jié)一般小型卷板機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的分析，根據(jù)各種類型卷板機(jī)的特點(diǎn)，再根據(jù)三輥卷板機(jī)的不同類型所具有的特點(diǎn)，最后形成本設(shè)計(jì)方案， 122020 對(duì)稱上調(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)。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。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 7 頁(yè) 3 傳動(dòng)設(shè)計(jì) 對(duì)稱上調(diào)式三輥卷板機(jī)如圖 3 所示： 圖 上調(diào)式三輥卷板機(jī)簡(jiǎn)圖 它是以兩個(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。 傳動(dòng)方案的分析及確定 卷板機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)分為兩種方式：齒輪傳動(dòng)和皮帶傳動(dòng)。 皮帶傳動(dòng)方式具有傳動(dòng)平穩(wěn)，噪音下的特點(diǎn)，同時(shí)以起過(guò)載保護(hù)的作用，這種傳動(dòng)方式主要應(yīng)用于具有一個(gè)主動(dòng)輥的卷板機(jī)。 齒輪傳動(dòng)方式具有工作可靠，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特點(diǎn)。 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) 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 8 頁(yè) 主傳動(dòng)系統(tǒng)的確定 圖 傳動(dòng)系統(tǒng) 所以選用了圓柱 齒輪減速器，減速器通過(guò)聯(lián)軸器和齒輪副帶動(dòng)兩個(gè)下輥工作。 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)，副傳動(dòng)系統(tǒng)如圖 所示。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 9 頁(yè) 4 動(dòng)力設(shè)計(jì) 主電機(jī)的選擇和計(jì)算 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： Q235A 屈服強(qiáng)度： σs=235MPa 抗拉強(qiáng)度： σb=420MPa 輥材： 50 Mn 屈服強(qiáng)度： σs=930MPa 抗拉強(qiáng)度： σb=1080MPa 硬度： HBS≤229HB 板厚： s=12 mm 板寬： b=2020mm 滾筒與板料間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)： m= 滾筒與板料間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)： f =（冷卷） 無(wú)油潤(rùn)滑軸承的滑動(dòng)摩擦系數(shù)： ? = 板料截面形狀系數(shù)： K1= （矩形） 板料相對(duì)強(qiáng)化系數(shù)： K0= （ A3 鋼） 板料彈性模量： E=105MPa 卷板速度： V≥6 m/min 2. 確定卷板機(jī)基本參數(shù) 下輥中心矩： t=(12~40)s =390mm 上輥直徑： mmtDa 3 ~ 1 ???????? 下輥直徑： ? ? mmDD ac ~ ?? 上輥軸直徑： ? ? mmDd aa ~ ?? 下輥軸直徑： ? ? 1 3 ~ ?? cc Dd 最小卷圓直徑： ? ? mmDD an 6 0 ~ ?? 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 10 頁(yè) 筒體回彈前直徑： mmESDMDDnSnn 6 0621 0???? ? 其中nDSKKMM 2 0100 ??為常數(shù)， 。 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： 1．成形 40%時(shí) 1）板料變形為 40%的基本參數(shù) mmDD n 51 60 ????? mmSDR ??????? 2390222s in ???????? cDSRt? ?? 2）板料由平板開(kāi)始彎曲時(shí)的初始彎矩 M1 )(106 9 3 7411 mmk g fWKM s ???????? ? 其中 W為板材的抗彎截面模量： 422 122 0 0 06 ????? bsW 3）板料變形 40%時(shí)的最大彎矩 sWR SKKM ?????????? ??? 2 2 392 4 ????????? ? ??? )( 7 mmkgf ??? 4） )( RRM n ?? ???消耗于變形的扭矩 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 11 頁(yè) ? ? 411 2DRRMMM n ???????? ????? ? ? 7 ??????? ?????? )(102 9 6 mmkgf ??? 上輥受力： ? ? k gfSR MP a 57 103 39 108 t a n22 ????????????? ???? 下輥受力： ? ? k gfSR MP c 57 101 39 108 s in2???? ???????? ???? 5）消耗于摩擦的摩擦阻力矩 2nM ? ? ???????? ????? ccacaacan dPDDdPPPfM 22 ? ? ? 55 ??????? ??????????? )(103 1 6 mmkgf ??? 6）板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩 3nM ? ? acaacan DDdPPPfM 22 ???? ? ? 55 103 002 2 401 803 ??????? ? ????????? )(103 8 6 mmkgf ??? 7）拉力在軸承中所引起的摩擦阻力矩 4nM cc nnn dD MMM ???? 314 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 12 頁(yè) ? ? )( 55 mmk g f ???????? 8）卷板機(jī)空載扭矩 空載扭矩與主動(dòng)輥、板材以及聯(lián)軸節(jié)的重量有關(guān)，一般忽略不計(jì)。 9）卷板機(jī)送進(jìn)板料時(shí)的力矩 0M )( 650 mmk g fDmPM cc ???????? 10）卷板時(shí)板料不打滑的條件： 310 nn MMM ?? ）mmk g fMM nn ???????? (106 7 8 9 66631 310 nn MMM ??因?yàn)?，所以滿足。 11）驅(qū)動(dòng)功率： ? ? )( 66321 mmk g fMMMM nnnn ?????????? ?? D VdfPMN 22 ?????? ?????? ??? ? ? ?? ? 56 ????????? 2．成形 70%時(shí) 1）板料變形為 70%的基本參數(shù) mmDD n 7 6 ????? mmSDR ??????? 2390222s in ???????? cDSRt? ?? 2）板料變形 70%時(shí)的最大彎矩 sWR SKKM ?????????? ??? 2 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 13 頁(yè) 2 672 4 ????????? ? ??? )( 7 mmkgf ??? 3） )( RRM n ?? ???消耗于變形的扭矩 ? ? 411 2DRRMMM n ???????? ????? ? ? 7 ??????? ????? )( 6 mmkgf ??? 上輥受力： ? ? k gfSR MP a a n22 7 ??? ????????? ???? 下輥受力： ? ? k g fSR MP c 57 s in2???? ???????? ???? 4）消耗于摩擦的摩擦阻力矩 2nM ? ? ???????? ????? ccacaacan dPDDdPPPfM 22 ? ? ? 55 ??????? ??????????? )(104 2 6 mmkgf ??? 5）板料送進(jìn)時(shí)的摩擦阻力矩 3nM ? ? acaacan DDdPPPfM 22 ???? ? ? 55 103002 ??????? ? ????????? 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì) 第 14 頁(yè) )( 6 mmkgf ??? 6）拉力在軸承中所引起的摩擦阻力矩 4nM cc nnn