電動銅管彎管機設計
28頁 11000字數(shù)+論文說明書+任務書+14張CAD圖紙【詳情如下】
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大軸.dwg
大軸前端蓋.dwg
大軸后端蓋.dwg
大軸套.dwg
大軸承座.dwg
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小軸.dwg
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電動銅管彎管機設計論文.doc
目 錄
目錄………………………………………………………………………………………………1
第一章 緒論……………………………………………………………………………………2
1.1 彎管機在工業(yè)中的地位和各種彎管機的性價比……………………………………………2
1.2 彎管機的基本原理與選擇……………………………………………………………………3
第二章 彎管機的設計……………………………………………………………………4
2.1 工件的工藝分析………………………………………………………………………………5
2.2 計算彎曲力矩…………………………………………………………………………………5
2.3 電機的選取……………………………………………………………………………………6
2.4 傳動比的計算與各傳動裝置的運動參數(shù)……………………………………………………8
2.5 皮帶與皮帶輪的計算與選取…………………………………………………………………9
2.6 蝸輪蝸桿減速箱的計算與選取………………………………………………………………9
2.7 聯(lián)軸器的計算與選取…………………………………………………………………………10
2.8 軸承的選取……………………………………………………………………………………10
2.9 軸的初步計算與設計及校核…………………………………………………………………14
2.10 齒輪的計算與設計……………………………………………………………………………17
2.11 大小齒軸前后端蓋及軸承座的結構設計……………………………………………………18
2.12 軸套的結構設計………………………………………………………………………………19
2.13 蓋板的結構設計與計算………………………………………………………………………20
2.14 機身的結構設計與計算………………………………………………………………………21
2.15 彎管機的主要參數(shù)……………………………………………………………………………22
第三章 擋料架的結構設計………………………………………………………………23
3.1 擋料架的結構設計……………………………………………………………………………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計…………………………………………………………………24
設計總結…………………………………………………………………………………………27
參考文獻……………………………………………………………………………………………28
第1章 緒 論
1.1 彎管機在自工工業(yè)中的地位和各種彎管機的性價比：
現(xiàn)今工業(yè)發(fā)達，無論是哪一種機器設備、健身器材、家具等幾乎都有結構鋼管，有導管，用以輸油、輸氣、輸液等，而在飛機、汽車及其發(fā)動機，健身器材，家具等等占有相當重要的地位。各種管型品種之多、數(shù)量之大、形狀之復雜，給導管的加工帶來了不少的困難。對于許多小企業(yè)，家庭作坊，或者大企業(yè)中需要配管的場合，如工程機械上的壓力油管，機床廠的液壓管道發(fā)動機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，且加工的管件的難度不高，簡易手動型的彎管機很可能適應。這系列彎管機采用手動夾緊，機械彎曲，機器結構簡單，控制元件極少，因此價格上比較容易被用戶接受。
市面上現(xiàn)有的自動彎管機大多數(shù)是液壓的，數(shù)控的(如圖1-1,1-2)，也有機械傳動的，但它們的占地面積較大(長度在2.5~4m之間)，價格昂貴(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格便宜使用方便的自動
本設計便是朝這方面的用途方面設計的自動彎管機，設計出一種價格便宜,占地面積少,使用方便的自動彎管機（長0.9M，寬0.8M，高1.1M，價格9000元人民幣左右），并著手對彎管機的性能更進一步的強化，使其能彎曲不同口徑或不同的鋼型、采用制動電機以提高彎曲機的彎曲精度。大大的簡化了電器控制系統(tǒng)，方便操作。
1.2 彎管機的基本原理與選擇
彎管機的彎曲原理,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：
纏繞式主要用于方管的彎曲其結構復雜，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，但結構簡單。故本彎管機采用滾彎式。
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，使模具復位。按管形標準樣件在檢驗夾具上檢查管形，并校正。
其工作過程，電源線接上，把電源打開，此時電機是不通電的。當按下SB1時接觸器KM1線圈得電，此時三對主觸頭閉合,一個常開開關KM1閉合通電，而另一個常閉開關KM1則打開斷電，且此時電機正轉，進行彎曲工作，當彎曲到定角度時（此角度由彎曲角度的大小而調整）碰到了行程開關X1,則接觸器KM1線圈斷電, 三對主觸頭斷開,一個常開開關KM1斷開 ,即電機斷電，由于電機是旁磁制動電機,故電機很快停止運轉，常閉開關閉合。此時彎曲過程已經完成，之后按下SB2,則接觸器KM2線圈得電，此時三對主觸頭閉合,一個常開開關KM2閉合通電，而另一個常閉開關KM2則打開斷電,此時電機反轉，當轉回到初始位置時由于碰到了行程開關X2,則接觸器KM2線圈斷電，三對主觸頭斷開，一個常開開關KM2斷開，電機停止。
當再次按下SB1時，則得反復工作。
其中電路中設有過載保護、短路保護。
當在工作中時，電路中具有自鎖功能，因而不用怕操作者不小心按錯鍵而出事故。但當工作中出現(xiàn)意外時，只要轉動電源開關，把電源開關斷開即可使電機停轉，之后處理意外后轉動電源開關使電源通電便可繼續(xù)進行正轉或反轉進行工作。
操作過程及其分析設鋼管所需的成形角為 ，彎曲模設置的旋轉角為 ，剎車后的空行程角為 ，鋼管回彈角為 ，那么 ＝+ - 。由公式得，當 ， 很小時 = 據(jù)此先將彎曲模下的調角桿按要求在轉盤刻度上調至接近所需的 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。轉動擋料架的手柄，使擋料架的浚住頂住鋼管。按下正轉開關SB1，彎曲模工作。通過試彎1一2次后，設定一個準確的 角，以后即可作批量生產。在電機正轉停后，取出鋼管，再啟動反轉開關彎曲彎回復到原位。
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
由于電動機采用旁磁制動方式剎車，故回空行程角很小或是約等于0
所以彎曲模的轉角
設計總結
近兩個月的畢業(yè)設計終于結束了，通過這些天的設計學習，自己的專業(yè)知識和獨立思考問題的能力有了很大的提高，對我走向社會從事專業(yè)工作有著深遠的影響?，F(xiàn)在就談談對本次畢業(yè)設計過程中的認識和體會。
首先，我學會了查閱資料和獨立思考。我的課題是自動彎管機裝置及其電器設計。當開始拿到畢業(yè)設計題目時，心里面是一片迷茫，不知從何入手，甚至連彎管機是什么樣的都不知道，幸好在黃老師的指導下及時理清了頭緒，避免了走很多的彎路。認真翻閱相關資料如《機械設計手冊》，自動彎管機的設計與鋼筋彎曲機的改進論文與書籍等，我開始了自己的設計思想，確定了自己的設計方案。我的課題除了彎管機的結構的設計之外，還有其控制電路設計。
由于，彎管機的結構較復雜且零件較多但由于論文上已有一定的結構模型，故我憑著模型以及黃老師對我的講解，我慢慢的認清了彎管機的全部結構，故我對我自己的一些想法與應用思想都設計到彎管機中去，把原有的模型做適當?shù)母倪M。使結構更合乎生產安裝以及多樣化使用的要求。每一個設計都是一個創(chuàng)新、完善的過程。在設計過程中運用所掌握的知識，發(fā)揮自己的想象力，完美原有的結構。這個過程也是一個學習的過程。
其次，認識到實踐的重要性。這次設計我做了很多重復工作、無用功，但是這些重復工作和無用功積累了設計經驗。同時也認識到設計不能只在腦子里想其結構、原理，必須進行實際操作。另外，也應從多個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，因為即使想的很完美，但到實際的設計時會遇到很多想不到的實際問題。
在設計的過程中，也出現(xiàn)了一些客觀不足的問題，就是彎管機的、以及各種標準件如蝸輪減速器，接觸器等沒有親眼見過不知道其具體大小與工作情況，只能憑著手冊的說明而想像，彎管力矩的計算方法也沒有一條統(tǒng)一的式的，只能憑著經驗式子來進行計算，其次由于條件不足缺乏實驗性，等等多種原因使我的設計是沒有完全的根據(jù)實際的情況來作合適、客觀地修改，而做出來的，難免有些缺點和不足，由于諸多原因，本次設計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我的悉心指導，使我在大學里最后一段時間里學習到了很多有用的東西。
參考文獻
[1]. 徐灝，機械設計手冊.第二版.北京：機械工業(yè)出版社，2001，9
[2]. 濮良貴、紀名剛，機械設計. 第七版.北京：高等教育出版社，2001，6
[3]. 羅圣國、李平林、張立乃，機械設計課程設計指導書. 第二版.北京：高等教育出版社，2001，4
[4]. 王光銓，機床電力拖動與控制.北京：機械工業(yè)出版社，2001，7
[5]. 曾紀進，自動彎管機與鋼筋管曲機的改進.廣州：輕工機械， 1998
[6]. 劉江南 郭克希, 機械設計基礎. 湖南大學出版社,2005
[7]. 梁景凱, 機電一體化技術與系統(tǒng). 機械工業(yè)出版社,1999
[8]. 成大先. 機械設計圖冊(第5卷)[M].北京：化學工業(yè)出版社，2000
[9]. 東北工學院. 機械零件零件設計手冊[M].北京: 冶金工業(yè)出版社,1979
[10]. 李維榮.標準緊固件實用手冊[M].北京：中國標準出版社，2001
[11]. 劉鴻文. 材料力學[M].北京：高等教育出版社，1992.9
[12]. 鄒慧君. 機械原理課程設計手冊[M].北京：高等教育出版社， 1998
電動銅管彎管機設計 課題的來源、目的、意義 課題來源 本課題來源于企業(yè)工程實際和對彎管設備的需要。彎管機的種類很多，有電動的和手動的等等。本彎管機屬于小型電動彎管設備，通過使用家庭裝潢等常用的動力電鉆作為動力源，主要應用于室內或家庭裝潢等。 目的及意義 手動彎管機使用很多，尤其是在歐美應用極為廣泛。但彎管要求很多，如不能過扁和起褶皺等，而且手動彎管十分費力。因此開發(fā)一種家庭室內裝潢用小型電動彎管機很有必要。同時由于電鉆轉速高、功率小，很難勝任，所以不得不考慮減速、離合等關鍵技術問題。電動銅管彎管機的設計，需要綜合力學、機構學和強度、剛度、結構設計等各方面的知識，實用性強，可以訓練我們觀察問題、解決問題的能力。 國內外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢 ? 數(shù)控彎管機的現(xiàn)狀與發(fā)展 ? 彎管機的發(fā)展與計算機技術的發(fā)展息息相關，早在 20世紀 70年代時，美國 創(chuàng)計算機編程數(shù)控彎管之先河，大大提高了當時的數(shù)控彎管水平。 20世紀 80年代，日本千代田工業(yè)株式會社在美國 功研制了 能非常強大，很快便以嶄新的技術面貌擠入了國際市場。 ? 早在 1970年武昌造船廠就研制成功一臺數(shù)控彎管機，這是國內自主研制的第一臺數(shù)控彎管機。 1973年武昌造船廠又成功研制了 后上海造船廠工藝研究所等多家國內企業(yè)也陸續(xù)研制出了數(shù)控彎管機。目前我國彎管加工的現(xiàn)狀是既有自動化程度高的數(shù)控彎管機，也有半自動的數(shù)控彎管機，甚至還有相當一部分中小企業(yè)還在使用傳統(tǒng)的手工彎管，具有典型的“老、中、青” (即手工彎管設備、半自動彎管機床和全自動彎管機床 )三者結合的中國特色 。 液壓彎管機的現(xiàn)狀與發(fā)展 ? 我們已經是世界上主要的彎管機生產國家之一，但是目前，管道施工應用的彎管機基本上都是進口的，國外比較著名的彎管機生產廠家有德國的 用的技術都是利用靜液壓傳動、氣動控制技術來實現(xiàn)彎管機的彎管操作和控制。國內目前仍沒有具備生產大型彎管機設計和制造能力的廠家。 設計要求 1 電動銅管彎管機的加工范圍 彎管銅管尺寸兩種： （ 1）彎銅管直徑 Ф22厚 （ 2）彎銅管直徑 Ф16厚 2 彎管動力 使用功率 700速 800r/3 彎管速度 彎成 90° 時所需時間為 8~10秒 4 彎管要求 彎曲處不能起褶皺，彎曲后大管外徑大小不能小于 21管外徑大小不能小于 15研究內容 1 電動銅管彎管機的工作原理及分析 2 電動銅管彎管機機械結構設計 3 電動銅管彎管機零部件設計及計算 4 手電鉆輸入 800r/r/輸出扭矩的計算和利用有限元等進行彎管所需扭矩的計算 5 電動銅管彎管機行星齒輪減速機構設計及計算 6 電動銅管彎管機增力機構的設計及計算 研究方案 1 銅管彎曲時受力分析 銅管在受力彎曲時的受力分析如圖 1所示： ? 圖 1 管子彎曲時的受力分析 研究方案 ? 管坯在彎矩 側受拉應力 側受壓應力 于內外側管壁上切應力在法向的合力作用下，使彎曲變形區(qū)的圓管橫截面在法向受壓力 法向直徑減小，橫向直徑增大，圓管橫截面成為近似橢圓形，彎曲變形程度越大，畸變現(xiàn)象越嚴重。 ? 由應力應變狀態(tài)分析可知，在彎曲中性層外側，由于切向拉應力作用而使壁厚減薄；在彎曲中性層內側，由于切向壓應力作用而使壁厚增厚，且位于最外側和最內側的管壁，其壁厚的尺寸變化最大，因此導致壁厚不均勻現(xiàn)象。 ? 在這樣的受力狀態(tài)下，銅管極易發(fā)生塑性變形，形成扁管 (近似橢圓形 )，若要保持銅管圓截面形狀不變，可采用限制變形的方法。即設計一種結構，在金屬管彎曲變形時，進行干預，使其彎曲變形滿足要求，達到使用目的。 研究方案 2 電動銅管彎管機的基本工作原理 ?電動銅管彎管機主要由機械裝置、減速裝置以及作為動力源的手電鉆等組成。其工作原理是使用手電鉆帶動行星齒輪減速器，再由減速器使搖臂輪轉動，同時管坯置于加工導軌與壓塊之間的圓槽內，并用搖臂上的滾筒壓緊壓塊，這樣，當搖臂轉動時帶動壓塊一起沿導軌轉動，彎管就可以完成。 3 結構方案 ?彎管機的傳動結構的設計 ?管材進行彎曲加工的過程中，由于其彎曲應力大，變形大，而且會產生熱量，故不可使加工輪的轉動速度過大，因此不能使用手電鉆直接拖動加工輪的傳動方案，即加工輪的運動必須經過一定的減速裝置拖動。 研究方案 ? 手電鉆輸出軸與行星齒輪軸相聯(lián)，行星減速后 (減速增矩 )，再通過齒輪齒條裝置使搖臂轉動，通過搖臂上的滾筒帶動壓塊旋轉進行彎管加工。 ? 具體結構如圖 2所示 : 圖 2 彎管機結構示意圖 研究方案 4 彎管方案 ?彎管 原理如圖 3所示： ? 圖 3 彎管機的工作原理 ?管坯置于導軌與壓塊之間的圓槽內，滾筒壓緊在壓塊上，壓塊將管坯壓緊在圓形槽導軌上，這樣，當搖臂轉動時帶動壓塊一起沿導軌轉動，管坯在圓形槽的限制下，圓截面變形誤差在允許的范圍內，彎管就可以完成。 研究方案 ?工作示意圖 1： 研究方案 ?工作示意圖 2： 研究方案 5 要解決的主要問題和技術關鍵 ?本設計的 彎管機需要攜帶方便，減速器部分體積不能過大 ?手電鉆轉速高，輸入 800r/過減速器后輸出 2r/速比 400： 1，而且減速機構要小， Ф120× 35的體積內 ?要求同時對 直徑 Ф2216且彎管不能有褶皺，所以彎管時的施力點同銅管支點均在與手電鉆力矩輸出軸的連線上，故彎管力矩半徑僅為銅管半徑值大小，因此所需彎管力矩將很大，需要根據(jù)（通過有限元分析等）計算的值的大小設計增力機構或采取其它相應措施 6 可能遇到的困難及應對 ?由于手電鉆功率較小，通過減速的輸出力矩不夠，可能無法使銅管發(fā)生彎曲，所以考慮設計機械增力裝置輔助彎管 7 預期能達到的目標 ?設計計算說明書 ?完成總裝圖， 張 ?完成減速機構等零、部件圖， 張， 張 ?英文資料翻譯 2萬個英文字符 課題進展計劃 ? 進度計劃表： ? 集資料，分析主要技術規(guī)格，研讀資料 ? 行方案比較，擬訂總體設計方案 ? 行減速器、離合和增力機構設計，繪制原理圖 ? 械結構設計、繪制總裝圖 ? 要零部件設計計算，繪制零件工作圖 ? 寫設計計算說明書 ? 改及答辯 主要參考文獻 ? [1] 武昌造船廠 編，電子數(shù)字程序控制彎管機，北京市：國防工業(yè)出版社 4. ? [2] 冶金安裝總公司 編，手動彎管器，北京市：冶金工業(yè)出版社 ? [3] 濟南鑄造鍛壓機械研究所提出，中華人民共和國第一機工業(yè)部指導性技術文件，彎管機型式和基本參數(shù) 184術標準出版社 [4] 申永勝，機械原理，北京：清華大學出版社． 56— 72 ? [5] 濮良貴、紀名剛，機械設計，北京：高等教育出版社． 77— 92 ? [6] 王同海，管材塑性加工技術，北京：機械工業(yè)出版社． 15— 35 ? [7] 下文紅、左繼承，半自動液壓彎管機及其 ，新技術新工藝． ? [8] 潘為民、段明德、李濟順、雷賢卿，三維數(shù)字化設計技術在新型彎管機傳動系統(tǒng)中的應用研究，機床與液壓． ? [9] 蘇樂，立式成排彎管機數(shù)顯表和可編程序控制器 (用，鍋爐枝術． ? [10] 張智明、陳小蘭、梅順齊，自動彎管機伺服回原點方法的研究，現(xiàn)代制造工程 8. ? [11] 下文紅、左繼承， 液壓與氣動． ? [12] . , 1989 ? [13] 孫英達 ,韓承江 J] ? [14] 潘昌平 M] 2008. ? [15] 上海第四鍛壓機床廠 壓裝備與制造技術 5 謝謝