電動(dòng)銅管彎管機(jī)設(shè)計(jì)
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目 錄
目錄………………………………………………………………………………………………1
第一章 緒論……………………………………………………………………………………2
1.1 彎管機(jī)在工業(yè)中的地位和各種彎管機(jī)的性價(jià)比……………………………………………2
1.2 彎管機(jī)的基本原理與選擇……………………………………………………………………3
第二章 彎管機(jī)的設(shè)計(jì)……………………………………………………………………4
2.1 工件的工藝分析………………………………………………………………………………5
2.2 計(jì)算彎曲力矩…………………………………………………………………………………5
2.3 電機(jī)的選取……………………………………………………………………………………6
2.4 傳動(dòng)比的計(jì)算與各傳動(dòng)裝置的運(yùn)動(dòng)參數(shù)……………………………………………………8
2.5 皮帶與皮帶輪的計(jì)算與選取…………………………………………………………………9
2.6 蝸輪蝸桿減速箱的計(jì)算與選取………………………………………………………………9
2.7 聯(lián)軸器的計(jì)算與選取…………………………………………………………………………10
2.8 軸承的選取……………………………………………………………………………………10
2.9 軸的初步計(jì)算與設(shè)計(jì)及校核…………………………………………………………………14
2.10 齒輪的計(jì)算與設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………17
2.11 大小齒軸前后端蓋及軸承座的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………18
2.12 軸套的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………………………19
2.13 蓋板的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………………………………20
2.14 機(jī)身的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)與計(jì)算………………………………………………………………………21
2.15 彎管機(jī)的主要參數(shù)……………………………………………………………………………22
第三章 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)………………………………………………………………23
3.1 擋料架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)……………………………………………………………………………23
第四章 用電器選擇與電路………………………………………………………………24
4.1 各用電器的選擇與電路設(shè)計(jì)…………………………………………………………………24
設(shè)計(jì)總結(jié)…………………………………………………………………………………………27
參考文獻(xiàn)……………………………………………………………………………………………28
第1章 緒 論
1.1 彎管機(jī)在自工工業(yè)中的地位和各種彎管機(jī)的性價(jià)比：
現(xiàn)今工業(yè)發(fā)達(dá)，無論是哪一種機(jī)器設(shè)備、健身器材、家具等幾乎都有結(jié)構(gòu)鋼管，有導(dǎo)管，用以輸油、輸氣、輸液等，而在飛機(jī)、汽車及其發(fā)動(dòng)機(jī)，健身器材，家具等等占有相當(dāng)重要的地位。各種管型品種之多、數(shù)量之大、形狀之復(fù)雜，給導(dǎo)管的加工帶來了不少的困難。對(duì)于許多小企業(yè)，家庭作坊，或者大企業(yè)中需要配管的場合，如工程機(jī)械上的壓力油管，機(jī)床廠的液壓管道發(fā)動(dòng)機(jī)的油管健身器材的彎管等等，這些場合可能不需要功能全的彎管機(jī)，且加工的管件的難度不高，簡易手動(dòng)型的彎管機(jī)很可能適應(yīng)。這系列彎管機(jī)采用手動(dòng)夾緊，機(jī)械彎曲，機(jī)器結(jié)構(gòu)簡單，控制元件極少，因此價(jià)格上比較容易被用戶接受。
市面上現(xiàn)有的自動(dòng)彎管機(jī)大多數(shù)是液壓的，數(shù)控的(如圖1-1,1-2)，也有機(jī)械傳動(dòng)的，但它們的占地面積較大(長度在2.5~4m之間)，價(jià)格昂貴(2~5萬元人民幣或更多)，然而大多數(shù)用戶都需求是是小占地面積小價(jià)格便宜使用方便的自動(dòng)
本設(shè)計(jì)便是朝這方面的用途方面設(shè)計(jì)的自動(dòng)彎管機(jī)，設(shè)計(jì)出一種價(jià)格便宜,占地面積少,使用方便的自動(dòng)彎管機(jī)（長0.9M，寬0.8M，高1.1M，價(jià)格9000元人民幣左右），并著手對(duì)彎管機(jī)的性能更進(jìn)一步的強(qiáng)化，使其能彎曲不同口徑或不同的鋼型、采用制動(dòng)電機(jī)以提高彎曲機(jī)的彎曲精度。大大的簡化了電器控制系統(tǒng)，方便操作。
1.2 彎管機(jī)的基本原理與選擇
彎管機(jī)的彎曲原理,在普通情況下有以下二種情況，即滾彎式與纏繞式。
如下圖1-1、1-2分別是彎管原理圖。
二者各有優(yōu)缺點(diǎn)：
纏繞式主要用于方管的彎曲其結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而滾彎式主要用于圓管彎曲也可用于方管彎曲但沒有纏繞式好，但結(jié)構(gòu)簡單。故本彎管機(jī)采用滾彎式。
彎管的步驟大致是：
1.留出第1段直線段長度，并夾緊管子。
2.彎曲。
3.松開夾緊塊，取出管子，使模具復(fù)位。按管形標(biāo)準(zhǔn)樣件在檢驗(yàn)夾具上檢查管形，并校正。
其工作過程，電源線接上，把電源打開，此時(shí)電機(jī)是不通電的。當(dāng)按下SB1時(shí)接觸器KM1線圈得電，此時(shí)三對(duì)主觸頭閉合,一個(gè)常開開關(guān)KM1閉合通電，而另一個(gè)常閉開關(guān)KM1則打開斷電，且此時(shí)電機(jī)正轉(zhuǎn)，進(jìn)行彎曲工作，當(dāng)彎曲到定角度時(shí)（此角度由彎曲角度的大小而調(diào)整）碰到了行程開關(guān)X1,則接觸器KM1線圈斷電, 三對(duì)主觸頭斷開,一個(gè)常開開關(guān)KM1斷開 ,即電機(jī)斷電，由于電機(jī)是旁磁制動(dòng)電機(jī),故電機(jī)很快停止運(yùn)轉(zhuǎn)，常閉開關(guān)閉合。此時(shí)彎曲過程已經(jīng)完成，之后按下SB2,則接觸器KM2線圈得電，此時(shí)三對(duì)主觸頭閉合,一個(gè)常開開關(guān)KM2閉合通電，而另一個(gè)常閉開關(guān)KM2則打開斷電,此時(shí)電機(jī)反轉(zhuǎn)，當(dāng)轉(zhuǎn)回到初始位置時(shí)由于碰到了行程開關(guān)X2,則接觸器KM2線圈斷電，三對(duì)主觸頭斷開，一個(gè)常開開關(guān)KM2斷開，電機(jī)停止。
當(dāng)再次按下SB1時(shí)，則得反復(fù)工作。
其中電路中設(shè)有過載保護(hù)、短路保護(hù)。
當(dāng)在工作中時(shí)，電路中具有自鎖功能，因而不用怕操作者不小心按錯(cuò)鍵而出事故。但當(dāng)工作中出現(xiàn)意外時(shí)，只要轉(zhuǎn)動(dòng)電源開關(guān)，把電源開關(guān)斷開即可使電機(jī)停轉(zhuǎn)，之后處理意外后轉(zhuǎn)動(dòng)電源開關(guān)使電源通電便可繼續(xù)進(jìn)行正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)進(jìn)行工作。
操作過程及其分析設(shè)鋼管所需的成形角為 ，彎曲模設(shè)置的旋轉(zhuǎn)角為 ，剎車后的空行程角為 ，鋼管回彈角為 ，那么 ＝+ - 。由公式得，當(dāng) ， 很小時(shí) = 據(jù)此先將彎曲模下的調(diào)角桿按要求在轉(zhuǎn)盤刻度上調(diào)至接近所需的 角，然后將方鋼穿過彎曲模的上下底板，使用注銷、固定塊將鋼管固定下來。轉(zhuǎn)動(dòng)擋料架的手柄，使擋料架的浚住頂住鋼管。按下正轉(zhuǎn)開關(guān)SB1，彎曲模工作。通過試彎1一2次后，設(shè)定一個(gè)準(zhǔn)確的 角，以后即可作批量生產(chǎn)。在電機(jī)正轉(zhuǎn)停后，取出鋼管，再啟動(dòng)反轉(zhuǎn)開關(guān)彎曲彎回復(fù)到原位。
由回彈系數(shù) K = （4-1）
由于材料是10鋼，且彎曲半徑為R=100mm，管厚t=2mm
則 = =25
故其回彈系數(shù)K=0.97
剛 = = =
故回彈角 =3.70
由于電動(dòng)機(jī)采用旁磁制動(dòng)方式剎車，故回空行程角很小或是約等于0
所以彎曲模的轉(zhuǎn)角
設(shè)計(jì)總結(jié)
近兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì)終于結(jié)束了，通過這些天的設(shè)計(jì)學(xué)習(xí)，自己的專業(yè)知識(shí)和獨(dú)立思考問題的能力有了很大的提高，對(duì)我走向社會(huì)從事專業(yè)工作有著深遠(yuǎn)的影響?，F(xiàn)在就談?wù)剬?duì)本次畢業(yè)設(shè)計(jì)過程中的認(rèn)識(shí)和體會(huì)。
首先，我學(xué)會(huì)了查閱資料和獨(dú)立思考。我的課題是自動(dòng)彎管機(jī)裝置及其電器設(shè)計(jì)。當(dāng)開始拿到畢業(yè)設(shè)計(jì)題目時(shí)，心里面是一片迷茫，不知從何入手，甚至連彎管機(jī)是什么樣的都不知道，幸好在黃老師的指導(dǎo)下及時(shí)理清了頭緒，避免了走很多的彎路。認(rèn)真翻閱相關(guān)資料如《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》，自動(dòng)彎管機(jī)的設(shè)計(jì)與鋼筋彎曲機(jī)的改進(jìn)論文與書籍等，我開始了自己的設(shè)計(jì)思想，確定了自己的設(shè)計(jì)方案。我的課題除了彎管機(jī)的結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)之外，還有其控制電路設(shè)計(jì)。
由于，彎管機(jī)的結(jié)構(gòu)較復(fù)雜且零件較多但由于論文上已有一定的結(jié)構(gòu)模型，故我憑著模型以及黃老師對(duì)我的講解，我慢慢的認(rèn)清了彎管機(jī)的全部結(jié)構(gòu)，故我對(duì)我自己的一些想法與應(yīng)用思想都設(shè)計(jì)到彎管機(jī)中去，把原有的模型做適當(dāng)?shù)母倪M(jìn)。使結(jié)構(gòu)更合乎生產(chǎn)安裝以及多樣化使用的要求。每一個(gè)設(shè)計(jì)都是一個(gè)創(chuàng)新、完善的過程。在設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用所掌握的知識(shí)，發(fā)揮自己的想象力，完美原有的結(jié)構(gòu)。這個(gè)過程也是一個(gè)學(xué)習(xí)的過程。
其次，認(rèn)識(shí)到實(shí)踐的重要性。這次設(shè)計(jì)我做了很多重復(fù)工作、無用功，但是這些重復(fù)工作和無用功積累了設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)。同時(shí)也認(rèn)識(shí)到設(shè)計(jì)不能只在腦子里想其結(jié)構(gòu)、原理，必須進(jìn)行實(shí)際操作。另外，也應(yīng)從多個(gè)角度來思考問題的所在，嘗試其它的方法，以求找到最佳方法，因?yàn)榧词瓜氲暮芡昝?，但到?shí)際的設(shè)計(jì)時(shí)會(huì)遇到很多想不到的實(shí)際問題。
在設(shè)計(jì)的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，就是彎管機(jī)的、以及各種標(biāo)準(zhǔn)件如蝸輪減速器，接觸器等沒有親眼見過不知道其具體大小與工作情況，只能憑著手冊(cè)的說明而想像，彎管力矩的計(jì)算方法也沒有一條統(tǒng)一的式的，只能憑著經(jīng)驗(yàn)式子來進(jìn)行計(jì)算，其次由于條件不足缺乏實(shí)驗(yàn)性，等等多種原因使我的設(shè)計(jì)是沒有完全的根據(jù)實(shí)際的情況來作合適、客觀地修改，而做出來的，難免有些缺點(diǎn)和不足，由于諸多原因，本次設(shè)計(jì)存在一些不足和有待改善的地方，希望老師能夠提出寶貴修改意見。
最后，衷心感謝黃開有老師對(duì)我的悉心指導(dǎo)，使我在大學(xué)里最后一段時(shí)間里學(xué)習(xí)到了很多有用的東西。
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畢業(yè)設(shè)計(jì)任務(wù)書 課 題 電動(dòng)銅管彎管機(jī)設(shè)計(jì) 專 業(yè) 年 級(jí) 2007 級(jí) 姓 名 學(xué) 號(hào) 學(xué) 院（系）院長（簽字） 指 導(dǎo) 教 師 （簽字） 2010 年 11 月 30 日 注：本任務(wù)書由上海電機(jī)學(xué)院教務(wù)處印制。 任務(wù)書反面： 課題 來 源 本課題來源于企業(yè)工程實(shí)際和對(duì)彎管設(shè)備的需要。彎管機(jī)的種類很多，有電動(dòng)的和手動(dòng)的等等。本彎管機(jī)屬于小型電動(dòng)彎管設(shè)備，使用家庭等裝潢等常用的動(dòng)力電鉆，主要應(yīng)用于室內(nèi)或家庭裝潢等。 課 題 的 目 的 、 意 義 手動(dòng)彎管機(jī)使用很多，尤其是在歐美應(yīng)用極為廣泛。但彎管要求很多，如不能過扁和起褶皺等，而且非常 費(fèi)力。因此開發(fā)一種家庭室內(nèi)裝潢用小型電動(dòng)彎管機(jī)很有必要。同時(shí)由于電鉆轉(zhuǎn)速高功率小，很難勝任，所以不得不考慮減速、離合和增力等關(guān)鍵技術(shù)問題。該課題需要綜合力學(xué)、機(jī)構(gòu)學(xué)和強(qiáng)度、剛度、結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)等各方面的知識(shí)，實(shí)用性強(qiáng)，可以訓(xùn)練學(xué)生觀察問題、解決問題的能力。 要 求 技術(shù)指標(biāo)和參數(shù) ： 彎管動(dòng)力：使用手電鉆（功率 700速 800r/右） 彎管角度： 90?任意角度 彎管速度：彎成 90?時(shí)，大約時(shí)間為 8 彎管要求：不起皺 彎管銅管尺寸兩種（ 兩管需同時(shí)彎曲 ）： 2厚 6厚 工作量要求： 設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 字以上； 完成總裝圖， 紙 1 張； 完成零、部件圖，減速箱、增力機(jī)構(gòu)等， 紙 2 張； 英文資料翻譯 2 萬個(gè)英文字符。 課 題 主 要 內(nèi) 容 及 進(jìn) 度 設(shè)計(jì)主要內(nèi)容： 1、分析彎管過程，分析確定主要技術(shù)規(guī)格 2、擬定總體設(shè)計(jì)方案 3、減速和增力機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)計(jì)算 4、主要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算，強(qiáng)度、剛度校核計(jì)算 進(jìn)度計(jì)劃表： 集資料，分析主要技術(shù)規(guī)格，研讀資料 行方案比較，擬訂總體設(shè)計(jì)方案 行減速器、離合和增力機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)，繪制原理圖 械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、繪制總裝圖 要零部件設(shè)計(jì)計(jì)算，繪制零件工作圖 寫設(shè)計(jì)計(jì)算說明書 改及答辯 以上各項(xiàng)由指導(dǎo)教師填寫（請(qǐng)用鋼筆填寫）