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沈陽化工大學科亞學院
本科畢業(yè)論文
題 目： 全自動盤料彎管機彎曲裝置設計
專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化
班 級： 機制1101
學生姓名： 韓曉峰
指導教師： 侯志敏
論文提交日期： 2015 年 06 月 1 日
論文答辯日期： 2015 年 06 月 5 日
畢業(yè)設計（論文）任務書
機械設計制造及其自動化
機制1101
學生：韓曉峰
畢業(yè)設計（論文）題目：全自動盤料彎管機彎曲裝置設計
畢業(yè)設計（論文）內(nèi)容：設計計算說明書一份：翻轉(zhuǎn)托架一張：彎曲齒輪軸一張：彎曲裝置一張
畢業(yè)設計（論文）專題部分：
1）全自動盤料彎管機盤管彎曲裝置彎曲模和夾緊模的設計。
2）全自動盤料彎管機盤管彎曲裝置動力系統(tǒng)的設計
起止時間：2015年3月6號—2015年6月5號
指導教師簽字： 2015 年 3 月 2 日
摘要
伴隨著我國加快經(jīng)濟體制改革步伐并順利加入WTO，中央空調(diào)行業(yè)及其他各行各業(yè)都面臨史無前例的挑戰(zhàn)和機遇。家用中央空調(diào)應用范圍為80-800m2住宅，但是隨著我國房地產(chǎn)行業(yè)的突飛猛進，100m2以上的住宅在如今樓盤建設中比例越來越大。這就直接為中央空調(diào)提供了晉級空間。
空調(diào)核心的制冷部件是冷凝管。制冷裝置的重要原材料就是冷凝管，是制冷劑的運輸通道。就現(xiàn)在看來冷凝管主要由彎管機生產(chǎn)，全自動盤料彎管機彎曲裝置是彎管機不可缺少的一部分，由彎曲模、夾緊模、托架、夾緊油缸、彎曲油缸、托架油缸、彎曲齒條、軸承座、彎曲齒輪等構成。銅管經(jīng)過導向套筒從彎曲模和夾緊模之間穿入全自動彎管機主機的芯軸桿上，然后夾緊模將銅管夾緊在兩模之間,同時托架上升托住銅管,彎曲裝置向前翻轉(zhuǎn)作180°彎曲，將銅管彎制成U型管。
本設計對彎管機盤管彎曲裝置進行了總體結構、彎曲模、夾緊模的設計、對齒輪齒條進行了計算與校核。對軸承進行了選擇與校核。對軸進行了設計與校核。并選取了動力系統(tǒng),論述了彎管機彎曲裝置的調(diào)整、故障及其處理方法。
關于自動彎管彎管機底部凹模，模角一般為86?86°。在行程的底部，集約應具有比之間的間隙的材料厚度略大。為了提高成形角度，因為一個底模彎曲大（約4倍），降低的彎曲半徑范圍通常導致回彈應力。沖壓具有底部彎曲模具彎曲是相同的，只是把打孔處理的前端成為需要的彎曲半徑，而密集的間隙小于該材料在沖程的底部的厚度。由于施加足夠的壓力彎曲（約10倍），力沖前接觸材料，基本上避免了回彈。為了選擇最小噸位規(guī)格，最好是大于所述彎曲半徑的材料厚度來規(guī)劃，并盡可能通過自由彎曲的方法。當彎曲半徑是較大，往往不影響片的質(zhì)量和它在將來使用。精密的彎曲精度要求需要慎重考慮，正是這個因素，決定了你需要考慮數(shù)控彎管機或手動彎管機。如果彎曲精度不能改變，必須注重數(shù)控機床上。數(shù)控彎管機滑塊重復精度為 0.0004英寸，形成一個精確的角應該在精確度良好的模具中使用。手動彎管機滑塊重復精度 - 0.002英寸，并使用適當?shù)哪＞叩那闆r下通常產(chǎn)生的加或偏差±2?3°。
此外，數(shù)控彎管機，以裝載準備得快，當你需要彎曲，許多小批量零件，這是一個毫無疑問的考慮的原因。即使你有一個完整的模具模架，不要以為這些模具適合于新機。必須檢查每模具的磨損和方法是在沖頭前端到肩和凹模之間肩長度的長度的量度。對于常規(guī)的模具中，偏差應每英尺左右+ / - 0.001英寸，并且偏差不超過0.005英寸正負的總長度。作為用于精磨模具，每英尺精度應+ / - 0.0004英寸，總精度可能不大于+ / - 0.002英寸。最好細磨用于數(shù)控彎管機，常規(guī)模具用于手動彎管機模具。事實上，我們也常弄得只買新的彎管機，買不到合適的模具來匹配錯誤。彎曲人們常常被忽略的一個因素是在管彎曲機彎曲長的前方的材料。低碳鋼板彎曲90°，7.5噸壓力彎管機很可能將被收取的鋼頂起來，操作員必須作好準備為280的指標沿5×10英尺10鎊的假設直降。可能需要幾個強勢的工人甚至一臺起重機。彎曲彎管機操作員往往需要很長的側(cè)面部分，但不知道他們多么努力工作。現(xiàn)在有適于從事這項工作車間的保持器裝置，該裝置可根據(jù)新的和舊的機器的需求進行修改。使用彎管機模具設備，形成長邊的部分。
關鍵詞： 彎曲齒輪; 彎曲齒條; 彎曲模; 軸承座; 油缸
Abstract
With the accelerated pace of China's economic reform and the WTO, central air-conditioning industry with other industries, faced with unprecedented challenges and opportunities. Home central air conditioning is suitable for 80-800mm2 residential, as China's housing industry, 100mm2 or more new residential housing in the proportion is growing. This provides central air conditioning provides a huge space for development.
In the air-conditioned interior, plays an important cooling components are reusable condenser. Condenser refrigeration apparatus is an important raw material, is a refrigerant channel. Condenser tube bending machine depends mainly on the production, automatic plate feeding tube bender bending device is a part of the bending mold, mold clamp, bracket, clamp cylinder, bending cylinders, cylinder bracket, bend the rack , bearing, bent gear and other accessories. Brass through the guide sleeve and clamping mold from bending mode between automatic bending machine host penetration mandrel rod, and then the brass clamping mold mold clamping between the two, while boosting the bracket up brass, flip forward bending device for 180 ° bend, bend the copper tube into the U-tube.
The design of the coil for pipe bender bending device for the overall structure of the bending mold, mold clamping design, rack and pinion were calculated and checked. A selection of the bearing and checked. The shaft is designed and checked. And select the power system, discusses bender bending device adjusting the fault and its treatment.
About the automatic bending pipe bender a bottom concave die, die Angle generally is 86 ~ 86 °. In the bottom of the stroke, intensive should have a slightly larger than the material thickness of the gap between. To improve the forming Angle, because a bottom die bending the large tonnage of bends (about 4 times), reduced the bending radius range usually cause the springback stress. Stamping bending with a bottom bending die are the same, just put the front end of the punch processing became the bending radius of the need, and intensive clearance is less than the thickness of the material at the bottom of the stroke. Due to exert enough pressure bends (about 10 times) force punch front contact material, basically to avoid the springback. In order to select the minimum tonnage specifications, the best is greater than the material thickness of the bend radius to plan, and as far as possible by free bending method. When bending radius is bigger, often do not affect the quality of the pieces and its use in the future. Precision bending precision demand is a need careful consideration, it is this factor, determines the you need to consider a CNC pipe bending machine or manual pipe bender. If bending accuracy + / - 1 ° and cannot be changed, you must focus on CNC machine. CNC pipe bender slider repeat accuracy is + / - 0.0004 inches, forming a precise Angle that should be used in the precision and good mould. Manual pipe bender slider repeat precision of + / - 0.002 inches, and under the condition of using appropriate mould generally produces the deviation of plus or minus 2 ~ 3 °.
In addition, CNC pipe bender to prepare for loading die quickly, when you need to bend, many small batch parts, this is a no doubt consider the reasons. Die even if you have a shelf full of die, don't think that these mould is suitable for the new machine. Must be checked every mould wear and method is a measure of the length of the punch front-end to shoulder length between the shoulder and concave die. For conventional mold, deviation should be per foot around + / - 0.001 inches, and the deviation is not more than plus or minus the total length of 0.005 inches. As for fine grinding mould, per foot accuracy should be + / - 0.0004 inches, the total accuracy may not be greater than + / - 0.002 inches. Best to fine grinding mould used for CNC pipe bender, conventional mold for manual pipe bender. Indeed, we are often made to buy only the new pipe bender and don't buy the right mold to match error. Bending side people often ignored one factor is the material in front of the tube bending machine bending length. Assumptions along a 5 x 10 feet 10 - the gauge of low carbon steel plate bending 90 °, 7.5 tons of pressure pipe bender probably will be charged on the steel top up, and the operator must be geared up for the 280 - pound straight down. Make the parts may need several strong workers even a crane. Bending the pipe bending machine operator often need long side parts, but don't realize how much they work hard. Now there is a retainer device suitable for the workshop engaged in this work, the device can be modified according to the needs of new and old machine. Using the pipe bending machine mould device, forming long side parts only one operator.
Keywords: bending gear； bending rack； flexural modulus； bearing；
cylinder
目 錄
引 言 1
第一章 彎管機概述 4
1.1彎管機的發(fā)展概況 4
1.2彎管機研究的意義和價值 5
1.3彎管機構成及工作原理 5
1.3.1彎管機的構成 5
1.3.2彎管機的工作原理 5
第二章 全自動盤料彎管機彎曲裝置概述 6
2.1全自動盤料彎管機彎曲裝置的組成及工作原理 6
2.2全自動盤料彎管機彎曲裝置的規(guī)格 6
第三章 全自動盤料彎管機彎曲裝置的結構設計 7
3.1全自動盤料彎管機彎曲裝置總體的結構設計 7
3.2彎曲模和夾緊模的設計 8
3.2.1回彈角的計算 8
3.2.2影響回彈的因素 8
3.2.3彎曲模和夾緊模工作原理 9
3.3齒輪齒條的設計 10
3.3.1齒輪傳動的優(yōu)點 10
3.3.2齒輪的幾何尺寸計算 10
3.3.3齒輪的接觸疲勞強度校核 11
3.3.4齒輪的彎曲疲勞強度校核 12
3.4軸承的選擇與校核 13
3.4.1.軸承的選擇 13
3.4.2所選系列軸承的性能特點 13
3.4.3軸承的壽命校核 13
3.4.4軸承的靜強度校核 14
3.4.5軸承的極限轉(zhuǎn)速校核 15
3.5軸的設計 15
3.5.1軸的直徑計算 15
3.5.2軸的校核 15
第四章 全自動盤料彎管機彎曲裝置的結構設計 19
4.1 全自動盤料彎管機彎曲裝置油缸的選擇 19
4.2全自動盤料彎管機彎曲裝置液壓泵的選擇 19
4.2.1液壓泵的選擇 19
4.2.2 V型柱塞泵的參數(shù) 21
4.2.3 V型柱塞泵的特性 21
第五章 全自動盤料彎彎曲裝置的調(diào)整管機 22
5.1彎曲角度的調(diào)整 22
5.2托架高度的調(diào)整 23
5.3壓力調(diào)整 23
5.4速度調(diào)整 24
第六章 可能出現(xiàn)的故障及原因 25
6.1不夾緊的原因 25
6.2不彎管的原因 25
6.3彎曲形狀差的原因 26
結 論 27
參考文獻 28
致 謝 29
引 言
伴隨我國加快經(jīng)濟體制改革和順利加入WTO，中央空調(diào)行業(yè)毫無懸念同其他行業(yè)都面臨有史以來的巨大挑戰(zhàn)和機遇。一方面，正因為成熟的技術和各方面都較規(guī)范的管理，中央空調(diào)行業(yè)很早就打入市場與國際同行業(yè)品牌進行競爭，也正是在適者生存強大壓力的沖擊和激勵下，國內(nèi)中央空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)逐漸積累經(jīng)驗在參加國際競爭中，為了實現(xiàn)國際資源優(yōu)化配置，將打造出更多優(yōu)秀的民族品牌，并逐步推向國際市場，這樣才能主導激烈的市場競爭；同時，中國是一個巨大的市場潛力股。國際資金、技術和人才等關鍵生產(chǎn)要素畢竟躍躍欲試的進入，從而加快整個中央空調(diào)行業(yè)的發(fā)展步伐。二方面，隨著日漸白熱化的市場競爭，隨著消費者需求的提高，多樣化、個性化和環(huán)?；鸩匠蔀榘l(fā)展主題，將促使生產(chǎn)企業(yè)及時供應市場需求，轉(zhuǎn)變觀念、調(diào)整思維，重新定位，主動提出新的戰(zhàn)略方案。因此，在“新市場”的大好前景下，怎么樣調(diào)整空調(diào)產(chǎn)業(yè)結構和企業(yè)經(jīng)營理念，高新技術和創(chuàng)新產(chǎn)品，最大限度地滿足多變的市場需求將成為制約和推進整個中央空調(diào)行業(yè)突飛猛進發(fā)展的主導因素。我們可以肯定的說，在未來5-10年，我國中央空調(diào)行業(yè)無論在技術、產(chǎn)品、市場需求、企業(yè)經(jīng)營機制以及行業(yè)產(chǎn)業(yè)結構等方面都將有一個飛躍。????
家用中央空調(diào)作為家用空調(diào)和中央空調(diào)兩種行業(yè)間的結晶，有著強大的生命力，被行業(yè)內(nèi)人士普遍看好。
家用中央空調(diào)應用于80-800的住宅，而今我國房產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向為100 以上的住宅，在新樓盤建設中比例越來越大。中央空調(diào)有了巨大的發(fā)展空間。
隨著理化等學科的技術引進和技術創(chuàng)新，也促使制冷技術也將獲得發(fā)展。壓機效率將得到改善，從而增加系統(tǒng)的能效比。變頻技術的廣泛應用，高效的直流變頻壓縮機結合先進的控制技術，空調(diào)啟動時的電流沖擊得到了改善；軟件的最新設計，總體內(nèi)部全自動化半自動化的精確控制，使系統(tǒng)中壓縮機、換熱器以及電子控制元器件等都有個一合理安全的運作空間，產(chǎn)品節(jié)能也就顯得更為重要。模糊控制FLC(FMzzy Logic Control)技術在中央空調(diào)中更是廣泛的運用。控制目標方面也變動。蝸牛式溫度控制發(fā)展到以PMV(Predicted Mean Vote)作為基準控制，在控制策略方面，從簡單查詢表方法模糊控制發(fā)展到與其他人工智能領域相結合的智能模糊控制。耐腐蝕、耐高溫、傳熱效率高、傳熱面積大、加工工藝性好的高效親水鋁箔與高效傳熱銅管及材料的研究與運用也將對中央空調(diào)產(chǎn)品的使用性能產(chǎn)生較大的推進作用。
現(xiàn)代的人，生活水平和生活質(zhì)量的提高必定使人們對健康保護的意識大大增強，健康環(huán)保務必會是中央空調(diào)技術革新的關鍵，而這直接體現(xiàn)在末端設備的更新?lián)Q代中。多層過濾、負離子發(fā)生技術、低碳技術、觸媒技術、低溫技術以及變頻技術的運用使人們希望的舒適性和健康性都得到增強的新一代產(chǎn)品成為可能。目前我國空調(diào)系統(tǒng)末端裝置普遍選用的風機盤管及其粗略的控制模式也將被VAV（Variable Air Volume）系統(tǒng)所代替。VAV系統(tǒng)實現(xiàn)工商業(yè)建筑所需的更寧靜、更準確以及溫度控制功能的更多新風； VAV系統(tǒng)還能打造出智能建筑所必備的能源監(jiān)察、管理和節(jié)能，它本身的結構也可避免人們所擔心的漏水和水管維護的煩惱，實現(xiàn)了人們?nèi)矫妗⒍嘁蟮慕】稻G色需求。
近十年我國制冷空調(diào)行業(yè)以迅猛的速度發(fā)展，制冷空調(diào)工業(yè)產(chǎn)值以平均20％的年增長率增長，好的年份和優(yōu)良的產(chǎn)品甚至達到30％。作為支持我國國民經(jīng)濟一個新崛起行業(yè)，隨著建筑業(yè)發(fā)展、工商設施改建及人民生活質(zhì)量的提高，中央空調(diào)產(chǎn)品的市場的美好前景更是無限，供應范圍和供應層次也向多元化、豐富化、綠色化、安全化發(fā)展。
我國中央空調(diào)行業(yè)以驚人的速度發(fā)展，決定性因素是國內(nèi)房地產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。在全年固定資產(chǎn)投資比中1999年1998年大幅度增長7％，房地產(chǎn)投資在所有增長的同比增長中占了大部分，平均年增長高約18％，比其他固定資產(chǎn)投資的增長幅度要高出很多。就1998年來說，我國樓房建筑面積達17.09億平方米，其中，城鎮(zhèn)住宅、公共建筑分別為4.77、4.33億平方米。房地產(chǎn)事業(yè)的投資金額加大，辦公用房和商業(yè)用房所占面積的加大，必將導致中央空調(diào)產(chǎn)品供不應求。由此可以看出，若年增長率保持12％左右，在2010年我國中央空調(diào)市場需求將創(chuàng)歷史新高總量將達350-400億元人民幣。
中央空調(diào)行業(yè)的市場需求是隨地域變化而變化的，而當?shù)刭徺I力的影響、氣候條件的影響和人民消費觀念的影響都較大。由于我國地理位置特殊性，中間包括了寒帶、溫帶和熱帶以及亞熱帶，所以中央空調(diào)的銷售量也必定由南向北呈現(xiàn)下降趨勢?？梢钥闯觯A北及華東地區(qū)中的核心北京、上海為代表的作為政治文化中心及輻射區(qū)，主要以寫字樓的投資為主，中央空調(diào)的市場也就集中在人口多密集的地區(qū)；廣州、深圳為代表的廣東地區(qū)主要以貿(mào)易經(jīng)營為主，貿(mào)易經(jīng)營為其主要命脈，因此商品房比較盛行。重慶市身為直轄市，房地產(chǎn)的投資務必上升很快，也別是那些商用營業(yè)用戶增長更是明顯的很，因而，廣東、重慶等地區(qū)中央空調(diào)主要普及在經(jīng)濟商業(yè)命脈區(qū)和商業(yè)網(wǎng)點。目前，隨著各地經(jīng)濟都有提高，中央空調(diào)產(chǎn)品市場需求將穩(wěn)步增長。 同時，各地區(qū)的寫字樓、飯店、酒店、工廠、公司、商場、特殊工業(yè)廠房都對中央空調(diào)有著巨大需求。
我國居民生活水平有所提高，這就意味著要求會越來越高，近代全世界空氣污染嚴重。全球溫度急劇上升。使人們更不能忍受著高溫天氣，本來想外出的天氣也會在家中。這就促使各地開發(fā)商絞盡腦汁解決問題。于此中央空調(diào)達到了合理的應用。開發(fā)商在各地商場、電影院、餐廳、游樂園、甚至有些學校的教室都得到了合理的應用。這無疑是人們的需求促使了空行業(yè)的發(fā)展。
由此可見，空調(diào)無論在何時何地，我國對于空調(diào)的需求量都是不能滿足的，且市場前景是無法估量的的！在空調(diào)內(nèi)部，起著重要作用制冷部件是冷凝管。冷凝管是制冷裝置的重要原材料，它主要有兩個用途：①制造換熱設備最常用的蒸發(fā)器、冷凝器，俗稱“兩器”；②作為連接管道和管件。不管哪種用途，它都是制冷劑的通道，其作用十分重要。這就要求銅管生產(chǎn)企業(yè)要提高生產(chǎn)效率，采用先進的生產(chǎn)工藝，采用先進的生產(chǎn)設備從而提供優(yōu)質(zhì)的冷凝管[5]。冷凝管主要靠彎管機生產(chǎn)。我所設計的彎管機盤曲彎曲裝置是彎管機上的一部分，它將銅管進行180度彎曲從而得到冷凝管。通過這臺設備可以提高加工精度和生產(chǎn)效率，所以說設計彎管機盤曲彎曲裝置是非常有深遠的意義的。
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沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第一章 彎管機概述
第一章彎管機概述
1.1彎管機的發(fā)展概況
早期的銅管加工主要依賴于手工完成，生產(chǎn)效率低且加工出的產(chǎn)品質(zhì)量差，理論滯后于實踐的現(xiàn)象比較明顯。管材彎管的首要環(huán)節(jié)是彎曲部分的設計，彎曲很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量水平，但早期時候?qū)懿牡募庸ひ筝^小，對工件的加工簡單，所以也就能滿足當時人們的需求。
20世紀下半葉隨著空調(diào)的產(chǎn)生（在二十世紀六,七十年代,美國地區(qū)發(fā)生罕見的干旱天氣,為解決干旱缺水地區(qū)的空調(diào)冷熱源問題,美國率先研制出風冷式冷水機,用空氣散熱代替冷卻塔,其英文名稱是:Air cool Chiller,簡稱為Chiller）和20世紀70-80年代彎管技術的進步，盤料彎管機有了新的發(fā)展，對裝配時銅管的加工要求提高。同時，冷凝管的使用促使人們不斷完善盤料彎管機來滿足不同廠家的需要。盤料彎管機逐漸替代了以往以人力加工的方式，結合當時的先進方式并吸收其他機械的發(fā)展，采用人力控制的方法對銅管進行加工，相比于人力加工大大提升了生產(chǎn)效率和加工精度。
20世紀末到21世紀初期，盤料全自動彎管機出現(xiàn)，實現(xiàn)全自動操作。各種當今最先進的技術應用其中，液壓、氣壓技術為全自動下料機提供了動力保障，檢測裝置的采用確保了使用者的安全性和生產(chǎn)的連續(xù)性，PLC的出現(xiàn)可以讓使用者通過各種不同按鍵的使用來完成復雜的生產(chǎn)過程。
彎管機制造商有印度CONSORT –ium TECH，俄羅斯GEDORE CODEMA ROBUR，智利，德國，美國OAK，日本AMADA。他們在自己的國家都有自己的發(fā)展特點，國內(nèi)也有些生產(chǎn)彎管機先進的公司：沉陽匯智精密機械有限公司，滄州圣雄彎管有限公司，張家港市明華機械制造有限公司，浙江迪泰有限公司，每個企業(yè)都有自己的企業(yè)文化。都有自己的一套先進技術。先進一點的彎管機設計公司會采用全自動設計。一般會用NC控制，能達到安全平穩(wěn)。能有個好的生產(chǎn)環(huán)境。而有的企業(yè)現(xiàn)在還采用手動控制，工人手動操作機器，實現(xiàn)半自動控制。但這種生產(chǎn)方式生產(chǎn)的緩慢，需要一個很長的流水線。
1.2彎管機研究的意義和價值
設計彎管機盤曲彎曲裝置的目的是滿足空調(diào)冷凝管的生產(chǎn)需要。隨著我國經(jīng)濟的騰飛和人民日益增長的物質(zhì)需要，空調(diào)在我國正在走向普及的道路，冷凝管作為空調(diào)的重要零件，其市場的需求量也隨著空調(diào)的大量生產(chǎn)而日益增加，但空調(diào)冷凝管的生產(chǎn)方式與空調(diào)的發(fā)展并不相符。我國的生產(chǎn)方式依舊落后。很難滿足市場的需求，在這種情況下，需要一臺能夠適應當今發(fā)展的彎管機盤管彎曲裝置來解決目前生產(chǎn)方式落后的現(xiàn)狀。設計這樣一臺彎管機是非常有意義的。
1.3彎管機構成及工作原理
1.3.1彎管機的構成
該機器主要由彎曲裝置、退料及滑動支撐裝置和主機移動裝置三大部分組成。彎曲裝置的主要功能是彎曲銅管。卸料裝置的主要功能是尺寸定位和發(fā)夾管的排出。主機移動裝置使主機及其上的各個裝置在主機軌道上前后移動，以實現(xiàn)發(fā)夾管尺寸的調(diào)整。
1.3.2彎管機的工作原理
首先彎管機接通電源，油泵啟動，彎管機自動運行。接著送料前進，送料前進極限處，芯軸噴油（噴油的時間靠外部的定時器設定），接著彎曲模具夾緊，然后盤管被切斷，夾退 ，然后切斷裝置后退，彎曲正轉(zhuǎn)，芯軸噴油，接著收緊松開，芯軸退，在這時產(chǎn)品加工結束。接著卸料前進，這時產(chǎn)品的卸料結束。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第二章 全自動盤料彎管機彎曲裝置概述
第二章全自動盤料彎管機彎曲裝置概述
2.1全自動盤料彎管機彎曲裝置的組成及工作原理
彎管機盤管彎曲裝置是將銅管彎曲180°的裝置，可以同時對4根銅管進行彎曲。通過調(diào)整模具、拖架等的位置可以加工其他型號的銅管。彎管機盤管彎曲裝置由彎曲模、夾緊模、托架、夾緊油缸、彎曲油缸、托架油缸、彎曲齒條、軸承座、彎曲齒輪等構成。彎曲模具、夾緊模具、托架三點一線。銅管經(jīng)過導向套筒從彎曲模和夾緊模之間穿入全自動彎管機主機的芯軸桿上，然后夾緊模將銅管夾緊在兩模之間,同時托架上升托住銅管,彎曲裝置向前翻轉(zhuǎn)作180°彎曲，將銅管彎制成U型管。為防止銅管彎曲部的變形，有萬向活動芯軸在銅管內(nèi)，在彎曲的同時向彎曲處自動噴油潤滑。
2.2全自動盤料彎管機彎曲裝置的規(guī)格
⑴材料的材質(zhì)：T2、TP2脫氧銅管；材料狀態(tài)：軟（按GB8895-88選用）；
⑵材料的尺寸：?9.52×t0.35mm 盤管(光管及內(nèi)螺紋管)下料長度：300-600mm；
⑶下料長度: L=Min.300～Max.2000±1.0mm，端部不齊度：Max.1mm；
⑷循環(huán)時間：L=1000mm時 18秒/每循環(huán)；
⑸彎曲部橢圓度：Max.15%；
⑹彎曲部壁厚減薄率: Max.35%。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第三章 全自動盤料彎管機彎曲裝置的結構設計
第三章全自動盤料彎管機彎曲裝置的結構設計
3.1全自動盤料彎管機彎曲裝置總體的結構設計
總體結構設計如圖3-1所示，包括彎曲模、夾緊模、托架、夾緊油缸、彎曲油缸、托架油缸、彎曲齒條、軸承座、彎曲齒輪等。彎曲裝置上面裝有導向架和導向套筒以用來將銅管順利導入并支撐銅管。銅管穿入翻轉(zhuǎn)拖架中，進入到彎曲模具中。當接通動力后，芯軸穿入銅管，以免銅管在彎曲過程中產(chǎn)生變形或被壓扁，接著夾緊模具夾緊銅管，然后齒條帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動翻轉(zhuǎn)拖架翻轉(zhuǎn)180°，完成銅管彎曲，最后芯軸退出，完成一次彎曲過程。整個過程速度較慢，但保證了銅管的優(yōu)良質(zhì)量，為空調(diào)等電器提供了良好的冷凝管。圖3-1為彎管機盤管彎曲裝置簡圖。
圖3-1 彎管機盤管彎曲裝置簡圖
3.2彎曲模和夾緊模的設計
3.2.1回彈角的計算
由于彎曲變形中，塑性變形的同時，必然伴有彈性變形，因此在制作彎曲終了并卸去載荷后，彈性變形將立即恢復，使彎曲件的角度和彎曲半徑發(fā)生變化，不再和模具的形狀、尺寸一致，此種現(xiàn)象稱為回彈角[6]。
（3-1）
式中：—彎曲件回彈后夾角
—彎曲凸模夾角
為正，成為正回彈，為負，成為負回彈。
由于R/t<5,查得軟黃銅=350Mpa, =1°
由公式： （3-2）
式中：—彎曲件夾角為90°回彈角
—彎曲件為a時的回彈角
得到將銅管彎曲180°回彈角 =2°
故彎曲模設計成182°
3.2.2影響回彈的因素：
（1）材料的力學性能
材料的屈服極限越高，彈性模數(shù)越小，彎曲變形回彈越大，回彈越大，加工硬化作用的材料回彈也大，在具體應用中應注意正確選擇材料及選用熱處理來消除材料的硬化。
（2）相對彎曲半徑R/t
R/t越大，變形程度越小。彈性變形在總的變形中所占比例就越大，回彈越大，否則相反。實驗證明R/t=1~1.5時，回彈角最小。
（3）彎曲角a
a越小，彎曲變形區(qū)長度越長，回彈累積值越大，回彈角愈大。
（4）彎曲制件形狀
彎曲制件形狀愈復雜，一次彎曲成形角愈多，彎曲時葛布粉的互相牽制作用就愈大，彎曲中拉伸變形成分愈大，回彈值愈小。
圖3-2 彎曲前
圖3-3 彎曲后
（5）彎曲方式和彎曲模
自由彎曲的回彈值比校正彎曲回彈值大，尤其是無底凹模內(nèi)自由彎曲回彈值最大，而校正彎曲時，校正力愈大，回彈值愈小。U型制件彎曲時，凸、凹模的間隙對回彈有較大影響，間隙值愈大，回彈值愈大。間隙值愈小，或為負間隙，則可能出現(xiàn)零回彈甚至于負回彈。同時由于板料厚度偏差存在。使得間隙對回彈影響更明顯。
3.2.3彎曲模和夾緊模工作原理
彎曲模和夾緊模是對銅管進行彎曲和定位的。每個彎曲、夾緊模具下都有一個油缸，而托架則安裝在由兩個托架油缸固定的滑動板上。彎曲前如圖3-2，彎曲后如圖3-3。
銅管穿入翻轉(zhuǎn)拖架中，進入到彎曲模具中。當接通動力后，芯軸穿入銅管防止銅管在彎曲過程中產(chǎn)生變形或被壓扁，夾緊模具夾緊銅管，齒條帶動齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動翻轉(zhuǎn)拖架翻轉(zhuǎn)180°，完成銅管彎曲，芯軸退出，完成一次彎曲過程。
3.3齒輪齒條的設計
3.3.1齒輪傳動的優(yōu)點：
⑴瞬時傳動比保持恒定不變，準確可靠。
⑵傳動的功率和速度范圍較寬。
⑶傳動效率高，可達98%以上。
⑷使用壽命長。
⑸結構緊湊，體積小。
3.3.2齒輪的幾何尺寸計算：
當中心距一定時，應選用較多齒數(shù)，這樣可以提高重合度，使傳動平穩(wěn)，減小噪聲。中速、過載大、短時間間歇運轉(zhuǎn)時，取大值。根據(jù)設計要求選取齒輪齒數(shù)z=32,模數(shù)m=5。則分度圓直徑。壓力角a為20°。
齒頂高
齒根高
全齒高=
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
基圓直徑
齒距
齒厚=齒槽寬=
齒條同齒輪，齒輪圖如圖3-4
圖2-4 齒輪圖
圖3-4 齒輪圖
3.3.3齒輪的接觸疲勞強度校核
齒輪材料選擇40Cr鋼，標準直齒輪，調(diào)質(zhì)—表面淬火，硬齒面。齒面硬度為48-55HRC。因采用表面淬火，輪齒變形不大，故選7級精度。齒條同齒輪。齒寬系數(shù)選取0.25。齒條同齒輪。
齒輪的扭矩T=GL=500N60mm=Nmm
齒寬
考慮到本彎管機盤管彎曲裝置運動均勻平穩(wěn)，查得使用系數(shù)KA=1；
由V=12m/s,查得Kv=1.1;
查得齒向載荷分布系數(shù)KH=1.1813
由于 查得KHa=1.3
故載荷系數(shù)
因為齒輪齒條都是鍛鋼，故查得材料的彈性影響系數(shù)= ；
查得區(qū)域系數(shù) =2.5
齒輪最大接觸應力計算公式為：
（3-3）
則齒輪最大接觸應力：
由齒輪材料為鍛鋼查得齒輪的接觸疲勞強度極限 =1200Mpa,
接觸疲勞壽命系數(shù)KHN=0.97，
安全系數(shù)S取1，取失效率1%；
齒輪許用應力公式為：
[9] （3-4）
故算得[]=1164Mpa,因此<[]；
故齒輪傳動齒面的接觸強度足夠。
3.3.4齒輪的彎曲疲勞強度校核
因為齒輪齒數(shù)為32，查得當Z=30時，=2.52，Z=35時， =2.45，
故由插值法算得=2.53；
應力修正系數(shù) =1.63；
則 ,
則齒輪圓周力
查得彎曲疲勞強度極限=700Mpa；
KA=1，KV=1，KF=1.1
KF=1.05+0.26（1+0.6）+0.1610-3b=1.18，
故
查得彎曲疲勞壽命系數(shù)0.98；
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4；
故齒根許用彎曲應力計算公式為：
（3-5）
故算得齒根許用彎曲應力 ；
齒根最大彎曲應力計算公式為：
（3-6）
算得
故<[],所以齒根彎曲疲勞強度足夠。
3.4軸承的選擇與校核
3.4.1.軸承的選擇
根據(jù)設計的要求和條件，選擇角接觸軸7009AC/P5,d=45mm,D=75mm;基本額定載荷=25.8KN,=19.5KN,脂潤滑極限轉(zhuǎn)速7500r/min。
3.4.2所選系列軸承的性能特點
⑴可同時承受徑向載荷和軸向載荷。也可單獨承受軸向載荷。
⑵接觸角a越大，軸向承載能力越高。
⑶由于一個軸承只能承受單向軸向力，應成對使用。
3.4.3軸承的壽命校核
軸承額定壽命公式為：
（3-7）
其中：P=fp(XFr+YFa) [10]
ε—壽命系數(shù)，本設計取ε=3；
由書查得fp=1.2,計算得P=146.4N。
故 h；
因為機器的壽命為h小于軸承壽命。
故軸承壽命足夠。
3.4.4軸承的靜強度校核
靜強度驗算條件公式為：
（3-8）
一般工作條件下，滾動軸承安全系數(shù)；
本設計取，
則當量靜載荷 ，
則 .
故軸承的靜強度足夠。
3.4.5軸承的極限轉(zhuǎn)速校核
極限轉(zhuǎn)速驗算的條件：
查得負荷系數(shù)；
角接觸軸承的負荷角,由此查得。
則 ；
故軸承的極限轉(zhuǎn)速足夠，滿足軸承要求。
3.5軸的設計
3.5.1軸的直徑計算
軸的設計公式為：
(3-9)
其中： 許用切應力，Mpa;
T— 軸所受的轉(zhuǎn)矩，Nmm;
n—軸的轉(zhuǎn)速，r/min;
P—軸傳遞的功率，KW；
D—軸的計算直徑，mm;
C—與軸材料有關的系數(shù)。
查得系數(shù)C =106,故 ,
查表取軸的標準直徑為10mm,故取軸直徑d=10mm。
選取軸的材料為45號鋼。
3.5.2軸的校核
本設計決定按彎曲許用應力計算對軸進行校核。
⑴畫出軸的空間受力簡圖，如圖3-5
圖3-5 軸空間受力簡圖
⑵畫出水平面受力圖，計算支點反力，畫水平面彎矩圖，如圖3-6
圖3-6 水平面受力及彎矩圖
考慮到C點處可能為危險截面，故計算出C點的彎矩。
由
因為平衡，故；
圖3-7 垂直面受力和彎矩圖
求得支點反力。
C點彎矩：
；
⑶畫出垂直面受力和彎矩圖，計算支點反力和C處的彎矩，如圖3-7
由
求得 ；
C點彎矩 ；
求合成彎矩
合成彎矩的計算公式為：
(3-10)
所以C點的合成彎矩：
⑷畫出扭矩圖，如圖3-8
圖3-8 扭矩圖
⑸計算C點處當量彎矩
當量彎曲的計算公式是：
(3-11)
所以C點的當量彎矩：
。
⑹校核軸的強度
查得45號鋼，
用插值法得，
C截面當量彎曲應力：
，
所以，故C截面安全。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第四章 全自動盤料彎管機彎曲裝置的結構設計
第四章全自動盤料彎管機彎曲裝置的結構設計
4.1 全自動盤料彎管機彎曲裝置油缸的選擇
設計選擇的是日本油研的CJT140-TA50A255N-ANCA-11418工程型油缸，油缸直徑50mm。以工程型油缸作為動作執(zhí)行件，主控部分采用高性能可編程控制器[11]。為提高系統(tǒng)的可靠性，我們對所有動作均采用帶有終點位置傳感器的閉環(huán)控制方法。由于氣動系統(tǒng)使用壓力一般在0.2-1.0Mpa范圍,因此氣缸是不能做大功率的動力元件.液壓缸就可以做比較大的功率的元件, 液壓缸包括5個部件,缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置、排氣裝置。
所選液壓缸如圖4-1
圖4-1 液壓油缸圖
4.2全自動盤料彎管機彎曲裝置液壓泵的選擇
4.2.1液壓泵的選擇
油缸的行程：
。
完成一次彎管的時間規(guī)定為1~3s,規(guī)定泵轉(zhuǎn)速為1450r/min。
故彎管機彎管最大速度，
最慢速度。
彎曲油缸流量的流量計算公式為：
(4-1)
其中： q —泵的幾何排量（cc/rev）
故得出Q=1.45q,又因，
其中；
；
由此求得V=12.7q。
從而得出；
故油缸選擇臺灣V15-AI-R型柱塞泵。如圖4-2
圖4-2 柱塞泵
則彎曲流量；
因為，
所以；
彎曲時間t=s/v=190.8mm/s;
對于齒輪，
故齒輪的轉(zhuǎn)速。
4.2.2 V型柱塞泵的參數(shù)
排量15cc/rev;
無負荷流量1500rpm: 26.7;
無負荷流量1800rpm: 41.4;
轉(zhuǎn)速最低：500r/min;
轉(zhuǎn)速最高：1800r/min;
4.2.3 V型柱塞泵的特性
⑴V型柱塞泵，以獨特的設計寫盤變化角度功能，廣泛用于各種場所。特殊設計，在全力壓力區(qū)下，保持低噪音功能。
⑵由多種控制方式來整合，能形成系統(tǒng)具有省能源、小型號、低成本功能。
⑶功率損失小，減低油溫上升，可選配較小型油箱。
⑷廣泛用于工具機、機床、鍛壓，塑膠成型機。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第五章 全自動盤料彎管機彎曲裝置的調(diào)整管機
第五章全自動盤料彎彎曲裝置的調(diào)整管機
5.1彎曲角度的調(diào)整
彎曲的角度在設計后已調(diào)整到最大，一般不需再調(diào)。如的確需要調(diào)整，請按照下列步驟，但不要將角度調(diào)的過大，否則將干擾退料器的運動，致使機器損壞。如圖5-1彎曲角度調(diào)整圖。
此操作有兩個位置需要調(diào)整
⑴彎曲油缸行程的調(diào)整
⑵彎曲到位極限位置的調(diào)整
圖5-1 彎曲角度調(diào)整圖
①順時針調(diào)整旋轉(zhuǎn)支座到位極限撞鐵。
②調(diào)整彎曲油缸前進到位極限撞鐵，使之與所要彎曲的角度相對應，注意兩個螺栓的長度要一樣。
③手動正向彎曲彎曲裝置到位。
④逆時針調(diào)整旋轉(zhuǎn)支座到位極限撞鐵使之與旋轉(zhuǎn)支座接觸并且鎖緊。
⑤慢慢將退料器向前移動并且觀察退料器是否與導向套筒干涉。
⑥試彎一些銅管并且檢查調(diào)整后的效果。
5.2托架高度的調(diào)整
調(diào)整托架的高度可以對彎曲的間距做微小的調(diào)整。
將托架升高使之對銅管的壓力增加可以減小彎后銅管間距，當將托架降低時增加彎后銅管間距。調(diào)整范圍可在0～±0.3mm。
因為彎曲模具在加工時中心距M已確定，所以如果不更換模具，中心距不可能比M小。
托架中心即銅管中心的尺寸L是固定的,托架頂面應在此中心以下0.3mm。如圖5-2為托架高度調(diào)整圖。
圖5-2 托架高度調(diào)整圖
托架的調(diào)整是靠油缸桿頭部的螺紋來調(diào)整的，調(diào)整時遵守下列各項：
①調(diào)整時測量高度L。
②測量高度時應在油缸桿鎖緊螺母鎖緊的情況下。
③保持左右高度的一致性。
5.3壓力調(diào)整
模具夾緊壓力：5~6MPa
調(diào)節(jié)位置是夾緊電磁閥下的減壓閥。
壓力設定順序:
⑴啟動液壓泵，將運轉(zhuǎn)狀態(tài)選為“手動”
⑵將旋鈕打到“芯軸進”，旋轉(zhuǎn)卸荷電磁閥下的溢流閥的調(diào)節(jié)手柄，調(diào)節(jié)主回路的壓力。
⑶將旋鈕打到“模具夾緊”，旋轉(zhuǎn)夾緊電磁閥下的減壓閥的調(diào)節(jié)手柄，調(diào)整夾緊力。
5.4速度調(diào)整
彎曲速度的調(diào)整:
彎曲速度由節(jié)流閥和疊加式電磁節(jié)流閥共同調(diào)節(jié)，節(jié)流閥調(diào)定正常彎曲速度，而疊加式電磁節(jié)流閥則是調(diào)節(jié)彎曲到位和復位時的減速速度。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 第六章 可能出現(xiàn)的故障及原因
第六章可能出現(xiàn)的故障及原因
6.1不夾緊的原因
(1)銅管不能達到送料到位端?檢查送料裝置
(2)導向套筒變形導致不送料?檢查、更換
(3)個別銅管夾不緊
上下夾緊模之間有雜質(zhì)?清除
夾緊油缸密封圈損壞?更換
(4)所有銅管不夾緊
電磁閥不動作
① 有輸出信號?檢查電磁閥
②無輸出信號?程序不良
6.2不彎管的原因
(1)電磁閥有動作
LM導桿卡住
液壓缸內(nèi)部密封圈破損
(2)電磁閥無動作
有輸出信號?檢查電磁閥
無輸出信號?程序不良
(3)彎曲用電磁閥有動作
齒輪齒條內(nèi)有雜質(zhì)?檢查、清除
液壓缸內(nèi)部密封圈破損?檢查
(4)彎曲用電磁閥無動作
有輸出信號?檢查電磁閥
無輸出信號?程序不良
6.3彎曲形狀差的原因
(1)內(nèi)側(cè)折皺
(2)芯軸位置差
銅管與夾緊模之間有串動
芯軸與銅管直徑不符
材料硬度高
模具溝槽磨損
(3)彎曲部的橢圓度超差
芯軸位置差
芯軸與銅管直徑不符
托架位置過高
(4)彎曲部外側(cè)斷裂
彎曲模具與托架中心不一致
芯軸伸出過長
材料硬度高
(5)彎管中心距大
托架位置低、托架偏
回轉(zhuǎn)體未充分彎曲到位
材料硬度高
(6)彎管中心距小
托架位置過高
彎曲模具磨損
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 結論
結 論
彎管機盤管彎曲裝置是通過彎曲油缸將動力傳到兩翼的齒條上，齒條再將動力傳到彎曲模具同軸的彎曲齒輪上，將直線運動轉(zhuǎn)換成模具的旋轉(zhuǎn)運動彎曲銅管的。
銅管經(jīng)過導向套筒從彎曲模和夾緊模之間穿入彎管機主機的芯軸桿上，然后夾緊模將銅管夾緊在兩模之間，同時托架上升托住銅管，彎曲裝置向前翻轉(zhuǎn)180度，將銅管彎制成U形管。為防止銅管彎曲部的變形，有萬向活動芯軸在銅管內(nèi)，在彎曲的同時向彎曲處自動噴油潤滑。
本設計彎管機盤管彎曲裝置的特點：
⑴一次性對四根盤管進行彎曲。效率高。
⑵一個人即可進行彎管機盤管彎曲裝置的工作。
⑶可以進行彎曲角度、托架高度、壓力和速度的調(diào)整。
⑷彎管機盤管彎曲裝置占地空間大，不方便移動和運輸。
沈陽化工大學科亞學院學士學位論文 參考文獻
參考文獻
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