钢筋弯曲机的设计.doc
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1、钢筋弯曲机的结构设计摘要:通过强度计算分析,认为现有GW-40弯曲机的大部分零件有较大的设计裕量,需要改变个别零部件及电动机功率即可大幅度提高加工能力满足40钢筋的弯曲加工。还可升级为GW-50钢筋弯曲机。 GW-40型半自动钢筋弯曲机适用于弯曲6-40毫米钢筋之用,本机的传动机构采用全封闭式,变速杆换挡,可使工作盘得到两种转速,钢筋的弯曲角度由工作盘侧面的挡块调节,机械部分通过电器控制实现半自动。关键词:钢筋弯曲机 始弯矩 终弯矩 主轴扭矩 控制设备Steel bending machines Structure DesignAbstract: Strength Analysis by,th
2、at existing GW-40 Steel Bar Benders Most parts have a greater design margin, Need to change the motor power of individual components and processing capacity can be greatly improved40 Bending steel. Can also be upgraded to GW-50 steel bending machine.GW-40 semi-automatic bending machine for bending s
3、teel 6-40 mm steel used, the machine uses fully enclosed transmission, shift lever, the work can get two kinds of disk rotational speed, angle of bending steel plate by the work Side of the block adjustment, mechanical electrical control to achieve through the semi-automatic.Keywords:Steel bending m
4、achine Moment before Final moments Spindle torque Control Equipment 目 录完整的说明书与图纸1 绪论11.1 国内外发展现状11.2 概 述12 钢筋弯曲机的结构设计32.1 系统性能与参数32.2 系统工作原理及框图32.3 弯矩计算42.3.1 工作状态42.3.2 材料达到屈服极限时的始弯矩52.4电动机选择62.4.1. 电动机的介绍62.4.2. 电机的选择原则72.5轴承的选择92.5.1 滚动轴承的选择92.5.2 16008轴承的配合的选择92.6控制设备的选择92.6.1 变频器的概述92.6.2 变频器的工
5、作原理102.6.3 变频器的类型选择112.6.4 变频器容量的选择122.6.5 技术参数123 参数的计算163.1 V带传动设计163.2 第一级圆柱齿轮设计193.2.1 选择材料193.2.2 按接触强度进行初步设计193.2.3 齿轮校核213.2.4 齿轮及齿轮副精度的检验项目计算233.3 第三级圆柱齿轮的设计253.3.1 选择材料253.3.2 按接触强度进行初步设计253.3.3 校核齿轮273.3.4 齿轮及齿轮副精度的检验项目计算293.4 中间轴的设计313.4.1 计算作用在轴上的力313.4.2 计算支力和弯矩313.4.3 对截面进行校核343.4.4 中间
6、轴的工作图363.5 主轴设计373.5.1 计算作用在轴上的力373.5.2 计算支力和弯矩373.5.3 对截面进行校核394 钢筋弯曲机的建模与仿真设计424.1 UG简介424.2 主要零件造型434.2.1 工作台434.2.2 齿轮434.2.3 轴454.2.4 弯曲机三维模型的模拟装配47结论51参考文献52致 谢531. 绪论1.1 国内外发展现状我国工程建筑机械行业近几年之所以能得到快速发展,一方面通过引进国外先进技术提升自身产品档次和国内劳动力成本低廉是一个原因,另一方面国家连续多年实施的积极的财政政策更是促使行业增长的根本动因。受国家连续多年实施的积极财政政策的刺激,包
7、括西部大开发、西气东输、西电东送、青藏铁路、房地产开发以及公路(道路)、城市基础设施建设等一大批依托工程项目的实施,这对于重大建设项目装备行业的工程建筑机械行业来说可谓是难得的机遇,因此整个行业的内需势头旺盛。同时受我国加入WTO和国家鼓励出口政策的激励,工程建筑机械产品的出口形势也明显好转。我国建筑机械行业运行的基本环境、建筑机械行业运行的基本状况、建筑机械行业创新、建筑机械行业发展的政策环境、国内建筑机械公司与国外建筑机械公司的竞争力比较以及2004年我国建筑机械行业发展的前景趋势进行了深入透彻的分析。1.2概 述钢筋弯曲机属于一种对钢筋弯曲机结构的改进。本实用新型包括减速机、大齿轮、小齿
8、轮、弯曲盘面,其特征在于结构中:双级制动电机与减速机直联作一级减速;小齿轮与大齿轮啮合作二级减速;大齿轮始终带动弯曲盘面旋转;弯曲盘面上设置有中心轴孔和若干弯曲轴孔;工作台面的定位方杠上分别设置有若干定位轴孔。由于双级制动电机与减速机直联作一级减速,输入、输出转数比准确,弯曲速度稳定、准确,且可利用电气自动控制变换速度,制动器可保证弯曲角度。利用电机的正反转,对钢筋进行双向弯曲。中心轴可替换,便于维修。可以采用智能化控制。当前我国正在大力发展基础建设及城市化建设,各种建筑耗费了大量的钢筋,其中箍筋加工的效率和质量是最难解决的问题之一,箍筋不仅使用量非常大,而且形状和尺寸变化复杂,尺寸精度要求高
9、,箍筋的制做在原钢筋加工中是劳动强度大,人力物力消耗大,低效率,低质量保证的环节。随着我国建筑行业的快速发展,为了响应政府及各建筑单位对箍筋制做自动化技术的迫切要求,我们进行技术攻关改进工艺,终于在经过不懈的努力研制出自有专利技术的-可调速钢筋弯曲机GW-40BGW-40B钢筋弯曲试验机玉牌钢筋弯曲试验机-最新研制,装备完善,专利技术,十大名优,中国标准出版社建筑用钢筋标准与规范汇编推荐品牌 1、采用摆线针轮减速系统 2、单片机控制电器及精度,数显角度 3、独有可靠限位装置 4、增加防止钢屑、螺钉泄漏对设备危害措施 5、附件结构合理,零件更换简单 6、电动安全操控弯曲,工作噪音小,环境清洁 7
10、、设计合理,装备完善,工艺先进,整机寿命长 8、主要型号:GW-50A GW-40C/B GW-25A(28) GW-40B型钢筋弯曲试验机系根据GB/T232-1999(eqvISO7438:1985)及GB1499-1998(neqISO6935-2:1991)的要求,对GW-40B,GW-40A进行了改进提高,从而替代原来GW-40、GW-40A等机型,该设备符合YB/T5126-93钢筋平面反向弯曲试验方法的要求。是一款价歉物美,经济实惠型产品。 (注:GW-40B型最大弯心轮径为5X40=200,而GW-40C型为7X40=280) 技术参数指标项目 技术指标弯曲钢筋直径范围 随机2
11、5-40可选6-2 钢筋正向弯曲角度 0180内任意设定钢筋反向弯曲角度 0180内任意设定工作盘转速 2 r/min, 12/S 辊心距离 205mm 工作盘直径 580mm 电动机功率 1.5kw 随机配标准弯心套 一套(2540)机器外形尺寸 9607801190(mm) 机器重量 1100kg。2. 钢筋弯曲机的结构设计2.1系统性能与参数GW40型钢筋弯曲机适用于建筑行业弯曲640钢筋之用。 本机工作程序简单,弯曲形状一致,调整简单,操作方便,性能稳定,它能将Q23540圆钢或832螺纹钢筋弯曲成工程中所需要的各种形状。弯曲钢筋直径6-40mm工作盘直径350mm工作盘转数7转/分电
12、动机Y100L-4-3KW外型尺寸760760685整机重量4000kg2.2系统工作原理及框图GW-40钢筋弯曲及的工作原理框图如图1、:控制设备工作台减 速 箱带 轮电动机图1 工作框图其中减速箱由轴、轴承和齿轮组成。GW-40弯曲机的工作机构是一个在垂直轴上旋转的水平工作圆盘,如图2所示,把钢筋置于图中虚线位置,支承销轴固定在机床上,中心销轴和压弯销轴装在工作圆盘上,圆盘回转时便将钢筋弯曲。为了弯曲各种直径的钢筋, 在工作盘上有几个孔,用以插压弯销轴,也可相应地更换不同直径的中心销轴。图2 工作原理图2.3弯矩计算2.3.1工作状态1) 钢筋受力情况与计算有关的几何尺寸标记。设钢筋所需弯
13、矩:Mt=式中 F为拨斜柱对钢筋的作用力;Fr为F的径向分力;a为F与钢筋轴线夹角。当Mt一定,a越大则拨斜柱及主轴径向负荷越小;a=arcos(L1/Lo)一定,Lo越大。因此,弯曲机的工作盘应加大直径,增大拨斜柱中心到主轴中心距离L0GW-50钢筋弯曲机的工作盘设计:直径400mm,空间距120mm,L0=169.7 mm,Ls=235,a=43.8,其受力情况如图3所示。图3 钢筋受力情况2) 钢筋弯曲机所需主轴扭矩及功率按照钢筋弯曲加工规范规定的弯曲半径弯曲钢筋,其弯曲部分的变形量均接近或过材料的额定延伸率,钢筋应力超过屈服极限产生塑性变形。2.3.2材料达到屈服极限时的始弯矩1) 按
14、40螺纹钢筋公称直径计算M0=K1Ws式中,M0为始弯矩,W为抗弯截面模数,K 1为截面系数,对圆截面K 1=1.7;对于25MnSi螺纹钢筋M0=373(N/mm2),则得出始弯矩M0=3977(Nm)2) 钢筋变形硬化后的终弯矩钢筋在塑性变形阶段出现变形硬化(强化),产生变形硬化后的终弯矩:M=(K 1+K0/2Rx)Ws式中,K0为强化系数,K0=2.1/p=2.1/0.14=15, p为延伸率,25MnSi的p=14%,Rx=R/d0,R为弯心直径,R=3 d0,则得出终弯矩 M=11850(Nm)3) 钢筋弯曲所需距Mt=(M0+M)/2/K=8739(Nm)式中,K为弯曲时的滚动摩
15、擦系数,K=1.05 按上述计算方法同样可以得出50I级钢筋(b=450 N/mm2)弯矩所需弯矩:Mt=8739(Nm),取较大者作为以下计算依据。4) 电动机功率由功率扭矩关系公式 A0=Tn/9550=2.9KW,考虑到部分机械效率=0.75,则电动机最大负载功率 A= A0/=2.9/0.75=3.9(KW),电动机选用Y系列三相异步电动机,额定功率为=4(KW),额定转速=1440r/min。2.4电动机选择2.4.1.电动机的介绍电动机是把电能转换成机械能的设备,分布于各个用户处,电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机,电力系统中的电动机大部分是交流电机,可以是同步电机或者
16、是异步电机(电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速)。它是将电能转变为机械能的一种机器。通常电动机的作功部分作旋转运动,这种电动机称为转子电动机;也有作直线运动的,称为直线电动机。电动机能提供的功率范围很大,从毫瓦级到万千瓦级。电动机的使用和控制非常方便,具有自起动 、加速、制动、反转、掣住等能力,能满足各种运行要求;电动机的工作效率较高,又没有烟尘、气味,不污染环境,噪声也较小。由于它的一系列优点,所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。各种电动机中应用最广的是交流异步电动机(又称感应电动机 )。它使用方便 、运行可靠 、价格低廉 、结构牢固,但功
17、率因数较低,调速也较困难。大容量低转速的动力机常用同步电动机(见同步电机)。同步电动机不但功率因数高,而且其转速与负载大小无关,只决定于电网频率。工作较稳定。在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。但它有换向器,结构复杂,价格昂贵,维护困难,不适于恶劣环境。20世纪70年代以后,随着电力电子技术的发展,交流电动机的调速技术渐趋成熟,设备价格日益降低,已开始得到应用 。电动机在规定工作制式(连续式、短时运行制、断续周期运行制)下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率,使用时需注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配,避免出现飞车或停转。电动机的调速
18、方法很多,能适应不同生产机械速度变化的要求。一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。从能量消耗的角度看,调速大致可分两种 : 保持输入功率不变 。通过改变调速装置的能量消耗,调节输出功率以调节电动机的转速。控制电动机输入功率以调节电动机的转速。2.4.2.电机的选择原则电机的选择一般包括选择电动机的类型、电动机的功率及额定转矩等。其具体思路如下:首先,选择电动机的类型,然后比较电动机的机械特性与负载特性,看它们是否吻合,并在此基础上检查是否满足调速范围与精度,顺便考虑一下经济性的问题,如果以上各个方面均满足,接下来,我们便可以开始计算电动机功率,进行起动转矩过载倍数及加速转矩校验、发热校验等
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