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卷板机设计说明书

2024-08-20 来源:爱问旅游网
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摘要

卷板机是一种将金属板料弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的一种专用锻压机械设备,广泛用于锅炉、造船、化工、金属结构及机械制造行业。本课题的研究宗旨在改进旧式卷板机的不足,提高生产率、降低工人劳动强度,满足厂方对板料加工的生产需求。

本文主要研究内容:分析了对称式三辊卷板机的受力状况。在对卷板过程变形力能参数分析的础上, 将其受力与设备的驱动功率直接建立联系, 通过功能转换计算, 得出了卷板机主驱动系统的驱动功率的一种计算方法。经算例分析证明: 该方法简化了卷板机选择设备动力的功率计算, 计算结果更为符合实际。

关键词:卷板机,受力分析,驱动功率

I

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STRACT

Roll Machine can bend metal plate to a special shape, such as column, conecamber and so on, which is widely applied to boiler manufacture, shipbuilding,chemical industry and machine manufacture. decrease the work intensity andcontent the demand of the factory for plate coiling.

The bearing force analysis of three rollers veneer reeling machine of symmet rical type was carried out . On thebase of the ability analysis in t ransform , the direct contact between bearing force and driving power on equipment wasestablished. Through the function conversion calculation , the calculating method of driving power on the main drivesystem was given. The deducing process was simple and could be understood easily. The result s of calculated exampleshow that this method simplifies the choice of driving power on equipment . The calculated result is further accorded with the actual circumstance.

Key words : rolling machine ; st ress analysis ; driving power

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目 录

摘要 ..................................................................... I STRACT .................................................................. II 第一章 绪论 ............................................................. 1

1.1 国外卷板设备的技术现状 ............................................ 1 1.2 国内卷板设备的技术现状 ............................................ 2 第二章 卷板理论和卷板工艺分析 ........................................... 3

2.1概述 .............................................................. 3 2.2卷板工艺的理论分析 ................................................ 4

2.2.1金属板料的弯曲过程 ........................................... 4 2.2.2塑性弯曲时的应力应变状态 ..................................... 6 2.3弯曲力矩和弯曲半径 ............................................... 10 2.4卷板工艺和卷板质量分析 ........................................... 14

2.4.2 锥体卷制 ................................................... 15 2.4.3卷板质量 .................................................... 16 2.5卷板设备 ......................................................... 17 第三章 对162000型对称式三辊卷板机设计 ............................... 20

3.1个参数设计 ....................................................... 20 3.2 卷板工艺工步分析 ................................................. 42 致 谢 .................................................................. 46 参考文献 ................................................................ 47

III

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第一章 绪论

卷板机是一种将金属板材弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成型设备。根据三点成圆的原理,利用工作辊相对位置变化和旋转运动使板材产生连续的塑性变形,以获得预定形状的工件。该设备广泛用于锅炉、造船、石油、化工、金属结构及机械制造行业。

关于卷板机的分类,国外一般以工作辊的配置方式来划分。国内普遍以工作辊数量及调整型式等来分类,一般分为:三辊卷板机(包括对称式三辊卷板机、非对称式三辊卷板机、水平下调式三辊卷板机、倾斜下调式三辊卷板机等)、四辊卷板机、特殊用途卷板机(有船用卷板机、锥体卷板机、双辊卷板机等)

卷板机采用机械传动已有几十年的历史,由于结构简单、性能可靠,造价低廉,至今在中小型卷板机中仍被广泛应用。但在低速大扭矩的卷板机上,如采用机械传动,会使传动系统体积庞大,电动机功率大,启动时电网波动也较大,所以目前液压传动越来越多地在卷板设备中得到采用。近年来,有工作辊的移动采用液压驱动但主驱动仍为机械传动的机液混合传动卷板机,也有全部动作均采用液压驱动的全液压式卷板机。采用液压驱动能降低机器的能耗,便于工作压力、卷板速度的调节以适应不同的工况,便于实现自动控制。

1.2 国外卷板设备的技术现状

目前,国外卷板设备生产水平较高的有瑞士、意大利、德国、日本等国家。这些国家对板厚小于38mm的板料的卷制,大多采用机械式或机液混合驱动式。对板厚大于40mm的板料的卷制,多采用全液压驱动式卷板机。由于三辊不对称可调式卷板机较四辊卷板机结构简单、体积小、价格低、耗电少,而且像四辊卷板机具有便于端部预弯、剩余直边小等特点,已在不少国家得到广泛开发和应用。特别是随着计算机技术的迅猛发展,卷板设备也越来越多的采用计算机实行自动控制,使加工精度、工作效率大大提高,同时减少了工人的劳动强度、改善了工作条件。

国外著名厂家的产品如下:

瑞士Chr.Haeusler公司,生产世界上最大的四辊卷板设备—VRM-hy

4000150mm。冷卷钢板规格为: 1504000mm(最大厚度最大宽度),热卷规格为

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2604000mm,主要用于核工业方面。

意大利PROMAU公司生产全液压式“DAVI”系列四辊卷板机,它具有自动平衡系统(ABS)、行星摆式回转导轨(PSG)、自动润滑系统(ALS)、节能系统(ESS)。

国外生产卷板设备的著名厂家还有西德的瑟尔夫公司、福斯造船及机械公司;英国布郎克公司;日本富士车辆公司等。

1.3 国内卷板设备的技术现状

科学技术的发展和对国外卷板技术的不断学习和引进,使我国卷板设备的生产技术有了很大提高。近几年,我国生产的三辊可调式卷板机和四辊卷板机越来越多地代替了在卷板设备中一直占据主要地位的对称三辊卷板机。随着液压产品生产技术不断进步,国产液压元件的精度、性能已达到较高的水平。所以,液压传动也越来越多的应用于卷板设备中。目前,用于卷制中薄板的小功率卷板机多采用机械传动或机液混合驱动,用于卷制厚板的大功率卷板机多采用液压驱动或多电机同时驱动。但由于我国机械加工设备水平与加工技术水平与世界发达国家相比,仍有一定的差距,所生产的机械零部件和液压元件的加工精度达不到设计要求,因机械摩擦造成的机械损失和因泄漏造成的液压损失较高。所以卷制同等规格的钢板,所需卷板机功率要高于国外的卷板机,使得卷板设备体积庞大,形体笨重。另外,我国引进国外数控卷板技术,在数控卷板工艺和设备研究方面作了大量工作。但无论国内还是国外的卷板机,从数控技术的实现上看,还均不能达到令人满意的结果,还不能根据被卷制坯料的材质、规格尺寸、卷曲曲率等,正确计算和调整工艺参数,达到真正的全自动控制,而是需要较多的人工干预。

国内生产卷板设备的厂家有一重、二重、沈阳重型机械厂、太原重型机厂、江苏南通重型机械厂、长治锻压机械厂等。

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第二章 卷板理论和卷板工艺分析

2.1概述

卷板加工属于压力加工范畴,是在锻造加工和轧制加工的基础上发展起来的一种新型加工方法。从加工形式上属于弯曲加工。

所谓压力加工,从广义上讲:凡是利用永久变形(塑性变形)将固态坯料制成所需形状和尺寸的固态制件的加工,均被称为压力加工,或压力成形。狭义上的压力成形,一方面是指板料及条料的弯曲、翻边、拉伸等。它们是既保持作为坯料的板料的形态,同时又改变其外观的加工方法。另一方面,像锻造、挤压等,能使材料的大部分产生复杂的塑性变形,并且制件形状和外观都与原材不同。

弯曲成形就是将金属材料弯成一定角度、曲率和形状。常用的弯曲加工大体上可分为压弯、折弯和滚弯三种类型。

图2-1压弯 图2-2折弯 图2-3滚弯 1、压弯

压弯 是用压力机或弯板机进行的板料弯曲。最简单的形式,是用一个固定凹模和一个活动凸模的弯曲。(如图2-1所示)板材、型材、管材的弯曲多用这种成形方法。

2、折弯(如图2-2)

折弯 是用沿着固定模具周边移动的压弯工具,一边将材料压在固定模具圆角部分,同时又使其贴合在一起的弯曲方法。管材、板材、线材的弯曲多用这种成形方法。

3、滚弯(如图2-3)

滚弯是用二至四个轴辊在送进板料的同时做连续弯曲加工的方法。与压弯和折弯相

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比,滚弯的弯曲半径较大,制件的曲率相等(同一截面的曲率)。所以被广泛用于筒形、锥形、部分筒形或锥形等大口径管件的加工制造之中。滚压成形也被视为是滚弯的一种,是使带料依次通过几组成形轴辊,成形一定断面形状。一般用于结构用轻型型材。卷板机就是滚弯原理的具体应用。

2.2卷板工艺的理论分析

2.2.1金属板料的弯曲过程

塑性弯曲是冷压成型工艺中最为普遍的成型方法之一,弯曲工艺不仅用来成形圆筒件、“U”形件、“V”形件等,而且还可以通过弯曲的方法来增加转动惯量以提高零件的刚度。弯曲成型的效果,表现为弯曲变形区曲率半径p和角度小的变化。(如图2-4)

弯曲变形时,坯料上曲率发生变化的部位是变形区,弯曲变形的主要参数与变形区的应力、应变的性质及数值有关。

图2-4板料弯曲变形区及弯曲时的切向应力分布

(a)弹性变形(b)弹塑性变形(c)塑性变形(d)无硬化塑性变形 塑性变形必须首先经过弹性变形阶段。弹性弯曲时,板材的外区纤维受 拉,内区纤维受压。拉、压两区以中性层为界,中性层恰好通过剖面的中心, 其应力应变为O。假定中性层曲率半径为,弯曲角度为,则距中性层距离为y处的纤维,其切向应变为

ln(y)y

切向应力: :

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EEy

所以材料的变形程度与应力大小,完全取决于纤维至中性层的距离与中性层曲率半径的比值(y最大。

对于厚度为t的板料,当其内表面的弯曲半径为R时,板料边缘的应力()max与应变()max为:

),而与弯曲角度的大小无关.在弯曲变形区的内、外边缘,应力应变

()max1

tRR212tt2()maxE()maxER12t

实验研究表明,利用以上公式计算内层金属的应力与应变

比用该公式计算外层金属的应力、应变要精确的。这是因为弯曲时弯曲件的中性发生了位移,使外层金属的变形明显增大。

假定材料的屈服应力为s,则弹性条件是:

()maxE12Rts

即:

R1E(1) t2RR称为板料的相对弯曲半径,是表示板料弯曲变形程度的重要指数;愈小,变tt形程度愈大。当

1ER1)时,板料的内、外缘首先屈服,开始减小至一定数值:(2tR塑性变形。如果继续减小,在板料的变形区中,塑性变形部分愈益扩大。最终出现

t弯裂。一般当

R3~5时,弹性区很小,可近似认为:板料的弯曲变形区已全部进入t5

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R塑性变形;当200时,弹性变形不能忽视,应按弹塑性弯曲计算。

t

2.2.2塑性弯曲时的应力应变状态

R随着相对弯曲半径逐渐减小,弯曲的变形性质由弹性变为塑性,同时,变形区

t的应力应变状态也逐渐产生了变化—立体的应力应变状态逐渐显著起来。

塑性弯曲时,随着变形程度的增加,除了切向应力与应变,之外,宽向和厚向的应力应变(B、B、r、r)也有了显著发展。但因为板料的相对宽度B板料宽度;t—板料厚度)不同,立体应力应变状态的性质也不同,分析如下:

一、应变状态

弯曲时,主要是依靠中性层内外纤维的缩短与伸长,所以切向主应变即为绝对值最大的主应变max。根据塑性变形体积不变条件可知,沿板料的宽度和厚度方向,必然产生与,符号相反的应变。在板料的外区,切向主应力为拉应变,所以厚度、宽度方向的应变B、r均为压应变。而在材料的内区,为压应变,B与r为拉应变。

对于B/t8的窄板,由于宽向、厚向材料可自由变形,其应变状态如上所述。 对于B/t 8的宽板,由于宽度方向受到材料之间的制约作用,不能自由变形,可近似认为B=0。

所以,弯曲时,窄板的应变状态是立体的,而宽板的应变状态是平面的。 二、应力状态

切向应力: 外区受拉,内区受压;

径向应力: 在板料表面r =0,由表及里递增,至中性层达到最大值。 宽向应力: 对于窄板(B/t8),宽度方向可自由变形,故B=0。 对于宽板(B/t8),因为宽度方向受到材料的制约作用,Bt(B—

0。具体言之,外

区由于宽度方向的收缩受到限制,所以B为拉应力,内区由于宽度方向的伸长受到限

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制,所以,B为压应力。从应力状态看,宽板弯曲时的应力状态是立体的,而窄板是平面的。

三、宽板塑性弯曲时三个主应力的分布性质

一般冷压弯曲所用的板料大多属于宽板。为了深入理解宽板弯曲时的各种现象,还必须进一步分析弯曲变形区三个主应力的分布性质。为此,我们只需在一种理想的情况下求出三个未知主应力、B、r的解就行了。因此我们假定变形区已全部进入塑性,而且不考虑板料的应变强化效应(即认为材料的屈服应力与变形程度无关)

根据前面的分析,可看出: 、B、r三个未知主应力,就其代数值的大小而言,在拉区>B>r,在压区r>B>。为了求解上述

三个未知主应力,必建立三个独立的方程式,然后联立求解。

图2-5板料弯曲时的应力分析

根据宽板塑性弯曲时应力应变状态的特点,(如图2-5所示)我们可以从以下三个条件:塑性条件、平面应变条件和微分平衡条件出发,建立三个独立的方程式。联立得到:

对于外区:

rs(塑性条件) Br2 (平面应变条件)

drdr(r)r对于内区:

(微分平衡条件)

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rs (塑性条件) Br2 (平面应变条件)

drdr(r)r(其中, (微分平衡条件)

1.155)

联立求解,得到主应力、B、r二在板料弯曲时剖面上的变化规律: 对于外区:

Rwr1.155sln

r1.155s(1lnsRw) rRwB1.155(12ln)

2r对于内区:

r1.155slnr Rnr1.155s(1ln)

RnrB1.155(12ln)

2Rn式中参数(如图2-5)。

根据中性层上内外区径向应力相平衡的条件: rs时,内外区的r值相等,即:

RwlnlnP

rRn得到:

RnRwRn(Rnt)

此值小于R+t/2,所以中性层的位置并不通过中性层的重心,产生了内移。(如图

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2-6)为板料剖面上三个主应力的分布规律。

对小变形冷弯曲,可近似认为弯曲变形处于切向应力的作用的线性应力状态,中性层的内移和材料变薄忽略,则应变可写成:

y

在有加工硬化的情况下,正应力分布如图2—4(c)所示,这时,

ss为强化系数

y

图2一6板料剖面上三个主应力的分布规律

四、各向异性板料的弯曲

各向异性宽板塑性弯曲时,求解三个主应力所用的条件中,除微分平衡条件外,其它两个条件须做相应的修正。

根据各向异性板料的屈服条件和应力应变关系,对三个主应力的求解方程式进行修正,得到各向异性板料的弯曲时三个主应力、B、r的分布规律。

五、塑性弯曲中现象的复杂性

1、中性层内移塑性弯曲时,由于径向压应力r的作用,使板料外区拉应力的的数值小于内区的压应力,使拉区扩大,压区减小,中性层内移,只有这样,才能满足弯曲

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时的静力平衡条件。

相对弯曲半径Rt越小,r的作用越显著,中性层内移量越大;当Rt5后,

中性层与板料剖面的重心渐相重合。

2、变形区板料厚度减薄、长度增加

板料弯曲时,拉区使板料减薄,压区使板料加厚。又因中性层的内移,拉区扩大,压区减小,板料的减薄必将大于板料的加厚,整个板料乃出现减薄现象。另外,宽板弯曲时,宽度方向几乎没有变形。根据塑性变形体积不变的原理,变形区板料变薄的同时,必然伴随着长度的增加。

相对弯曲半径R现象渐消失。

3,垂直于折弯线产生拉裂

弯曲时,外区受拉,一般拉裂是因为切向应力的作用沿着折弯线方向发生。但宽板弯曲时,由于外区的板宽方向的拉应力B的存在,也可能使板料垂直于折弯线产生拉裂。不过一般产生在具有明显各向异性的板料上。

t越小,板料变形区的变薄、增长现象越严重;当Rt5后,该

2.3弯曲力矩和弯曲半径

由以上对板料弯曲过程中存在的应力大小、种类的分析,以及考虑相对弯曲半径

Rt的影响,弯曲问题可用下列两种途径来分析:

(1)弯曲时,在中心区域,即中性层两侧弯曲件处于弹塑性变形状态。 (2)在外侧,即弯曲件内外表面材料,则处于纯塑性状态。 一、弹塑性状态的弯曲力矩

工程上,弹塑性状态的弯曲力矩可以表示成弹性区和塑性区对同一轴线的 弯曲力矩之和。即:

t2y022 Ms[ydA2ydA]

y0y0方程中的第一项是弹性变形区对弯曲轴的阻力矩,第二项是塑性变形区对弯曲轴的静力矩。

如果横截面为矩形的板料,则

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M由胡克定律得,

sB122(3t24y0) (t—板厚)

sE0E y0则有:

My0

sE

sB122(3t24y0)

弯曲力矩也用相对弯曲半径Rt表示

2sRBt2t2[3()]s M12E对小变形冷弯曲:(卷板工艺属此类弯曲变形)

st)Ws M2Bydy2B(s)ydy(00W2st2t2y又可整理成: M(k1k0t)Ws 2式中 S—弯曲坯料的静矩 对矩形截面取

Bt2s

4W—断面模数 对矩形截面取

Bt2W

6 k1—反应断面形状的系数 k0—反映材料性能的系数 二、纯塑性状态的弯曲力矩

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Bt2 Mk

4 式中 k—材料的硬化指数 —材料的实际应变 该表达式也可以写成

Bt2 Mk0b

4 式中 k0—材料硬化的修正系数 b—材料的拉伸强度 三、弯曲力

金属板材弯成不同形状的筒形物,通常用滚弯工艺,(如图2-7)在这种情况下,弯曲处于弹塑性变形状态。

弯曲辊轮(上辊)的弯曲力:

s(Dnt)2B2[t]cos Fs2Dt3E2式中Dn、D、DW—工件内径、中径、外径 B—弯曲宽板厚度

L) —弯曲角(2arcsinDWdt—板料厚度 d—俩下辊直径 L—俩下棍中心距

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图2-7滚弯时弯曲力计算

四、弯曲半径

在影响弯曲件质量的因素中最重要的一个就是弯曲内径Rn,它必须限制在一定的范围内。

1、最小弯曲半径Rnmin

最小弯曲半径通常由弯曲件外表面可接受的破裂程度决定,外层纤维出现破裂时的应变定义为p,引起该应变的弯曲半径定义为最小弯曲半径Rnmin那么可以得:

t1Rnmin(1)

2p可见,Rnmin与板厚有关,通常用公式: Rnmin实验验确定。

2、最大弯曲半径 当弯曲半径较大时(Rn则有:

ct表示.系数

c与材料有关,由

t),分母中的t/2可忽略不计

ttEt或Rn 22s2Rn为使弯曲工件的外层金属达到永久的塑性变形, 则有: Rn(max)tE 2s中性层极限弯曲半径R:

RRwRn 五、回弹

塑性弯曲和任何一种塑性变形过程一样,都伴随有弹性变形。外加弯矩卸去,板料产生弹性恢复。

弯曲回弹的表现形式,一是曲率减小,二是弯曲角减小。

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影响回弹的因素: (1)材料和机械性能s卸载后回弹量愈大

E卸载后回弹量愈小 (2)相对弯曲半径R/t

R/t愈大,曲率减小量k愈小,弯曲角减小量愈大。 (3)弯曲角度

曲率的回弹量与弯曲角度的大小无关,角度的回弹量随弯曲角度的增加而增加。 (4)弯曲条件

弯曲条件对弯曲回弹量大小有着显著的影响例如:有底凹模的限制,弯曲卸载后的回弹量少于无底凹模的自由弯曲;弯曲条件愈复杂,一次弯曲成型的回弹量愈小。

2、减少回弹的措施

1)补偿法: 根据弯曲件的回弹趋势与回弹量大小;控制模具工作部分的几何形状与尺寸,使弯曲后,工件的回弹量得到补偿。

(2)拉弯法: 板料弯曲的同时施加拉力,可以使剖面上压区转为拉区,应力应变分布趋于一致,从而减少回弹量。

(3)加压校正法: 在有底凹模中限制弯曲时,当板料与模具贴和以后,以附加压力校正弯曲变形区。

(4)过弯曲工件: 把弯曲角加大2%~5%以满足回弹的需要。

2.4卷板工艺和卷板质量分析

卷板是根据三点成圆原理,利用卷板机对板料进行连续三点弯曲的过程。按卷制曲面形状可分为:单曲率卷制和双曲率卷制两大类。单曲率卷制包括卷制圆柱面、圆锥面、任意曲面等;双曲率卷制包括卷制球面、双曲面等。

按卷制温度不同,可分为冷卷、温卷、热卷。冷卷精度高,操作工艺简便,成本低廉,但对钢板的质量要求较高,金相组织一致性要好;当卷制板厚较大或弯曲半径较小并超过设备工作能力时,在设备允许情况下,可采用热卷(800C~850C);对不允许冷卷的薄板,热卷刚度差,则采用温卷(保证在一定金相组织的温度下)。

2.4.1 对称式三棍卷板工艺过程

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卷板是利用卷板机对板料进行连续三点弯曲的过程。如图2—8所示,卷板工艺过程大致分为4步:

A预弯:卷板时平板两端各有一段长度由于接触不到上辊而不发生弯曲,称为剩余直边,工艺上将平板开始弯曲的最小力臂叫做理论剩余直边,其大小与设备结构及其弯曲形式(对称弯曲,不对称弯曲)有关。

B对中:对中的目的是使工件母线与辊筒轴平行,防止产生扭斜。

C卷圆:卷圆是产品成形的主过程,分为一次进给与多次进给。进给次数取决于工艺限制条件(如冷卷时不得超过允许的最大变形率)及设备限制条件(如不打滑条件和功率条件)。

卷圆操作中应注意:

1、冷卷时回弹较明显,必须施加一定的过卷量。高强钢回弹较大,为了减少回弹,在最终成形前需进行一次退火,以消除冷作硬化。

2、热卷时不必考虑回弹。对于闭合圆筒,一般只要控制板料尺寸,卷至刚好闭合即可。为防止工件卸下后产生变形,应将工件在终卷曲率下进行不断滚弯,直至工件表面颜色发暗为止。

D 矫圆:矫圆包括加载、滚圆和卸载3个过程:

a:加载 根据经验或计算将工作辊调到所需的最大矫正曲率的位置。 b:滚圆 将辊筒在矫正曲率下滚卷1—2圈,使整卷曲率均匀一致。 c:卸载 逐渐卸除载荷,使工件在逐渐减少的矫正载荷下多次滚卷。 矫圆的目的是尽可能使整圆曲率均匀一致,保证品质量。

图2—8 卷板工艺过程

2.4.2 锥体卷制

使上辊轴线与下辊轴线斜交(角度一般不超过3),并使辊压线始终与扇形坯料的母线重合,卷成锥体。辊筒的倾斜度可用以下公式计算:

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t22t22[(R1rc)2(2)][(R2rc)2(2)] tgL11式中: —倾斜辊轴线与水平方向的夹角

R1、R2—锥体大端和小端的外半径 rc—下辊半径mm

t—下辊中心距mm

L—锥体母线长度mm

对工作辊不能做倾斜调节的卷板机,可将工作辊位置按大端曲率半径的需要调节好,并在上工作辊上卷制小端的部位加一个适当厚度的套筒(相当于增加了小端处的弯曲曲率),也能卷出近似锥体。 2.4.3卷板质量

一、外形缺陷

在板料卷曲过程中,常出现的外形缺陷见表2-1 表2—1 常见的外形缺陷及其产生原因 名称 锥 形 腰 形 束 腰 足 下辊顶力太大。 扭 斜 薄

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简图 产生原因 上辊与侧辊互不平行 下辊刚度与下辊顶力不足。 上辊反压力太大。 上辊下压力太大或反压力不坯料不成矩形。 进料时未对中 沿辊轴受力不均造成局部轧大学毕业设计说明书

棱 角 二、表面压伤

弯边不足产生外棱角 弯边过甚产生内棱角 由于氧化皮及其它杂质附着在板料或辊筒上,会造成板料板面压伤。特别是热卷或热矫时,氧化皮的危害尤为严重。为了减少氧化皮的危害,常采用以下措施:

1)坯料表面氧化皮尽量清除干净、涂上油漆后,再进行冷卷;

2)坯料加热时应尽量减少氧化皮(如缩短高温停留时间,采用中性火焰、采用防氧化涂料等);

3)选用氧化皮压伤最小的卷板机;

4)选用氧化皮压伤最小的操作方法。例如:四辊卷板机的下辊顶压力尽量小,不断吹扫内外侧剥落的氧化皮、矫圆时尽量减少反转次数等。

三、卷裂

冷作硬化、粗晶组织、应力集中、以及各种脆性条件的形成,都能使材料塑性变坏,导致卷裂。

防止卷裂的主要措施: 1)限制变形率;

2)消除可能导致坯料表面应力集中的因素:备料时注意轧制方向,尽量使板料纤维方向与弯曲线垂直;厚度t50mm的板料,其机械加工端面最好有适当的圆角;修磨对接焊缝,对非铁金属板料,打磨方向应与弯曲辊轴线方向垂直。

3)掌握新材料的宽板冷弯性能。

4)钢板最好经过正火处理。对调质钢及经过气割等热循环的空气淬火钢,应消除淬硬层。

5)卷制时,室温应高于板料的脆性转变温度,否则应进行预热。对于厚板,尤其注意。对缺口敏感的钢种,最好预热到150~200C的温度卷制。

2.5卷板设备

卷板机的分类,国外一般以工作辊的配置方式来划分,分为角锥型、夹紧型、复合型。国内普通以工作辊数量及调整方式等为标准进行混合分类。卷板机种类及典型卷板机的特点见表2-2、表2-3

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表2-2卷板机的分类

分类方法 按辊筒方位 卷板机形式与类别 立式 卧式 闭式(上辊有中部托辊) 按上辊受力类型 开式(上辊无中部托辊) 四辊 按辊筒数目 及布置方式 三辊 对称式 不对称式 垂直上调式 上调式 横竖上调式 按辊位调节方式 下调式 对称下调式 不对称下调式 水平下调式 表2-3卷板机的主要型式和特点 型 式 对 称 三 辊 式 不 对 称 三 辊 式

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有反压装置 无反压装置 示意图 主要特点 件 结构简单适应范围与条配预弯设备或紧凑,易于制不要求弯边的各种造维修。成形卷板工作。要求弯较准确,但剩边时可用垫板。 余直边大。 剩余直边卷制薄而短的少,结构较简轻型简节(一般在单,但板料需32X 3000mm以下) 调头弯边,操作不方便,辊简受力较大,大学毕业设计说明书

卷弯能力小。 四 辊 板料对中重型工件卷制方便,工艺通及自动化水平和技用性广,可以术水平较高的场矫正扭斜、错合,如自控或仿形边等缺陷,可卷板等。 以即位装酉己电焊。但结构复杂,对称卷圆曲率不太准确,操作技术不易掌握。 水 平 下 调 式 机构紧中重型卷板机凑、操作简单,较理想的机型。 剩余直边少,不用调头即可实现预弯边。进安全方便。但料对中不如四辊方便。 横 竖 上 调 式 调节辊简中重型卷板机的数量最少,较理想的机型。 而目剩余直边小,但设计时 构不易处结理。 19

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第三章 对162000型对称式三辊卷板机设计

3.1个参数设计

一、 原始参数: 1、 2、 3、 4、 5、 6、 7、 8、

规格:厚度=16mm,板宽 B=2000mm,屈服极限s3000106pa 上辊直径:dg1=260mm, 下辊直径:dg2=220mm, 下辊中心距:ag =330mm, 卷板速度:vb=7m/min, 下辊转速:ng =8m/min, 升降速度:vs=1.5mm/s, 最小卷板直径:dmin =750mm。

二、 力的分析:

卷制时,钢板受力情况(如图3—1)所示。

图 3—1 卷板的受力分析

1、卷板机工作时,需要将钢板卷成钢管。此时材料所受应力已全部达到屈服极限。

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此时,卷管截面上弯曲应力分布(如图3—2)所示。

图3—2 卷板的应力分布

则截面上弯矩M 为:

B2MydA2sBydys (kNm)

1402式中 B, ———卷板机卷制钢板的最大宽度和厚度(m)

s ———材料的屈服极限(kNm2))

考虑材料变形时存在强化, 引入强化系数K 对上式进行修正, 则:

B2MKs(kNm)

4式中 K—强化系数,可取K=1.10—1.25,R较大时取大时取大值

(图3—2)中R为中性层半径(m) 考虑到板厚远小于卷筒的最小直径dmin则取中性层半径R0.5dmin

则有卷板所需的最大力矩:

B2200016261.153001010944160Nm MKs44式中K为强化系数;取1.15。

2、(图3—1)中连心线OO1与OO2的夹角:

arcsin1122ag(dmindg2)arcsinagdmindg2arcsin33019.9

7502203、根据受力平衡,可以得到下辊作用于卷板机支持力F2:

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F22M244160346.4103N

dminsin0.750.344、根据受力平衡,可以得到作用于板上的压力即下压力F1: F12F2cos2346.4103cos19.9651103N 5、单根丝杠所受拉力F

11 F1.1F11.1651103358103N

22三、 下辊驱动系统设计: (一) 电机选择:

1、卷板机的下辊为驱动辊, 作用在下辊上的驱动力矩用于克服卷板变形扭矩Tn1 和摩擦扭矩Tn2 。

则有下辊驱动力矩:Tn1 Tn1mdg2dmin441602201.295103Nm 750摩擦力矩:Tn2

Tn2f(F12F2)m(F1D1dg1F2D2) 2dg2260260220346.4103)422020.0008(6511032346.4103)0.07(6511039701.25Nm

滚动摩擦系数f:取0.0008; 滑动摩擦系数m:取0.07;

上下辊径D1,D2:设计时未确定取D1动力矩Td:

TdTn1Tn21.2951036.71038103Nm 2、由驱动电机到下辊得传链效率:

传递过程:电机减速器末级齿轮传动下辊

11dg1,D2dg2; 22 22

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减齿轮轴承0.850.950.940.76 3、驱动功率P: P2Tdng602810388.9kW

60.764、选择电动机:

选Y系列三相异步电机,Y160L—6型电机;

P11kw; n970r/min; 6级。 (二) 分配传动比: 1.总传动比:i in电机ng970121 82.分配传动比:

选ZSY200型三级减速器:i减90 (n11000r/min, n211.51r/min,

p12Kw,G=285Kg);

则有: i齿轮ii减1211.4 90(三) 末级齿轮传动设计: 原始参数:传动比 i1.4; 小齿轮转速n181.411.2r/min;

11传递功率p齿KP1.2395.5kW (K1.23为载荷不均系数);

22工作条件:闭式传动,轻微冲击,硬启动。 1、 材料,材料的热处理及其许用应力:

大小齿轮均用Q235A制造经回火处理,其硬度(60—180HBS) 查资料得其极限应力Flim160MPa;安全系数SF1.3;

[F]FlimSF160123MPa 1.32、 按齿轮弯曲强度设计:

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设齿轮按9级精度加工取载荷系数K1.2,齿宽系数a0.4,作用在小齿轮上的转矩T1:

T19.55106P齿5.59.551064.69106Nm n111.2取小齿轮齿数z115,则大齿轮齿数z2iz11.41521。 查表,得齿形系数YF12.76,由强度公式,得模数m

4KTY1F1 m32a(i1)z1[F]341.24.691062.7613.27mm 20.4(1.41)15123按GB取m13。(小齿轮为正变径,齿根厚度增大。) 小大齿轮的分度圆直径d1、d2: d1z1m1513195mm d2z2m2113273mm 齿顶高ha:

 haham11313mm 式中,ha为齿顶高系数,取ha1;

齿根高hf:

 hf(hac)m1.251316.25mm

式中,c为顶隙系数取c0.25; 齿顶圆直径:

小齿轮:da1d12ha195213221mm 大齿轮:da2d22ha273213299mm 齿根圆直径:

小齿轮:df1d12hf195216.25162.5mm 大齿轮:df2d22hf273216.25240.5mm

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中心距a:

a11m(z1z2)13(1521)234mm 22齿宽b:

baa0.423493.6mm 3、 验算速度: v

(四) 辊子的设计: 1.结构及力学分析

从结构特点上来看(图3—3) ,三辊卷板机主要由1个上辊及2个下辊呈宝塔形状组成。用该设备加工圆(弧)形工件时,由上辊垂直向下移动的同时进行转动,对工件(即钢板)产生向下的压力P。P必须克服钢板的屈服强度, 使其产生弯曲变形。2个下辊则力力向同一方向进行转动,从而移动钢板,将其加工成一定曲率半径的圆(弧)形工件。因此为了确定P,我们完全可以将被加工钢板看作为一简支梁,从而有P对钢板的最大弯矩为力力131511.26010000.11m/s;9级精度故合适。

Mmax:

lMmaxP力

4弯矩对钢板产生的应力为max:

maxMmax W钢板的抗弯截面模量W:

b2 W

6综合上述可得:

2maxb2 P力

3l其中, max为被加工钢板屈服极限; l为卷板机两下辊之间距离;为被加工钢板最大厚度。

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图3—3 机构分析

由上述可以看出,当加工工件材质一定时, P的大小只取决于工件的厚度和宽度力b, 从而可以确定其两下辊之间的距离l。

取上辊为分析对象, 将P力看作是作用于上辊的一个均布载荷,故上辊就成了一个简支梁,如图3—4所示。

图3—4上辊力学模型

由集度q产生的弯矩函数为:

Mmaxqb2maxB2 812 26

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P力2max2其中,q。 b3l2、 对辊子进行刚度校核计算 上辊: 跨度L:

LB30020003002300mm 式中B为最大卷板宽度; 集度 q:

F1651103283103N/m qL2.3式中F1为卷板机的最大下压力; 惯性矩I: Idg1464(1)4260464(10.74)10121.7104m4

其中为辊子内外径之比,取0.7;

dg1为卷板机上辊直径. 辊子挠度f:

5qL452831032.343310m f114384EI3842101.710 [f]L23002.3m 10001000 f[f] 所以上辊刚度合适。 下辊:

各参数L2300mm;

F2346.4103q151103N/m

L2.3 I

dg2264(1)4220464(10.74)0.8104m4

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5qL451511032.343.43103m f114384EI3842100.810 [f]L23002.3m 10001000 f[f] 所以下辊刚度合适。 3、对辊子进行强度校核 MmaxF1L65110323003.734107Nmm 44Mmax3.7341075.62MPa

W6633.252dg1max W322602326633.25

s49MPa

s1 max故上辊安全同理对下辊进行强度校核计算安全。

四、 压下系统设计: (一) 选择电动机: 1、 压下系统工作功率:P

33 P1.2Fv1.2kW 1s1.2651101.5102、 压下系统的效率:

丝杠蜗杆减0.450.70.80.252 丝杠:螺旋副效率,按自锁取0.45; 蜗杆:蜗杆机构效率,取0.7; 减:减速器效率,取0.8。 3、 驱动功率:

 P电机P1.24.8kW 0.252 28

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4、 选择电动机:

选Y系列三相异步电动机,Y132S—4型电动机。

p5.5kW; n1440rmin。

(二) 螺旋副设计:

1、 材料,材料的热处理及其许用应力;

螺杆用45钢,经调质处理, 210—220HBS,s360MPa,取安全系数s1.5, 则许用应力[]: []ss360240MPa 1.5螺母用铸铁,许用剪应力[] []40MPa 2、 按拉扭组合强度计算:

1.3F1.3358103d350mm 4[]4240按GB选梯形螺纹:T609 其中径d255.5mm,螺距p9mm,外螺纹小径

d350mm,内螺纹大径D461mm,内螺纹小径D151mm。

3、 自锁性 升角: arctg当量摩擦角: arctgf0.1arctg5.91 coscos15p9arctg2.96 d255.5其中f为摩擦系数,取0.1;为牙侧角,梯形螺纹15 得: 所以:自锁 4、 螺母螺纹牙强度;I

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F35810345.65MPa[] IDbz600.599.25其中,D螺纹大径:D60mm;

b压根厚度,梯形螺纹b0.5p;

z工作圈数:zd2p1.555.59.25; 9螺母相对高度:(三) 传动比计算:

H。 p1、 螺母的蜗轮转速:n螺 n螺vs1.56010r/min p92、 总传动比:i in电机n螺1440144 103、 减速器:选二级减速器,i减12 4、 蜗杆传动比:i蜗 i蜗ii减14412 12(四) 蜗杆的机构设计: 原始数据:

传动比i蜗12; 蜗杆转速n11210120r/min; 传动功率

p1.23.8kW

0.450.71、选择蜗杆传动类型:

根据GB/T10085-1988推荐,采用渐开线蜗杆ZI; 2、材料,材料的热处理:

考虑到蜗杆传动功率不大,速度较低,蜗杆选用45钢调质处理(210—230HBS); 涡轮用灰铸铁HT150。

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1、 选蜗杆头数z1,计算涡轮头数z2; 为提高效率选z14;则z2iz112248 2、 计算涡轮转矩:T2

估算0.75则, T2T1i9.551063、 按涡轮轮齿弯曲强度设计: UFt2KAUUplim mb2SFlim3.8120.752.72106Nmm 120式中:U,Up,为U系数及其许用值;

Ft2,涡轮切向力,Ft22T22T2; d2mz2KA,载荷系数,KA1.1;

b2,涡轮齿宽,b22m(0.5q1)估取直径系数q10,则b27.63; Ulim,U系数极限值,查表Ulim150MPa; SFlim,安全系数,SFlim1.4; 将各参数带入得:

1T2KA150107 37.63mz21.462T2KA22.72101.135.34 有 m37.63107Z27.6310748则取: 模数m8mm;

蜗杆分度圆直径d180mm; 蜗杆头数z14; 直径系数q10;

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中心距a225mm。 4、

蜗杆与涡轮的主要参数与几何尺寸:

(1)蜗杆:

蜗杆的轴向齿距Pa:

Pam825.12mm; 蜗杆齿顶圆直径da1:

da1d12ha1d12ham8021896mm 式中,ha1为蜗杆齿顶高,ha12ha, 为齿顶高系数,取haha1。

蜗杆齿根圆直径df1:

 df1d12hf1d12(hamc)802(180.258)60mm

式中,c为顶隙ccm;

c为顶隙系数取c0.25;

分度圆导程角:

21480521.8(查表); 蜗杆的轴向齿厚sa:

11sam812.56

22蜗杆的螺纹宽度b1:

b1(9.50.09z2)m(9.50.0948)8135.56, 取b1136mm (2)涡轮: 涡轮齿数z2:

z2iz112448 涡轮的变位系数x2:

x20.375(查表)

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涡轮的分度圆直径d2: d2mz2848384mm 涡轮的齿顶高ha2:

 ha2m(hax2)8(10.375)5mm

涡轮喉圆直径da2:

da2d22ha238425394mm 涡轮的齿根高hf2:

hf2m(hax2c)8(10.3750.25)13mm

涡轮的齿根圆直径df2:

df2d22hf2384213358mm 涡轮的咽喉母圆直径rg2:

11 rg2ada222539428

22涡轮的宽度B:

B0.67da10.679664.32, 取B64mm 7、根据齿根弯曲疲劳强度校核 根据齿根的弯曲疲劳强度得: F1.53KAT2YFa2Y[F]

d1d2m当量齿数zv2: zv2z24851.7 33coscos21.8根据x20.375,zv251.7,查表得齿形系数YFa22.54 螺旋角系数Y: Y1

140121.80.844 14033

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许用弯曲应力[F]:

根据涡轮材料为灰铸铁HT150查表得[F]40MPa

1.531.12.721062.540.84439.93[F] 则有F801023841038故满足齿根弯曲强度,合适。

8、验算效率 0.96tan

tan(v)已知21.8;varctanfv;fv与相对滑动速度vs有关。 vsd1n1601000cos80120601000cos21.80.54m/s

查表得fv0.090、v5.1;

从而得到0.7569大于估算值,因此不用重算。 9、精度等级公差和表面粗糙度的确定

考虑到所设计的蜗杆传动是动力传动,属于通用机械减速器,

从GB/T10089—1988圆柱蜗杆、涡轮精度中选择8极精度,侧隙种类为f,标注为8f GB/T10089—1988。

10、热平衡核算

蜗杆传动由于效率低下,所以工作时发热量大。在闭式传动中,如果所产生热量不能及时散逸,将使油温不断升高使得润滑油稀释,从而增大摩擦损失,甚至发生胶合。所以必须根据单位时间内的发热量1,等于同时间内的散热量2的条件进行热平衡计算,以保证油温稳定的处于规定范围内。

由于摩擦损耗的功率PfP(1),则产生的热流量(单位为1W=1J/s)为:

11000P(1-)=10003.8(1-0.75)=950 J/s 式中,P为蜗杆传递功率,kW

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以自然冷却方式,从箱体外壁散发到空气中热量2(单位为W)为

2dS(t0ta)

式中,d—箱体的表面传热系数,由于该装备属于户外露天工作下空气流通状况良好故选取d15W/(m2c);

S—内表面能被润滑油所飞溅到,而外表面有可以为周围空气所冷却的箱体表面面积,m2;

t0—油的工作温度,由于工作量小转速低取t060c; ta—周围空气的温度,取常温ta20c;

按热平衡条件12,可求在既定条件下保持正常工作温度所需要的散热面积S(单位m2)即

S1000P(1)9501.583m2

d(t0ta)15(6020)由此设计其箱体:长530mm,宽450mm,高135mm,壁厚10mm,筋板8mm长方体铸铁箱体(砂模铸造);散热面积达不到所需的热平衡条件,故此需加散热片以增大散热面积。

(五)蜗杆轴设计: 1、材料的选择及热处理:

由于蜗杆是直接由轴加工出来的所以轴材料也为45钢调制处理,卷板机为一般工作机器转速较低,故选7级精度。

2、初步确定轴的最小直径,A0取120 dA03P3.8120337.96mm n1120根据整体结构取d60mm。 3、轴的结构设计:

(1)拟定轴上的装配方案:

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图3-5 轴的机构图

(2)根据轴向定位的要求确定轴的各轴段直径和长度;

a—b:该段安装联轴器,根据转矩由整体安装尺寸确定直径为60mm,长度为80mm; b—c:该段安装轴承盖,直径取70mm,长度为40mm; c—d:该段安装轴承,取直径75mm,长度25mm; d—e:该段取直径80mm,长度120mm;

e—f:该段为蜗杆,取直径为96mm,长度为136mm; f—h:该段安装轴承,取直径为75mm,长度为25mm。 (3)轴的受力分析:

Ft1Ft2Fr2Fr1Fa1Fa2

图3-6 轴的受力分析

蜗杆所受转矩T1: T19550103P3.895501030.3106Nmm n1120轴所受的圆周力力Ft1:

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2T120.3103 Ft17.5103N

d180轴所受的轴向力Fa1:

2T222.72103Fa114.2103

d2384轴所受的径向力Fr1:

Fr1Fa1tan14.2103tan205.17103 式中,为齿形角查表得:20

(4)根据轴的结构见图绘制轴的弯矩、扭矩综合图:

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FrTBFNV1'FNV1FNH1FtCFaDFNH2FNV2(a)AωL1=92L2=200.5FtFNH1MH1=474525NmmL3=180.5FNH2MH(b)FNV1'FNV1FrMa=Fad12FaFNV2(c)MV1=246615NmmMV2=711170NmmMVM1=534783Nmm(d)M2=854948NmmMT=30000Nmm(e)图3-7 弯扭综合图

计算各点水平面上受力,各点水平面上的弯矩: B点和D点得支撑反力FNH1、FNH2:

FNH1Ft1l25130N l1l238

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FNH2Ft1FNH1750051302370N B点和D点水平面上所受弯矩为MBH、MDH:

MBHMDH0 Nmm C点水平面上受弯矩为MCH: MCHFNH1l1FNH2l3474525Nmm

计算各点垂直面上的受力,各点垂直面上的弯矩: B点和D点上的支撑反力FNV1、FNV2:

FNV1Fr1l3Fa1d11230N,

l2l3 FNV2Fr1FNV1517012303940N B点和D点垂直面上所受弯矩为MBV、MDV: MBVMDV0Nmm

C点垂直面上受弯矩为MCV1、MCV2

MCV1FNV1l21230200.5246615Nmm, MCV2FNV2l33940180.5711170Nmm 计算各点的总弯矩:

B点和D点的总弯矩MB、MD:

MBMD0Nmm

C点的总弯矩MC1 、MC2:

22MCV47452522466152534783Nmm, MC1MCH122MCV47452527111702854948Nmm MC2MCH根据上述计算分析绘制数据表:

表3—1 弯扭数据表

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载荷 支持反力F N 水平面 垂直面 FNH1Ft1l25130N l1l2FNV1Fr1l3Fa1d11230N l2l3FNH2Ft1FNH1750051302370N FNV2Fr1FNV1517012303940弯矩M m MCHFNH1l1FNH2l3474525NmNmm MCV1FNV1l21230200.5246615MCV2FNV2l33940180.5711170Nmm 总弯矩 扭矩T 22MC1MCHMCV47452522466152534783Nmm 122MC2MCHMCV47452527111702854948Nmm T19550103P3.895501030.3106Nmm n1120 (5)按弯扭合成应力校核轴的强度:

对于蜗杆的受力分析和弯扭综合图,判断C面上所承受的弯矩和扭矩最大,即C面为危险截面,故只对C面的强度进行校核就可以了。

由于该轴是双向旋转,所以其受到扭转应力和切应力为对称循环应力,所以,取

1。

根据轴的计算应力ca:

MC1(T1)25347832(10.3106)2ca42.5MPa

W0.1963式中,W—轴的抗弯截面系数,W0.1d13; 由于材料为45钢调制处理,查表得许用应力[1]:

[1]60MPa

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所以有

ca[1]

故安全。

(六)轴承的选择: 根据蜗杆的转矩: P3.8 T19550103n95501030.3106Nmm 1120涡轮的转矩:

TTi66210.310120.752.7210Nmm 齿形角20,导程角21.8; 计算涡轮蜗杆所受各力:

圆周力FT1、FT2;轴向力Fa1、Fa2;径向力Fr1、Fr2;

FF2T120.3106 t1a2d7.5103N

180 F2T222.72106a1Ft2d14.2103N

2384 Fr1Fr2Ft2tan14.2103tan205.17103 则轴承所受的载荷Fn:

F2nF2r1Fa1F2t116.87kN

初选深沟球轴承6215,预期寿命为Lh=3000h,外形尺寸:B25mm。

基本额定载荷:Cr50.8kN; 根据寿命计算公式得:

L106ftCrh60n()

1Fn式中,ft1.0(查表得),由于是球轴承则3;

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d75mm,D130mm,

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向式中代数得:

106fcCr106150.83Lh()()3792h

60nFn6012016.87则有 LhLh

所以初选轴承合适,即蜗杆两端选用6215轴承。

3.2 卷板工艺工步分析

三辊对称式卷板机的特点是上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动,两下辊作旋转运动。由于轧机的三辊是对称式的,在弯曲成型过程中,板材前后受力相对均匀,因此能够较好的解决钢板的弹复问题和精度问题。其缺点在于对称式的机器不能弯卷板材的全部长度。板材两端有略小于两个下辊之问距离之半的长度仍然是直的,因此板材保持直挺的两端在弯卷之前需要先在专门的预弯边机上加以预弯。

在轧机卷取钢板时,由于上辊的压力,使支承在两个下辊上的板材形成三点弯曲。因此板材的成型过程可以看成是三辊卷板机对板材做连续的三点弯曲的过程。加工时将被加工板材的一端送入三辊卷板机的上、下轧辊之问,然后对上辊施加一向下的位移,使位于下方的板材部分因受压而产生一定的塑性弯曲变形。当下辊被驱动作回转运动时,由于板材与轧辊之问存在摩擦力,所以当轧辊转动时板材也就沿其纵向运动。当板材依次通过上辊的下方即变形区时,应力超过屈服极限,则将产生塑性变形,板材也就获得了沿其全长的塑性

弯曲变形。适当调整轧辊之问的相对位置,就可以把板材弯成半径不小于上辊半径的任意值。

拟定工步如下:

1、上辊上升到最高位置,将裁好板料放于下辊上,下辊正转送进板料,使板料平整达到送进板料无倾斜。(如图3—8—a所示)

2、上辊下降,压紧工件。(如图3—8—b所示) 3、下辊转动(反转)。(如图3—8—c所示) 4、上辊下压。(如图3—8—d所示) 5、下辊转动(正转)。(如图3—8—e所示)

6、下辊点动,直至板件后边缘与左下辊支撑点重合。(可视情况调整剩余边长度值)。

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(如图3—8—f所示)

7.上辊下压,进行板料的后边缘压头。(如图3—8—g所示) 8.上滚上升。(如图3—8—h所示) 9.下辊转动(反转)。(如图3—8—h所示)

10.下辊点动,直至板件前边缘与右下辊支撑点重合。(可视情况调整剩余边长度值)。(如图3—8—i所示)

11.上滚下降,进行板料的前边缘压头。(如图3—8—j所示) 12.上辊上升。(如图3—8—k所示) 13.下辊转动(正转)。(如图3—8—k所示) 14.上滚下降。

15.手动操作下辊正转反转,进行补偿弯曲。(如图3—8—l所示) 16.上辊上升,下辊停转,抬起上辊一端取下工件。 17.电焊板件的缝隙。

18.将板件重新安置到卷板机,手动操作上下辊正反转,进行矫圆。

19.矫圆完毕,上辊上升,下辊停转,抬起上辊一端取下工件,上下辊复位可以进行下一轮加工。

上滚最高位置

a送进板料 b压紧

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c反转 d下压

e正转 f点动

g压头 h上升反转

i点动 j压头

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k上升正转 l下降补偿弯曲

3—8 模拟工步

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致 谢

本论文的工作是在我的指导老师高耀东副教授的悉心指导下完成的。高耀东副教授严谨的治学态度和科学的工作方法给了我极大的帮助和影响。他渊博的学识、严谨的治学态度、对学术孜孜不倦的追求、踏实的工作作风、丰富的科研经历、崇高的敬业精神以及敏锐的洞察力和对学生的高标准、严要求,使我在设计思路上受到很多启迪,终生难忘,并将鼓励我在今后的工作中克服困难,不断进取。正是高耀东副教授循循善诱的教诲和无微不至的关怀、指导,使我克服重重困难,最终圆满完成了论文任务。借此论文完成之际,金祥高耀东副教授表示崇高的敬意和衷心的感谢。

在毕业设计绘图编写设计说明书期间,吴永刚同学给予了热情帮助,在此向他表达我的感激之情。

感谢我的室友,在我疏忽的时候提醒我,帮忙检查错误等,真的很感谢你们给予的帮助。

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参考文献

1、胡世光,板料冷压成形的工艺分析,北京:北京航空航天大学出版社,2004. 7。 2、李强,高耀东,史珂,对称式三辊卷板机的受力及驱动功率计算分析,锻压技术,2007.8。

3、魏忠才,三辊卷板机设计力学分析及主参数确定,中州煤炭,2006年第6期 4、樊曙大,孟苏飞,对称式三辊卷板机多次滚弯过程的有限元仿真,机械设计与制造,2007.6。

5、邢伟荣, 原加强, 郭永平,水平下调式结构在大型三辊卷板机上的应用,液压装备与制造技术,2006年第5期。

6、张礼华,卢道华,董梅,水平下调式三辊卷板机加工过程的仿真系统分析与设计,现代设计技术,2006.3。

7、郑文纬,吴克坚主编,机械原理,高等教育出版社,2003。 8、范钦珊主编,材料力学(上、下),高等教育出版社,2003。 9、范宏才,现代锻压机械,机械工业出版社,1994。

10、机械工业部主编,机械设计手册(新版)机械工业出版社,2005。 11、(苏联)莫施宁,卷板机(第一版)机械工业出版社,1970。

12、葛志祺,机械零件设计手册第三版(上、下),冶金工业出版社,1994.3。 13、王少怀,机械设计师手册,机械工业出版社,1989.12。

14、内蒙古自治区工程图学教材编委会,机械制图,内蒙古大学出版社,2003.1。 15、濮良贵,纪明刚,机械设计第八版,西北工业大学出版社,2006.5。

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