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開題報(bào)告
課題
名稱
W11-6×1600卷板機(jī)設(shè)計(jì)
課題來源
導(dǎo)師課題
課題類別
工程設(shè)計(jì)
一.論文資料的準(zhǔn)備
1）W11系列卷板機(jī)的分類和特點(diǎn)
關(guān)于卷板機(jī)的分類，國外一般以工作輥的配置方式來劃分。國內(nèi)普遍以工作輥數(shù)量及調(diào)整形式等為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行混合分類，一般分為：
（1) 三輥卷板機(jī)：包括對稱式三輥卷板機(jī)、非對稱式三輥卷板機(jī)、水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)、傾斜下調(diào)式三輥卷板機(jī)、弧形下調(diào)式三輥卷板機(jī)和垂直下調(diào)式三輥卷板機(jī)。
（2) 四輥卷板機(jī)：分為側(cè)輥傾斜調(diào)整式四輥卷板機(jī)和側(cè)輥圓弧調(diào)整式四輥卷板機(jī)。
（3) 特殊用途卷板機(jī)：有立式卷板機(jī)、船用卷板機(jī)、雙輥卷板機(jī)、錐體卷板機(jī)、多輥卷板機(jī)和多用型卷板機(jī)等。
W11系列機(jī)械式三輥對稱式卷板機(jī)性能特點(diǎn)：上輥在兩下輥中央對稱位置作垂直升降運(yùn)動，通過絲桿絲母渦輪蝸桿傳動而獲得，兩下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)運(yùn)動，通過減速機(jī)的輸出齒輪與下輥齒輪嚙合，為卷制板材提供扭矩。該機(jī)缺點(diǎn)是板材端部需借助其它設(shè)備進(jìn)行預(yù)彎。
W11系列機(jī)械三輥非對稱式卷板機(jī)主要特點(diǎn)：上輥為主傳動，下輥垂直升降運(yùn)動，以便夾緊板材，并通過下輥齒輪與上輥齒輪嚙合，同時(shí)作為主傳動；邊輥?zhàn)鲀A升降運(yùn)動，具有預(yù)彎和卷圓雙重功能。結(jié)構(gòu)緊湊，操作維修方便。
2）國外卷板設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀
目前，國外卷板設(shè)備生產(chǎn)水平較高的有瑞士、意大利、德國、日本等國家。這些國家對板厚小于38mm的板料的卷制，大多采用機(jī)械式或機(jī)液混合驅(qū)動式.對板厚大于40mm的板料的卷制，多采用全液壓驅(qū)動式卷板機(jī)。由于三輥不對稱可調(diào)式卷板機(jī)較四輥卷板機(jī)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、價(jià)格低、耗電少，且具有四輥卷板機(jī)便于端部預(yù)彎、剩余直邊小等特點(diǎn)，已在不少國家得到廣泛開發(fā)和應(yīng)用。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，卷板設(shè)備也越來越多的采用計(jì)算機(jī)實(shí)行自動控制，使加工精度、工作效率大大提高，同時(shí)減少了工人的勞動強(qiáng)度、改善了工作條件。
國外著名廠家的產(chǎn)品如下：
瑞士 Chr.Haeusler 公司，生產(chǎn)世界上最大的四輥卷板設(shè)備—VRM-hy 4000 x150mm。
冷卷鋼板規(guī)格為:150×4000mm（最大厚度×最大寬度），熱卷規(guī) 格為 260×4000mm，主要用于核工業(yè)方面。 意大利 PROMAU 公司生產(chǎn)全液壓式“DAVI”系列四輥卷板機(jī)，它具有自 動平衡系統(tǒng)（ABS）、行星擺式回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌（PSG）、自動潤滑系統(tǒng)（ALS）、 節(jié)能系統(tǒng)（ESS）。國外生產(chǎn)卷板設(shè)備的著名廠家還有西德的瑟爾夫公司、福斯造船及機(jī)械公司；英國布郎克公司；日本富士車輛公司等。
3） 國內(nèi)卷板設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對國外卷板技術(shù)的不斷學(xué)習(xí)和引進(jìn)，使我國卷板設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)
有了很大提高。近幾年，我國生產(chǎn)的三輥可調(diào)式卷板機(jī)和四輥卷板機(jī)越來越多地代替了在卷板設(shè)備中一直占據(jù)主要地位的對稱三輥卷板機(jī)。隨著液壓產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步，國產(chǎn)液壓元件的精度、性能已達(dá)到較高的水平。所以，液壓傳動也越來越多的應(yīng)用于卷板設(shè)備中。目前，用于卷制中薄板的小功率卷板機(jī)多采用機(jī)械傳動或機(jī)液混合驅(qū)動，用于卷制厚板的大功率卷板機(jī)多采用液壓驅(qū)動或多電機(jī)同時(shí)驅(qū)動。但由于我國機(jī)械加工設(shè)備水平與加工技術(shù)水平與世界發(fā)達(dá)國家相比，仍有一定的差距，所生產(chǎn)的機(jī)械零部件和液壓元件的加工精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因機(jī)械摩擦造成的機(jī)械損失和因泄漏造成的液壓損失較高。所以卷制同等規(guī)格的鋼板，所需卷板機(jī)功率要高于國外的卷板機(jī)，使得卷板設(shè)備體積龐大，形體笨重。 另外，我國引進(jìn)國外數(shù)控卷板技術(shù)，在數(shù)控卷板工藝和設(shè)備研究方面作了大量工作。但無論國內(nèi)還是國外的卷板機(jī)，從數(shù)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)上看，還均不能達(dá)到令人滿意的結(jié)果，還不能根據(jù)被卷制坯料的材質(zhì)、規(guī)格尺寸、卷曲曲率等，正確計(jì)算和調(diào)整工藝參數(shù)，達(dá)到真正的全自動控制，而是需要較多的人工干預(yù)。
中國經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)增長，我國卷板機(jī)行業(yè)以平均15%以上的速度快速增長，精密鑄造卷板機(jī)市場異常活躍，進(jìn)一步規(guī)范卷板機(jī)市場，尤其是與精密鑄造工業(yè)密切相關(guān)的轎車增長較快，增大了對復(fù)雜、精密鑄造卷板機(jī)的需求。
卷板機(jī)制造業(yè)作為機(jī)床模具產(chǎn)業(yè)最大的買方市場，其中進(jìn)口設(shè)備70%用于卷板機(jī)，同時(shí)也帶動了焊接、涂裝、檢測、材料應(yīng)用等各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。卷板機(jī)制造業(yè)的技術(shù)革命，將引起裝備市場的結(jié)構(gòu)變化：數(shù)控技術(shù)推動了卷板機(jī)制造企業(yè)的歷史性的革命，數(shù)控機(jī)床有著高精度、高效率、高可靠性的特點(diǎn)，引進(jìn)數(shù)控設(shè)備在增強(qiáng)企業(yè)的應(yīng)變能力、
提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面起到了很好的作用，促進(jìn)了我國機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。因此，至2010年，卷板機(jī)工業(yè)對制造裝備的需求與現(xiàn)在比將增長12%左右，據(jù)預(yù)測，卷板機(jī)制造業(yè)：對數(shù)控機(jī)床需求將增長26%；對壓鑄設(shè)備的需求將增長16%；對纖維復(fù)合材料壓制設(shè)備的需求增長15%；對工作壓力較高的擠或沖壓設(shè)備需求增長12%；對液壓成形設(shè)備需求增長8%；對模具的需求增長36%；對加工中心需求增長6%；對硬車削和硬銑消機(jī)床的需求增長18%；對切割機(jī)床的需求增長30%；對精密加工設(shè)備的需求增長34%；對特種及專用加工設(shè)備需求增長23%；對機(jī)器人和制造自動化裝置的需求增長13%；對焊接系統(tǒng)設(shè)備增長36%；對涂裝設(shè)備的需求增長8%，對質(zhì)檢驗(yàn)與測試設(shè)備的需求增長16%。
二.本課題的目的（重點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問題）
畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科大學(xué)生完成學(xué)業(yè)中最重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是將在大學(xué)學(xué)到的理論知識系統(tǒng)化、條理化、實(shí)用化最關(guān)鍵的一環(huán)。通過本畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識和基本技能，提高分析與解決實(shí)際問題的能力；較復(fù)雜工程計(jì)算的工作能力；計(jì)算機(jī)繪圖的工程圖繪制能力。掌握一般機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟，掌握常用工程材料的性能和選配能力。盡快完成學(xué)生到工程技術(shù)人員的過渡。
1）本課題研究的重點(diǎn)
隨著高端主機(jī)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的迅速發(fā)展，無論是進(jìn)口零部件的價(jià)格、數(shù)量、水平還是交貨期，卷板機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造要更加關(guān)注體現(xiàn)全生命周期的綠色理念，“要力促產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高端化，鼓勵(lì)優(yōu)勢企業(yè)兼并重組，做大做強(qiáng)，都已感受到國際競爭伙伴越來越強(qiáng)烈的有意制約，要致力于傳統(tǒng)產(chǎn)品向精品的升級，解決傳統(tǒng)產(chǎn)品“做不好”“不做好”的痼疾，提升中國卷板機(jī)產(chǎn)品在國際國內(nèi)市場上的形象。加快卷板機(jī)產(chǎn)品向數(shù)字化、智能化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)卷板機(jī)產(chǎn)品功能的提升和可靠性的提高，卷板機(jī)工業(yè)要積極發(fā)展高效節(jié)能產(chǎn)品，也不僅在于將信息技術(shù)應(yīng)用于卷板機(jī)企業(yè)的經(jīng)營管理，使研發(fā)、生產(chǎn)和企業(yè)管理向信息化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，大幅度改善企業(yè)的經(jīng)營管理水平，卷板機(jī)工業(yè)中高耗能環(huán)節(jié)的熱加工企業(yè)更要重視節(jié)能減排和環(huán)境友好。
2）本課題擬解決的問題
（1）卷板機(jī)是一個(gè)對板材彎曲加工的設(shè)備，對機(jī)床輥?zhàn)铀艹惺艿膹澢ぞ?、齒輪箱的傳動比以及高速機(jī)斜齒圓柱齒輪傳動要求做出明確的計(jì)算，它將決定彎曲鋼板的厚度；
（2）卷板機(jī)要求輥?zhàn)觽鲃悠椒€(wěn)運(yùn)行，在很大程度上影響著工件質(zhì)量的加工，所以要設(shè)計(jì)好內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu)；
（3）上輥側(cè)架及上輥側(cè)架的轉(zhuǎn)動、連接問題；
（4）在三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)及使用過程中，通常會遇到回彈量控制、縱向很長零件中部凸起、縱向呈錐度和邊緣不平整等幾個(gè)問題。所以要減小設(shè)備的震動；
（5）加工效率是現(xiàn)代企業(yè)的追求之一，能夠方便快捷的安裝，拆卸工件，可以大大的提高效率，側(cè)架和工件供給的速度也可以影響加工效率。
三.主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
1）主要內(nèi)容
該卷板機(jī)結(jié)構(gòu)形式為三輥對稱式，上輥在兩下輥中央對稱位置通過錐齒輪傳動作垂直升降運(yùn)動，通過主減速機(jī)的末級齒輪帶動兩下輥齒輪嚙合作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，為卷制板材提供扭矩。規(guī)格平整的塑性金屬板通過卷板機(jī)的三根工作輥(二根下輥、一根上輥)之間，借助上輥的下壓及下輥的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動，使金屬板經(jīng)過多道次連續(xù)彎曲，產(chǎn)生永久性的塑性變形，卷制成所需要的園筒、錐筒或它們的一部分。該卷板機(jī)主要有一個(gè)上輥、兩個(gè)下輥、機(jī)架及驅(qū)動電機(jī)傳動機(jī)構(gòu)等部分組成。
本設(shè)計(jì)要求對該型卷板機(jī)做總體設(shè)計(jì)和上輥、下輥和機(jī)架等機(jī)構(gòu)做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
原始數(shù)據(jù)：（1）最大卷板厚度：6mm
（2）最大卷板寬度：1600mm
（3）卷板速度：7.52m/min
（4）滿載卷板最小直徑：∮350mm
（5）上輥直徑：∮160mm；下輥直徑：∮150mm；兩下輥中心距：210mm
（6）板材屈服極限：245MPa
2）研究方法
本次設(shè)計(jì)主要是根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法—比較法，即國內(nèi)外已有的同類型機(jī)種的參數(shù)尺寸，結(jié)合我們要設(shè)計(jì)機(jī)型的具體要求、參照來確定其參數(shù)。
3）研究思路
(1)電動機(jī)的選擇及運(yùn)動，動力參數(shù)的確定
(2) 傳動設(shè)計(jì)
傳動裝置中各傳動方式設(shè)計(jì)，包括布置方式，傳動精度等級，傳動參數(shù)強(qiáng)度等級設(shè)計(jì)，軸承形式的選擇。
(3) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
各傳動件結(jié)構(gòu)幾何尺寸，結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，強(qiáng)度校驗(yàn)。軸組件、軸承、聯(lián)軸器、箱體及各附件的選擇。
(4) 強(qiáng)度校驗(yàn):軸組件、軸承、鍵、銷強(qiáng)度校驗(yàn)。
(5) 工藝設(shè)計(jì):主軸或螺桿工件工藝分析，加工方法，工藝規(guī)程制訂
(6) 潤滑與密封:確定各傳動件潤滑方式，傳動裝置密封形式，選密封件及潤滑劑
四.總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）
3月25日-4月7日 確定方案、修改方案、最終通過方案。（二周）
設(shè)計(jì)人應(yīng)隨時(shí)將方案交指導(dǎo)老師審批，方案通過則繼續(xù)進(jìn)行，通不過則修改方案，在兩周內(nèi)必須通過方案。
4月8日-5月5日 撰寫計(jì)算書。（四周）
嚴(yán)格按規(guī)范要求撰寫計(jì)算書，包括頁面布置、字體、內(nèi)容、插圖等。插圖使用AUTOCAD繪制，圖文并茂，計(jì)算正確完整。
5月6日-6月9日 繪制工程圖。（五周）
圖量符合要求。
6月10日-6月16日 整理畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，準(zhǔn)備答辯
6月17日-6月22日 畢業(yè)答辯
五.主要參考文獻(xiàn)
[1]王政.焊接工裝夾具及變位機(jī)械性能、設(shè)計(jì)、選用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
[2]王政等.焊接工裝夾具及變位機(jī)械圖冊.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006
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[4]雷玉成等.焊接成型技術(shù)。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
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[6]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊.單行本.軸及其聯(lián)接.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997
[7]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)圖冊（上、下冊）.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997
[10]陸玉，何在洲，佟延偉遍.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
[11]吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊-2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003
[12]濮良貴.紀(jì)名剛，機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版），北京：高等教育出版社，2001
[13]劉鴻文.材料力學(xué)、北京，高等教育出版社，2004
指導(dǎo)教師意見：
指導(dǎo)教師簽名： 日期：
教研室意見：
教研室主任簽名： 日期：
系意見：
系領(lǐng)導(dǎo)簽名： 日期：
系蓋章
課題來源：導(dǎo)師課題、社會實(shí)踐、自選、其他
課題類別：工程設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、新品開發(fā)、軟件開發(fā)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文。