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第1章 緒 論
近些年隨著原子能、石油化工、海洋開發(fā)、宇航、軍工等部門的迅速發(fā)展,卷板機(jī)作業(yè)的范圍正在不斷的擴(kuò)大,要求也在不斷提高,現(xiàn)在卷板機(jī)已經(jīng)廣泛應(yīng)用于鍋爐、造船、石油化工、航空、水電、裝潢、金屬結(jié)構(gòu)等行業(yè)中,用于將金屬板材卷制成圓柱、圓錐或者將任意形狀卷曲成圓柱形或其一部分。
1.1卷板的分類及特點(diǎn)
卷板按照工作狀況分為:冷卷和熱卷兩種。冷卷的精度高,操作方便,要求鋼板不能有缺口及裂縫等缺陷,有時(shí)還需在滾彎前進(jìn)行正火或退火處理。熱卷的最大缺陷是產(chǎn)生氧化皮及明顯熱膨脹。因此,只有當(dāng)彎制的板超過(guò)機(jī)器的冷卷能力或彎曲較大時(shí),才能使用熱卷法,但冷卷的板料厚度范圍目前正在日益擴(kuò)大。生產(chǎn)也應(yīng)根據(jù)不同卷制方法的特點(diǎn)結(jié)合具體情況適當(dāng)選用。例如有些不允許冷卷的剛度太差,而且彎曲困難。如果采用溫卷的方法就比較合適。
1.2卷板機(jī)的分類及特點(diǎn)
卷板機(jī)按照輥筒數(shù)量布置形式分為:四輥式卷板機(jī)和三輥式卷板機(jī),其中三輥又可以分為對(duì)稱式和不對(duì)稱式兩種。對(duì)稱式三輥卷板機(jī):結(jié)構(gòu)緊湊,重量輕,易于制造、維修,投資小,兩側(cè)輥可以作得很近,成形準(zhǔn)確。但是剩余直邊大,一般對(duì)稱三輥卷板機(jī)減小剩余直邊比較麻煩。(如圖1.1-1所示)
不對(duì)稱三輥卷板機(jī)是一根下輥軸和上輥軸中心水平距離到極小位置,另一根下輥軸放在側(cè)邊,所以滾出的零件僅起始端有直邊。這樣在滾零件時(shí),正反兩次輥制就可以消除直邊問(wèn)題。(如圖1.1-2所示)其缺點(diǎn)為:在滾彎時(shí)大大增加了輥軸的彎曲力,使輥軸容易彎曲,影響零件的精度,坯料需要調(diào)頭,彎邊,操作不方便,輥筒受力較大,彎卷能力較小。
圖1.1-1非對(duì)稱式卷板機(jī) 圖1.1-2對(duì)稱式卷板機(jī)
卷板機(jī)按輥位調(diào)節(jié)方式可以分為:上調(diào)式和下調(diào)式兩種,其中上調(diào)式可以分為橫豎上調(diào)式(機(jī)械或液壓調(diào)節(jié));垂直上調(diào)式;下調(diào)式又可以分為不對(duì)稱下調(diào)式(機(jī)械或液壓調(diào)節(jié));對(duì)稱下調(diào)式(含垂直下調(diào)式)(液壓調(diào)節(jié))水平下調(diào)式(液壓調(diào)節(jié))。
垂直下調(diào)式:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、緊湊;剩余直邊小,有時(shí)設(shè)計(jì)成上輥可以沿軸向抽出的結(jié)構(gòu)。它的缺點(diǎn)是:彎板時(shí),板料有傾斜動(dòng)作,對(duì)熱卷及重型工件不安全,長(zhǎng)坯料必須先經(jīng)初彎,否則會(huì)碰地面。
水平下調(diào)式:較四輥卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)緊湊,操作方便剩余直邊小,坯料始終保持在同一水平面,進(jìn)料安全方便。其缺點(diǎn)是:上輥軸承間距較大,坯料對(duì)中不如四輥卷板機(jī)方便。
橫豎上調(diào)式:如圖1.1-3,調(diào)節(jié)輥筒的數(shù)目最少,具有各種三輥的優(yōu)點(diǎn),而且剩余直邊小。其缺點(diǎn):設(shè)計(jì)時(shí)結(jié)構(gòu)復(fù)雜不易處理。
圖1.1-3橫豎上調(diào)式 圖1.1-4立式
卷板機(jī)按照輥筒方位,可以分為立式和臥式。按上輥受力類型,可以分為閉式(上輥中部有托輥)和開式(上輥無(wú)中部托輥),其中開式又可以分為有反壓力裝置的和無(wú)反壓力裝置的。
立式:如圖1.1-4,消除了氧化皮壓傷,矩形板料可保證垂直進(jìn)入輥間,防止扭斜,卷薄壁大直徑,長(zhǎng)條料等剛性較差的工件時(shí),沒(méi)有因自重而下榻的現(xiàn)象,板樣測(cè)量較準(zhǔn),占地面積小。其缺點(diǎn)是:短工件只能在輥筒下部卷制,輥筒受力不均勻,易呈錐形;工件下端面與支撐面摩擦影響上下曲率的均勻性,卸料及工件放平料不方便,非矩形坯料支持不穩(wěn)定。
閉式:如圖1.1-5 沒(méi)有活動(dòng)軸承機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單,上輥加中間支承輥后可作得很細(xì)可彎到較大的曲率,上輥剛度好,工件母線直線度好,下輥間距小,可卷薄板且曲率較準(zhǔn)確,上輥行程大,有足夠的位置裝模具,可以作長(zhǎng)拆邊機(jī)用,但只能卷制圓心角小于180度的弧形板。
圖1.1-5 閉式卷板機(jī) 圖1.1-6 四輥卷板機(jī)
四輥卷板機(jī)有四個(gè)輥,(如圖1.1-6所示)上輥是主動(dòng)輥,下輥可以上下移動(dòng),用以?shī)A緊鋼板,兩個(gè)側(cè)輥可以沿斜向升降,在四輥卷板機(jī)上可進(jìn)行鋼板的預(yù)彎工作,它靠下輥的上升,將鋼板端頭壓緊在上下輥之間,再利用側(cè)輥的移動(dòng)使鋼板端部發(fā)生彎曲變形,從而達(dá)到所要求的曲率。
它的優(yōu)點(diǎn)是:
1、 預(yù)彎及卷圓時(shí),鋼板可不調(diào)頭。
2、 上下輥能夾緊鋼板,防止彎曲時(shí)滑脫。
3、 側(cè)輥能起定位作用,在進(jìn)料時(shí)可使鋼板找正。
便于彎曲錐形件,橢圓形件及仿形加工。
綜合以上各種卷板機(jī)的綜合特點(diǎn),在本次畢業(yè)設(shè)計(jì)中我選擇了W12 40X2000型四輥卷板機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)
1.3 W12X2000型四輥卷板機(jī)的用途
W12X2000型四輥卷板機(jī)是專供金屬板的卷曲和彎曲圓筒之用,是鍋爐、造船、石油化工、水泥、電機(jī)及電器制造業(yè)中的主要設(shè)備之一。在常溫的情況下,它可以將長(zhǎng)達(dá)2m,厚度達(dá)40mm的鋼板彎曲成圓柱面、圓錐面或任意形狀的柱面或其一部分,在加熱的情況下,它可以將長(zhǎng)達(dá)2m,厚度達(dá)70mm的鋼板卷曲成圓柱形或其一部分,它可以對(duì)一些厚度大,用常規(guī)方法無(wú)法彎卷的鋼板進(jìn)行加工,在加工的過(guò)程中它還可以對(duì)金屬板端部進(jìn)行直接彎曲,免去了端部預(yù)彎的工序,這是四輥卷板機(jī)比一般三輥卷板機(jī)優(yōu)越之處。因此,W12X2000型四輥卷板機(jī)在鍋爐、造船、石油化工、水泥、電機(jī)及電器制造業(yè)中得到了廣泛應(yīng)用。同時(shí),這種設(shè)備的上市大大減輕了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度,提高了企業(yè)的效益。
1.4 傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
W12 40X2000型四輥卷板機(jī)是以上輥為主動(dòng)輥,由主電動(dòng)機(jī)通過(guò)主減速器及聯(lián)軸器,從而帶動(dòng)上輥工作,下輥的作用是提供一定的向上力,(設(shè)該力為夾緊力W),與上輥一起夾緊所卷鋼板,使上輥與被卷鋼板間產(chǎn)生足夠的摩擦力,在上輥旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠帶動(dòng)鋼板運(yùn)動(dòng)。兩個(gè)側(cè)輥用以形成卷筒所需的曲率,使板料達(dá)到所需的目的。
在我設(shè)計(jì)的這臺(tái)四輥卷板機(jī)中,我采用了由主電動(dòng)機(jī)通過(guò)主減速器以及聯(lián)軸器,從而帶動(dòng)上輥的旋轉(zhuǎn)。而下輥的運(yùn)動(dòng)我采用在下輥的兩端各放一個(gè)液壓缸,通過(guò)液壓缸內(nèi)的液壓油作用于活塞而使下輥能夠?qū)崿F(xiàn)上下的升降運(yùn)動(dòng),以便夾緊鋼板,用液壓系統(tǒng)來(lái)控制下輥筒的升降以及兩個(gè)液壓缸在上升的過(guò)程中保持同步上升。在下輥的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)側(cè)輥,兩個(gè)側(cè)輥分別由兩個(gè)電動(dòng)機(jī)通過(guò)兩個(gè)單級(jí)減速器以及聯(lián)軸器帶動(dòng);兩個(gè)電動(dòng)機(jī)可以分別單獨(dú)控制也可以同時(shí)控制,兩個(gè)側(cè)輥可以沿著機(jī)架導(dǎo)軌做傾斜運(yùn)動(dòng),通過(guò)絲桿絲母蝸輪蝸桿傳動(dòng)。
第2章 卷板機(jī)軸輥受力分析
2.1作用在卷板機(jī)輥?zhàn)由系膹澢ぞ?
板料的最大變形彎矩 M
板料具有原始曲率半徑R1時(shí)的初始變形彎矩
式中:截面的形狀系數(shù),矩形斷面取
材料的相對(duì)強(qiáng)化模數(shù),對(duì)于30,35鋼取
W為橫截面的斷面模數(shù),矩形截面 ,(B為材料寬度,為板材的屈服極限,35鋼=250MPa);則W=
R 為彎曲最小半徑,在最大彎矩產(chǎn)生于板材彎成上輥半徑時(shí),得到彎曲的最小半徑。(,為上輥直徑,mm; B為板材厚度,mm)。
為板材屈服極限 =250MPa
為板料由平板()開始彎曲時(shí)的初始變形彎矩
kgfmm
2.2卷板機(jī)的空載扭矩
kgfmm
式中:、、分別為板料、萬(wàn)向接送和主動(dòng)輥的重量(kg)
d-------------主動(dòng)輥軸頸的直徑(mm)
------------滑動(dòng)摩擦系數(shù)。用青銅軸套時(shí),取=0.05-0.08
所以對(duì)取
則: kgfmm
2.3四輥卷板機(jī)的卷板力
側(cè)輥所受的力為
==
輥筒所受到的力為
==
則=
將板料從平板彎曲到時(shí)消耗于板料變形的扭矩
因?yàn)椋?
所以
消耗于摩擦阻力的扭矩
式中:f----------滾動(dòng)摩擦系數(shù)(mm)滾筒與板料間。冷卷f=0.8mm熱卷f=2 mm,工作輥與支承輥間f=0.3mm.
------0.05
、、分別為a、b、c、輥軸徑,其中=288mm, =240mm,=204mm。
所以將上面數(shù)值代入得:
板料松緊的摩擦阻力
=
送進(jìn)板料所需的拉力T
拉力在軸承中所引起的摩擦損失
機(jī)器送板料的總力矩
式中;-----------輥筒與未加工板料見滑動(dòng)摩擦系數(shù)=0.2
驅(qū)動(dòng)扭矩
作用在卷板機(jī)輥?zhàn)由系膲毫Γ◤澢Γ?
式中: --------鋼板材料的屈服極限
b---------鋼板的寬度(m)
h---------鋼板厚度(mm)
t----------兩側(cè)輥間的中心距(mm)
作用在卷板機(jī)輥?zhàn)由系膹澢ぞ?
式中:D------輥?zhàn)虞伾碇睆?
r-------能夠卷最小鋼管直徑
則:
第3章 電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算
3.1功率計(jì)算
確定式中各參數(shù)的值:
f--------輥?zhàn)优c鋼板的滾動(dòng)摩擦系數(shù),鋼板為0.0008
d---------輥筒的軸徑
v---------輥身線速度
---------傳動(dòng)效率,0.68---0.80
--------輥?zhàn)虞S承處摩擦系數(shù),滑動(dòng)軸承為0.05—0.07
=
考慮到工作機(jī)器的安全系數(shù),取功率為45KW的主電動(dòng)機(jī)。
3.2電動(dòng)機(jī)的選擇
由于四輥卷板機(jī)在工作中沒(méi)有什么特殊的要求,因此在本次設(shè)計(jì)中我選用Y系列的電動(dòng)機(jī)。
Y系列的電動(dòng)機(jī)具有效率高,性能好,噪聲小,體積小,重量輕,運(yùn)行可靠,維修方便的特點(diǎn),主要應(yīng)用于灰塵多、土揚(yáng)水濺的場(chǎng)合、如農(nóng)用機(jī)械、礦山機(jī)械、攪拌機(jī)、碾米機(jī)等,為一般用途電動(dòng)機(jī)。
根據(jù)前面計(jì)算的結(jié)果,主電動(dòng)機(jī)選擇Y280M-8型三相異步電動(dòng)機(jī),額定功率45KW,滿載轉(zhuǎn)速740r/min,額定轉(zhuǎn)矩1.8,最大轉(zhuǎn)矩2.0,質(zhì)量592kg.
第4章 主減速器的設(shè)計(jì)
4.1電動(dòng)機(jī)的確定
按照設(shè)計(jì)要求以及工作條件選用Y系列三相異步電動(dòng)機(jī),臥式封閉結(jié)構(gòu),電壓380V。
電動(dòng)機(jī)型號(hào)的選擇,根據(jù)前面計(jì)算的結(jié)果,主電動(dòng)機(jī)選擇Y280M-8型三相異步電動(dòng)機(jī),額定功率45KW,滿載轉(zhuǎn)速740r/min,額定轉(zhuǎn)矩1.8,最大轉(zhuǎn)矩2.0,質(zhì)量592kg.
減速器中各部分的傳動(dòng)效率如下:
----聯(lián)軸器效率,=0.99
----閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率,=0.97
----一對(duì)滾動(dòng)軸承效率,=0.99
----主輥的傳動(dòng)效率,=0.96
則各部分的傳動(dòng)效率:
=0.99
η12==
=
=
=
=
(2)工作輥的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速
= 取=4r/min
4.2 傳動(dòng)比的分配
總傳動(dòng)比=
由傳動(dòng)方案可知:
;
所以本設(shè)計(jì)的三級(jí)減速器的總傳動(dòng)比為,
主減速器傳動(dòng)系統(tǒng)各級(jí)傳動(dòng)比的分配如下:
4.3傳動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力參數(shù)設(shè)計(jì)
1.傳動(dòng)系統(tǒng)各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩計(jì)算如下:
0 軸:(電動(dòng)機(jī)軸)
1軸:(減速器的高速軸)
2 軸(減速器的中間軸)
3 軸(減速器的另一根中間軸)
4 軸(減速器的低速軸)
將上述計(jì)算結(jié)果和傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率匯總?cè)绫?-1
軸 號(hào)
電 動(dòng) 機(jī)
三 級(jí) 圓 柱 齒 輪 減 速 器
0 軸
1 軸
2 軸
3 軸
4 軸
轉(zhuǎn)速n(r/min)
740
740
113.85
20.33
4.066
功率P(kw)
45
44.55
42.78
41.08
39.45
轉(zhuǎn)矩T(Nm)
580.74
574.93
3588.68
19298.77
92663.04
L兩軸聯(lián)接件、傳動(dòng)件
聯(lián)軸器
齒輪
齒輪
齒輪
傳動(dòng)比i
1
6.5
5.6
5
傳動(dòng)效率η
0.99
0.9603
0.9603
0.9603
4.4 高速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.4.1選擇精度等級(jí),材料和齒數(shù)
1)材料及熱處理。由表10-1選得大、小齒輪的材料均為40Cr并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火,齒面硬度為48—55HRC。
1) 表面淬火,輪齒變形不大,故精度等級(jí)、大小齒輪的齒數(shù)以及螺旋角分別為:精度等級(jí)為7級(jí),小齒輪齒數(shù)、大齒輪的齒數(shù)。
2) 選取螺旋角,初選螺旋角
4.4.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
1) 確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值:
1.試選
2. 由文獻(xiàn)[1],選取區(qū)域系數(shù)
3.由文獻(xiàn)[1],查得
4.因大、小齒輪均為硬齒面,故宜選取小的齒寬系數(shù),
5.由文獻(xiàn)[1],查得。
6.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力(失效概率1%,安全系數(shù)S=1)
=
7.小齒輪的轉(zhuǎn)矩
8.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
由文獻(xiàn)[1],查得
2)試算小齒輪的分度圓直徑
=70.53mm
3)計(jì)算圓周速度
4)計(jì)算齒寬b及模數(shù)
5)計(jì)算縱向重合度
6) 計(jì)算載荷系數(shù)K
根據(jù) ,7級(jí)精度,查文獻(xiàn)[1],取,由文獻(xiàn)[1],查得,從文獻(xiàn)[1]中的硬齒面;齒輪欄中查得小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置,6級(jí)精度,時(shí),
==1.22
考慮齒輪為7級(jí)精度,取,故載荷系數(shù)
另由文獻(xiàn)[1],查得。
7) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑
8) 計(jì)算模數(shù)
1)確定計(jì)算參數(shù)
1.計(jì)算載荷系數(shù)
2.由文獻(xiàn)[1],查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
3.由文獻(xiàn)[1],查得彎曲疲勞壽命系數(shù),
4.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力,取彎曲疲勞安全系數(shù),
5.計(jì)算大、小齒輪的并加以比較
4.4.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差不大,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3,取分度圓直徑。
取,則。
4.4.4幾何尺寸計(jì)算
1)計(jì)算中心距
將中心距圓整為278mm.
2) 按圓整后的中心距修正螺旋角
因值改變不多,,,等不必修正。
1) 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑
2) 計(jì)算齒輪的寬度
取,
4.5中間級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算
4.5.1選擇精度等級(jí),材料和齒數(shù)
1)材料及熱處理。由表10-1選得大、小齒輪的材料均為40Cr并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火,齒面硬度為48—55HRC。
1) 表面淬火,輪齒變形不大,故精度等級(jí)、大小齒輪的齒數(shù)以及螺旋
角分別為:精度等級(jí)為7級(jí),小齒輪齒數(shù)、大齒輪的齒數(shù)。
2) 選取螺旋角,初選螺旋角
4.5.2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
1)確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值:
1.試選
2. 由文獻(xiàn)[1],選取區(qū)域系數(shù)
3.由文獻(xiàn)[1],查得
4.因大、小齒輪均為硬齒面,故宜選取小的齒寬系數(shù),
5.由文獻(xiàn)[1],查得。
6.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力(失效概率1%,安全系數(shù)S=1)
=
7.小齒輪的轉(zhuǎn)矩
8.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
由文獻(xiàn)[1],查得
2)試算小齒輪的分度圓直徑
=135.34mm
3)計(jì)算圓周速度
3) 計(jì)算齒寬b及模數(shù)
4) 計(jì)算縱向重合度
5) 計(jì)算載荷系數(shù)K
根據(jù) ,7級(jí)精度,查文獻(xiàn)[1],取,由文獻(xiàn)[1],查得,從文獻(xiàn)[1]中的硬齒面齒輪欄中查得小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置,6級(jí)精度,時(shí);
==1.30
考慮齒輪為7級(jí)精度,取,故載荷系數(shù)
另由文獻(xiàn)[1],查得。
6) 按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑
7) 計(jì)算模數(shù)
4.5.3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
1)確定計(jì)算參數(shù)
1.計(jì)算載荷系數(shù)
2.由文獻(xiàn)[1],查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
3.由文獻(xiàn)[1],查得彎曲疲勞壽命系數(shù),
4.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力,取彎曲疲勞安全系數(shù),
5.計(jì)算大、小齒輪的并加以比較
2)設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差不大,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=3,取分度圓直徑。
取,則
4.5.3幾何尺寸計(jì)算
1)計(jì)算中心距
將中心距圓整為468mm.
2) 按圓整后的中心距修正螺旋角
因值改變不多,,,等不必修正
3)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑
4)計(jì)算齒輪的寬度
取,
4.6 低速級(jí)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì)計(jì)算:
4.6.1選擇精度等級(jí),材料和齒數(shù)
1)材料及熱處理。由表10-1選得大、小齒輪的材料均為40Cr并經(jīng)調(diào)質(zhì)及表面淬火,齒面硬度為48—55HRC。
2)表面淬火,輪齒變形不大,故精度等級(jí)、大小齒輪的齒數(shù)以及螺旋角分別為:精度等級(jí)為7級(jí),小齒輪齒數(shù)28、大齒輪的齒數(shù)。
3)選取螺旋角,初選螺旋角
4.6.2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)
1).確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值
1.試選
2. 由文獻(xiàn)[1],選取區(qū)域系數(shù)
3.由文獻(xiàn)[1],查得
4.因大、小齒輪均為硬齒面,故宜選取小的齒寬系數(shù),
5.由文獻(xiàn)[1],查得。
6.計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力(失效概率1%,安全系數(shù)S=1)
=
7.小齒輪的轉(zhuǎn)矩
8.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
由文獻(xiàn)[1],查得
2)試算小齒輪的分度圓直徑
3) 計(jì)算圓周速度
4)計(jì)算齒寬b及模數(shù)
5)計(jì)算縱向重合度
6)計(jì)算載荷系數(shù)K
根據(jù) ,7級(jí)精度,查文獻(xiàn)[1],取,由文獻(xiàn)[1],查得,從文獻(xiàn)[1]中的硬齒面齒輪欄中查得小齒輪相對(duì)支承非對(duì)稱布置,6級(jí)精度,時(shí),
==1.24
考慮齒輪為7級(jí)精度,取,故載荷系數(shù)
另由文獻(xiàn)[1],查得。
7)按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑
8)計(jì)算模數(shù)
4.6.3按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)
1)確定計(jì)算參數(shù)
1.計(jì)算載荷系數(shù)
2.由文獻(xiàn)[1],查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限
3.由文獻(xiàn)[1],查得彎曲疲勞壽命系數(shù),
4.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力,取彎曲疲勞安全系數(shù)
5.計(jì)算大、小齒輪的并加以比較
2)設(shè)計(jì)計(jì)算
對(duì)比計(jì)算結(jié)果,由齒面接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)與齒根彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算的法面模數(shù)相差不大,取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=8.5,取分度圓直徑。
取,則。
4.6.4幾何尺寸計(jì)算
1) 計(jì)算中心距
將中心距圓整為468mm.
2) 按圓整后的中心距修正螺旋角
因值改變不多,,,等不必修正。
3)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑
4)計(jì)算齒輪的寬度
取,
主減速器中所有齒輪的基本參數(shù)如下表:
軸 號(hào)
高速級(jí)齒輪
中間級(jí)齒輪
低速級(jí)齒輪
齒 數(shù)
24
156
25
140
28
140
法面模數(shù)
3
5.5
8.5
分度圓直徑
74
482
142
794
245
1226
齒根圓直徑
70.25
478
135
787
234
1215
齒頂圓直徑
77
485
147.5
800
253.5
1234.5
中 心 距
278
468
736
齒 寬
55
52
90
85
175
172
螺旋升角
14.10
14.04
齒輪精度等級(jí)
7 級(jí)
7級(jí)
7級(jí)
4.7高速軸的設(shè)計(jì)以及軸的校核
1.選擇軸的材料及熱處理
軸上小齒輪的直徑嬌?。ǎ?,采用齒輪軸結(jié)構(gòu),軸的材料選用45號(hào)鋼(調(diào)質(zhì))。
2.軸的受力分析
軸的受力簡(jiǎn)圖如下:
圖4.7-1 軸的受力簡(jiǎn)圖
圖4.7-2 軸在水平面內(nèi)的受力圖
圖4.7-3. 軸在垂直面內(nèi)的受力圖
圖4.7-4 軸在水平面內(nèi)的彎矩圖
圖4.7-5 軸在垂直面內(nèi)的彎矩圖
圖4.7-6 軸的合成彎矩圖
圖4.7-7 軸的合成轉(zhuǎn)矩圖
圖中:
a)計(jì)算齒輪的嚙合力
b)求水平面內(nèi)的支承反力,做水平面內(nèi)的彎矩圖
軸在水平面內(nèi)的受禮簡(jiǎn)圖如圖4.7-2所示
軸在水平面內(nèi)的彎矩圖如圖4.7-4所示
C)求垂直面內(nèi)的支承反力,作垂直面內(nèi)的彎矩圖
軸在垂直面內(nèi)的受力簡(jiǎn)圖如圖4.7-3所示
=4152N
d)求支成承反力,作軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖
3.軸的初步計(jì)算
=
4.軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
按經(jīng)驗(yàn)公式,減速器輸入軸的軸端直徑
參考聯(lián)軸器標(biāo)準(zhǔn)孔直徑,取減速器高速軸的軸端直徑。
第5章 側(cè)輥傳動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì)
5.1側(cè)輥電動(dòng)機(jī)的確定
側(cè)輥電動(dòng)機(jī)選擇Y180L-8型三相異步電動(dòng)機(jī),額定功率11kw,滿載轉(zhuǎn)速730r/min,堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩1.7,最大轉(zhuǎn)矩2.0。
5.2側(cè)輥減速器的確定
在側(cè)輥傳動(dòng)系統(tǒng)中,側(cè)輥電動(dòng)機(jī)通過(guò)一個(gè)單級(jí)減速器把扭矩傳到絲桿絲母蝸輪蝸桿傳動(dòng)副,這樣既達(dá)到了傳遞扭矩的作用,同時(shí)也改變了運(yùn)動(dòng)方向。
單級(jí)圓柱齒輪減速器:傳動(dòng)軸線平行,結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,精度易保證,而且應(yīng)用廣泛,直齒一般圓周速度v=25~50m/s,應(yīng)用于重負(fù)荷場(chǎng)合,但也用語(yǔ)重載低速的場(chǎng)合。
因此我選用了ZD15-8型單級(jí)減速器
由于側(cè)輥的上升速度為80mm/min,絲桿的螺距為16mm,故蝸輪的轉(zhuǎn)速,因此,,此時(shí)單級(jí)減速器分得的傳動(dòng)比為3.25,而蝸輪蝸桿分得的傳動(dòng)比為28。
5.3蝸輪蝸桿傳動(dòng)設(shè)計(jì)
1.選擇蝸桿傳動(dòng)類型
根據(jù)GB/T 10085-1988 的推薦,采用漸開線蝸桿(ZI)
2.選擇材料
考慮到蝸桿傳遞的功率不大,速度也很小,故蝸桿采用45鋼,因希望效率高些,耐磨性好些,故蝸桿螺旋齒面要求淬火,硬度45~55HRC。蝸輪用鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造。為了 節(jié)約貴重的有色金屬,僅齒圈用青銅制造,而鐵芯用灰鑄鐵HT100制造。
3.按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì)
根據(jù)閉式蝸桿傳動(dòng)的設(shè)計(jì)準(zhǔn)則,先按齒面接觸疲勞強(qiáng)度進(jìn)行設(shè)計(jì),再校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度。由文獻(xiàn)[2]查得,傳動(dòng)中心距
1) 確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩
按,估算效率,則
2)確定載荷系數(shù)K
因工作載荷比較穩(wěn)定,故載荷分布不均勻系數(shù),由文獻(xiàn)[2],選取使用系數(shù);由于轉(zhuǎn)速不高,沖擊不大,可取動(dòng)載荷系數(shù)1.05;則
3)確定彈性影響系數(shù)
因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配,故=160
4)確定接觸系數(shù)
先假設(shè)蝸桿分度圓直徑和傳動(dòng)中心距a的比值/a=0.35,從文獻(xiàn)[2]中查得=2.9。
5)確定許用接觸應(yīng)力
根據(jù)蝸輪材料為鑄錫磷青銅ZCuSn10P1,金屬模鑄造,蝸桿螺旋齒面硬度>45HRC,從文獻(xiàn)[2]中得蝸輪的基本許用應(yīng)力
應(yīng)力循環(huán)次數(shù)
壽命系數(shù)
則
6)計(jì)算中心距
取中心距a=250mm,因i=28,從文獻(xiàn)[2]中取模數(shù)m=12.5mm,蝸桿分度圓,這時(shí),由文獻(xiàn)[2],查得接觸系數(shù),因?yàn)椋虼艘陨嫌?jì)算結(jié)果可用。
4.蝸桿與蝸輪的主要參數(shù)與幾何尺寸
1)蝸桿
軸向齒距;直徑系數(shù)q=10;齒頂圓直徑;齒根圓直徑;分度圓導(dǎo)程角;蝸桿軸向齒厚。
2) 蝸輪
蝸輪齒數(shù); 變位系數(shù);
驗(yàn)算傳動(dòng)比 ,這時(shí)傳動(dòng)比誤差為=7.1%,是允許的。
蝸輪分度圓直徑
蝸輪喉圓直徑
蝸輪齒根圓直徑
蝸輪咽喉母圓半徑
5.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度
當(dāng)量齒數(shù)
根據(jù),,從文獻(xiàn)[2]中查得齒形系數(shù)。
螺旋角系數(shù)
許用彎曲應(yīng)力
從文獻(xiàn)中查得鑄錫磷青銅ZCuSn10P1制造的蝸輪的基本許用彎曲應(yīng)力。
壽命系數(shù)
彎曲強(qiáng)度是滿足的
第6章 下輥筒液壓缸的設(shè)計(jì)
四輥卷板機(jī)下輥筒的升降我采用液壓傳動(dòng)的方式來(lái)控制,由于下輥筒在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中對(duì)速度的要求不高,液壓傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn),易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù),易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的特點(diǎn)。因此在下輥的傳動(dòng)方式中,我選擇了采用液壓傳動(dòng)。
6.1下輥液壓系統(tǒng)的工作原理
下輥筒兩端的壓缸在上升的過(guò)程中要求一定要同步,在下輥筒上升的過(guò)程中要求下輥筒與上輥筒的軸線保持平行,如果在下輥上升的過(guò)程中出現(xiàn)一端上升的速度快,而另一端上升的慢的情況。這樣卷制出來(lái)圓筒就會(huì)一頭大一頭小的喇叭筒形狀,造成加工缺陷。
我設(shè)計(jì)的這套液壓控制系統(tǒng)的工作原理圖(如圖1-2所示)當(dāng)1DT電磁鐵帶電時(shí),使得3DT、4DT電磁鐵得電,油缸A口進(jìn)油,使得輥?zhàn)觾啥松?,B口回油。完成下輥筒的上升,若在上升的過(guò)程中油缸1的一段到達(dá)了指定刻度時(shí),油缸2一段尚未到達(dá),則電磁鐵3DT斷電,油缸1停止進(jìn)油,直至油缸2一端也到達(dá)指定刻度時(shí),4DT電磁鐵斷電。由此來(lái)保證四輥卷板機(jī)在加工過(guò)程中,下輥與上輥之間間隙保持一致,實(shí)現(xiàn)下輥的軸線與上輥的軸線始終保持平行。
當(dāng)2DT電磁鐵帶電時(shí),使3DT、4DT電磁鐵得電,B口進(jìn)油,使輥?zhàn)酉陆?,A口回油。
圖6.1-1 下輥筒液壓系統(tǒng)的工作原理圖
6.2下輥筒液壓缸設(shè)計(jì)
一、 估算需要克服的總負(fù)載力F
其中:K-----載荷系數(shù) K=1.2
----負(fù)載力
則:
液壓缸的機(jī)械效率:
確定液壓缸的有效工作壓力P,查表取卷板機(jī)的工作壓力P=16MPa
二、 計(jì)算液壓缸的內(nèi)徑、活塞直徑D和活塞桿直徑d
當(dāng)無(wú)桿腔受力時(shí):
當(dāng)有桿腔受力時(shí):
確定式中個(gè)參數(shù)數(shù)值
D------------液壓缸內(nèi)徑(mm)
d-------------活塞桿直徑(mm)d=(0.3-0.5)D=40mm
P-------------液壓缸有效工作壓力(MPa)
F-------------液壓缸最大牽引力(N)
則:
三、 液壓缸缸筒長(zhǎng)度L的確定
液壓缸的缸筒長(zhǎng)度=活塞行程+活塞寬度+活塞導(dǎo)向長(zhǎng)度+活塞密封長(zhǎng)度+其他長(zhǎng)度
確定式中各參數(shù)的數(shù)值:
活塞的行程L=200mm
活塞的最小導(dǎo)向長(zhǎng)度H:
其中:L--------活塞行程
D--------缸筒直徑
圓整后,取H=70mm
活塞寬度
取B=95mm
導(dǎo)向套滑動(dòng)面長(zhǎng)度A
當(dāng)D>80mm時(shí), A=(0.6---1.0)d=32mm
計(jì)算L=32+95+70+300=397mm
圖6.2-1 液壓缸內(nèi)個(gè)段長(zhǎng)度
四、液壓缸的強(qiáng)度和剛度校核
1. 缸筒壁厚的校核
確定式中個(gè)參數(shù)的數(shù)值:
------缸筒內(nèi)的最大工作壓力
-------缸筒材料的許用應(yīng)力,=,為材料的抗拉強(qiáng)度,n為安全系數(shù),一般取n=3.5---5,則
D----------缸筒內(nèi)徑
圓整后取
2.缸筒壁厚的校核
因?yàn)?2>6.38.故該液壓缸的壁厚合格。
3.缸底厚度的確定
其中:D---------缸筒內(nèi)徑
--------缸筒的工作壓力
-------缸筒材料的許用應(yīng)力
則:
取,缸底的厚度為16mm。
4.液壓缸缸蓋固定螺栓直徑的校核
確定式中個(gè)參數(shù)的數(shù)值:
-----------螺栓螺紋的底徑
K------------螺栓擰緊系數(shù),一般K=1.2----2.5,取K=2
F-------------液壓缸的最大作用力
Z-------------螺栓個(gè)數(shù)
-----------螺栓材料的許用應(yīng)力,=,為螺栓材料的屈服極限,n為安全系數(shù),一般取n=1.2---2.5,取n=2., 則。
則:
取=8mm
5.活塞桿直徑d的強(qiáng)度校核
---------活塞桿材料的許用應(yīng)力,=,為材料的抗拉強(qiáng)度,n為安全系數(shù),一般取1.4,則=436MPa
F------------活塞桿所受的負(fù)載力,F(xiàn)=23300N
d------------活塞桿直徑
因?yàn)?8.25, 則活塞桿直徑合格。
第7章 輥筒軸的強(qiáng)度校核
為保證卷出的圓筒不變形,輥筒要有足夠的彎曲強(qiáng)度。
輥筒總受合力
支座反力
所受均布力
輥筒最大彎矩中心C處
彎曲模量
彎曲應(yīng)力
對(duì)于輥筒材料為45鋼
所以彎曲強(qiáng)度合適。
至此本設(shè)備的規(guī)格性能已全部確定,歸納如下:
.本機(jī)器的技術(shù)參數(shù)如下(mm)
1. 鋼板的最大厚度(mm)………………………………40
2. 鋼板的最大寬度(mm)……………………………2000
3. 鋼板的屈服極限(MPa) ……………………………250
4. 滿載最小彎曲直徑(mm)…………………………1400
5. 上輥直徑(mm) ……………………………………480
6. 下輥直徑(mm) ……………………………………400
7. 側(cè)輥直徑(mm) ……………………………………340
8. 彎板速度(m/min) ………………………………………6
9. 下輥的上升速度(mm/min) …………………………80
10. 下輥的最大行程(mm) ……………………………200
11. 工作狀態(tài) ……………………………………………冷卷
12. 主減速器的傳動(dòng)比 ……………………………………180
13. 輔助減速器的傳動(dòng)比 …………………………………5.6
14. 主電動(dòng)機(jī)功率(KW) …………………………………45
15. 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)(r/min) …………………………………740
16. 液壓系統(tǒng)的工作壓力(MPa) ………………………16
第8章 專題論文
四輥卷板機(jī)液壓同步控制系統(tǒng)的研究
摘要:介紹了液壓同步控制系統(tǒng)的組成、四輥卷板機(jī)下輥液壓同步控制系統(tǒng)的工作原理。
8.1前言
液壓同步系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中應(yīng)用很廣泛,如卷板機(jī)、大型壓力機(jī)、大型液折邊機(jī)等。這類機(jī)械設(shè)備能否生產(chǎn)出合格產(chǎn)品或工件,液壓缸的同步精度起著關(guān)鍵的作用。液壓缸同步是指兩個(gè)或兩個(gè)以上液壓缸同時(shí)運(yùn)動(dòng)時(shí),不管各自的負(fù)載如何,都保持相同的運(yùn)動(dòng)速度或位移。液壓缸制造精度誤差、液壓控制系統(tǒng)的液壓損失、空氣的混入及外界負(fù)載偏置和結(jié)構(gòu)變形等,都是影響液壓缸同步精度的因素。由于不同機(jī)械設(shè)備對(duì)液壓缸同步精度的要求有所不同,其機(jī)械結(jié)果的簡(jiǎn)繁程度、成本高低也都有所不同。采用那種方案來(lái)保證同步精度,要根據(jù)具體機(jī)械設(shè)備工作狀況而定。下面針對(duì)四輥卷板機(jī)同步控制問(wèn)題進(jìn)行一些研究。
8.2四輥卷板機(jī)工作原理
四輥卷板機(jī)由四個(gè)輥?zhàn)咏M成,上輥為主傳動(dòng)且上輥位置固定,下輥兩端由液壓缸帶動(dòng)升降。下輥升起可使其與上輥夾緊板材頭部,按需要改變側(cè)輥與上輥的距離進(jìn)行彎曲板材兩端頭部。然后下輥下降,兩個(gè)側(cè)輥升起,板材彎卷成圓柱形。
四輥卷板機(jī)的下輥的作用是提供一定的向上力,(設(shè)該力為夾緊力W),與上輥一起夾緊所卷鋼板,使上輥與被卷鋼板間產(chǎn)生足夠的摩擦力,在上輥旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠帶動(dòng)鋼板運(yùn)動(dòng)。此外,在兩側(cè)輥?zhàn)饔镁戆鍟r(shí),下輥還起支承點(diǎn)作用。
四輥卷板機(jī)下輥筒的升降我采用液壓傳動(dòng)的方式來(lái)控制,因?yàn)橄螺伒闹亓勘旧砭秃艽?,在卷板的過(guò)程中下輥還要有給上輥一個(gè)向上力,使上輥與被卷鋼板間產(chǎn)生足夠的摩擦力,使上輥與下輥在卷板的過(guò)程中能夠始終保持夾緊工件,在上輥旋轉(zhuǎn)時(shí),能帶動(dòng)鋼板運(yùn)動(dòng)。在下輥運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中要求下輥筒可以升高也可以下降到不超過(guò)200mm的任意高度上。由于下輥在運(yùn)動(dòng)的過(guò)程中對(duì)速度的要求不高,液壓傳動(dòng)具有傳動(dòng)平穩(wěn),易于實(shí)現(xiàn)過(guò)載保護(hù),易于實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化的特點(diǎn)。因此在下輥的傳動(dòng)方式上面,我選擇了采用液壓傳動(dòng)。
在四輥卷板機(jī)卷板的過(guò)程中要求下輥兩端液壓缸不僅提供壓力,還應(yīng)該具有保壓的功能。在設(shè)計(jì)時(shí)下輥的作用力(夾緊力W)小于所卷鋼板受壓狀態(tài)時(shí)塑性變形所需要的力。圖1為上、下兩輥的正確工作狀態(tài),這時(shí)上、下兩輥軸線平行,在這種狀態(tài)下,夾緊力W均勻地作用在鋼板整個(gè)寬度L上,這時(shí)夾緊力不會(huì)使鋼板產(chǎn)生局部塑性變形,所卷制出的工件是合格的。
圖8-1 上、下兩輥的正確工作狀態(tài)
而在實(shí)際的加工過(guò)程中,如果鋼板放置時(shí)偏離輥?zhàn)又虚g位置,則下輥兩端所受到的力就會(huì)不均勻,使得下輥軸線與上輥軸線處于不平行狀況時(shí),夾緊力W不是均勻地作用在鋼板整個(gè)寬度線上,而是出現(xiàn)了集中載荷F。并且鋼板的一端與壓輥呈現(xiàn)點(diǎn)接觸狀態(tài),造成所接觸部分發(fā)生塑性變形,在卷制圓筒時(shí)出現(xiàn)一端被壓迫,使圓筒一端直徑變大。造成上、下兩輥軸線不平行的根本原因是由于作用在下輥兩端的液壓缸在運(yùn)動(dòng)中的不同步。所以所就此問(wèn)題設(shè)計(jì)了這套四輥卷板機(jī)液壓缸同步控制系統(tǒng)。
圖8-2 上、下兩輥非正常工作狀態(tài)
8.3液壓同步控制系統(tǒng)研究及設(shè)計(jì)原理
在本設(shè)備中的液壓同步控制系統(tǒng)我采用了開關(guān)量控制,即采用電磁換向閥直接進(jìn)行控制的方法。開關(guān)量一般應(yīng)用在開環(huán)控制回路中,電磁換向閥能夠起到控制油路通、斷的作用,通過(guò)控制電磁換向閥是否帶電即可控制油路的通、斷。
當(dāng)1DT電磁鐵帶電時(shí),使得3DT、4DT電磁鐵得電,油缸A口進(jìn)油,使得輥?zhàn)觾啥松穑珺口回油。若油缸1的一段到達(dá)了指定刻度時(shí),油缸2一段尚未到達(dá),則電磁鐵3DT斷電,油缸1停止進(jìn)油,直至油缸2一端也到達(dá)指定刻度時(shí),4DT電磁鐵斷電。由此來(lái)保證四輥卷板機(jī)在加工過(guò)程中,下輥與上輥之間間隙保持一致,實(shí)現(xiàn)下輥的軸線與上輥的軸線始終保持平行。
2DT電磁鐵帶電時(shí),3DT、4DT電磁鐵得電,B口進(jìn)油,使輥?zhàn)酉陆?,A口回油。
圖8-3 四輥卷板機(jī)液壓系統(tǒng)工作原理圖
8.4.結(jié)論
這樣對(duì)設(shè)置在兩個(gè)支路中的電磁換向閥的控制,即可以實(shí)現(xiàn)對(duì)下輥兩側(cè)的液壓缸進(jìn)行同步控制,從而可以實(shí)現(xiàn)上輥和下輥的軸線在工作的過(guò)程中保持平行,避免了次品的產(chǎn)生, 大大提高了工作效率。
結(jié)束語(yǔ)
我所設(shè)計(jì)的這臺(tái)四輥卷板機(jī)由四個(gè)輥筒所組成,其中一個(gè)上輥、兩個(gè)側(cè)輥和一個(gè)下輥。最大可以將40mm厚、2m長(zhǎng)的鋼板卷曲成圓柱、圓錐或其一部分。
上輥為主傳動(dòng),由主電動(dòng)機(jī)通過(guò)主減速器和聯(lián)軸器與上輥筒相連接,為卷制鋼板提供扭矩;下輥?zhàn)鞔怪鄙颠\(yùn)動(dòng),通過(guò)液壓缸內(nèi)的液壓油作用于活塞而獲得,以便夾緊板材,為液壓傳動(dòng),在下輥的兩側(cè)設(shè)有兩個(gè)側(cè)輥,側(cè)輥可以沿著機(jī)架導(dǎo)軌做傾斜運(yùn)動(dòng),由側(cè)輥電動(dòng)機(jī)通過(guò)一個(gè)單級(jí)減速器把扭矩傳到絲桿絲母蝸輪蝸桿傳動(dòng)副,這樣既達(dá)到了傳遞扭矩的作用,同時(shí)也改變了運(yùn)動(dòng)方向。
在本次設(shè)計(jì)中,我設(shè)計(jì)了一套液壓同步控制系統(tǒng),通過(guò)控制電磁換向閥的通斷,來(lái)控制下輥兩端液壓缸的同步上升,達(dá)到在下輥上升的過(guò)程中,下輥中心線能夠始終同上輥中心線保持水平,這樣就可以避免因鋼板位置偏離中間位置,而使下輥受力不均勻,使下輥在上升的過(guò)程中一端受力大,一端受力小,使卷出來(lái)的圓筒一端大而一端小的情況發(fā)生。
本次畢業(yè)設(shè)計(jì)是一次大型綜合的設(shè) 計(jì),通過(guò)這次做畢業(yè)設(shè)計(jì)使我對(duì)大學(xué)四年所學(xué)的知識(shí)有了更加深刻的回顧,也培養(yǎng)了我使用工具書的能力,同時(shí)它也是對(duì)我大學(xué)四年所學(xué)知識(shí)的一次檢驗(yàn)。通過(guò)做畢業(yè)設(shè)計(jì)使我學(xué)習(xí)到了許多在課本上面所學(xué)習(xí)不到的致知識(shí),也提高了我的動(dòng)手能力。相信他們都是我在未來(lái)工作中能夠用得上的。
致 謝
經(jīng)過(guò)兩個(gè)月的畢業(yè)設(shè)計(jì),我終于完成了此項(xiàng)任務(wù)。在此我首先感謝我的知道教師張文生老師和在做畢業(yè)設(shè)計(jì)中給我?guī)椭^(guò)的老師們。
在這次設(shè)計(jì)中廣泛參考了相關(guān)工藝的工程實(shí)例,認(rèn)真結(jié)合各種資料數(shù)據(jù),在不熟悉的情況下克服困難,同時(shí)得到了指導(dǎo)教師的大力幫助。學(xué)到了很多內(nèi)容,收益頗多。過(guò)程中我總結(jié)和鞏固了四年來(lái)相關(guān)的知識(shí)體系,使之進(jìn)一步加深和系統(tǒng)化,并養(yǎng)成了刻苦鉆研及創(chuàng)造精神,這次設(shè)計(jì)使我全面、具體地把以前所學(xué)零散的知識(shí)綜合了起來(lái),使自己對(duì)理論知識(shí)的了解更加深刻了。我認(rèn)為畢業(yè)設(shè)計(jì)應(yīng)有先進(jìn)性,在提高設(shè)計(jì)水平的同時(shí),促進(jìn)學(xué)術(shù)發(fā)展,雖然自己的設(shè)計(jì)存在一些不足之處,但也建立了我畢業(yè)之時(shí)的理論經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)。
這次設(shè)計(jì)不僅使我對(duì)所學(xué)專業(yè)課程知識(shí)有所鞏固,而且使我對(duì)CAD操作熟練了許多。當(dāng)然,學(xué)以致用是我們最大的目的,對(duì)于書本上所學(xué)的知識(shí),僅僅停留在表面上是不夠的,不僅要知其然還要知其所以然。
通過(guò)畢業(yè)設(shè)計(jì),我對(duì)一臺(tái)四輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)方法和步驟有了初步的了解,相信以后一定會(huì)對(duì)我的工作以及學(xué)習(xí)深造有深遠(yuǎn)的影響。
設(shè)計(jì)中存在的不足還請(qǐng)各位老師與同行予以指導(dǎo)幫助,在此表示感謝!
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附 錄I(中文譯文)
3.5 刀具成本的檢測(cè)
加工成本是加工工具成本和切削成本的總和。機(jī)床成本由閑置費(fèi)用,加工費(fèi)用和工具改變費(fèi)用組成。當(dāng)改變切削速度的情況下閑置費(fèi)用保持不變。從機(jī)械數(shù)據(jù)手冊(cè)[24]上表明機(jī)械設(shè)備成本的公式如下:
為了優(yōu)化切割條件,必須確定切割深度大小和切割速度的數(shù)學(xué)關(guān)系式.在 我們學(xué)習(xí)的泰勒模型將被用于確定切削速度對(duì)切削刀具壽命的影響:
VT" =C --------------------3-2
V=切削速度
T=切割時(shí)產(chǎn)生的標(biāo)準(zhǔn)金額側(cè)翼磨損(例如.0.2毫米)
N和C都是由被使用的材料或者工作條件所決定的常數(shù). ,
為了確定進(jìn)給時(shí)的常數(shù)‘n’和‘C’我們以4140鋼在實(shí)驗(yàn)的條件下進(jìn)行研究,以LogV和LogT為坐標(biāo)進(jìn)行作圖,畫出了三種類型的進(jìn)給圖形,圖3-8A、圖3-8B是對(duì)KC313為研究對(duì)象在干和濕的條件下分別做出的圖形,圖3-9A和圖3-9B是對(duì)KC732為研究對(duì)象在干和濕兩種狀態(tài)下所做的圖形,另外,圖3-10A、圖3-10B是以KC5010為研究對(duì)象在干和濕兩種狀況下所做的圖形. 從上述的圖形可以看出不管測(cè)量的次數(shù)有多少,其結(jié)果都是呈直線分布的形式下降,從曲線我們能夠看出,在相同的切削速度的條件下,增加磨損標(biāo)準(zhǔn)和對(duì)KC313和KC732使用冷卻液都可以提高工具的使用壽命。然而,對(duì)于KC5010來(lái)說(shuō)提高磨損標(biāo)準(zhǔn)和降低使用冷卻液對(duì)提高KC5010工具壽命有好處。冷卻乳液的這種抑制作用和對(duì)磨損機(jī)構(gòu)的效果我們把它列入到了第五章。以及其他類型的磨損也將插入到那里研究。
金屬的切削研究主要集中在刀具的磨損、刀具的壽命和磨損機(jī)理。不過(guò),未來(lái)的研究應(yīng)該更加關(guān)注其他因素的影響:
l 通過(guò)工廠體系建立磨損標(biāo)準(zhǔn),基本的刀具磨損開端取決于工廠的產(chǎn)品。
l 使用刀具的類型,向碳素鋼刀具和高速切削刀具。
這對(duì)于研究在干和濕的條件下研究影響刀具壽命的因素常數(shù)(C,n)是有用的。這將提高刀具的壽命,因?yàn)樗矊⒂绊懙角邢鞯慕?jīng)濟(jì)性[24]。
為了確定切削液在選擇磨損標(biāo)準(zhǔn)時(shí)所起的作用,不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)和經(jīng)常的進(jìn)給成本在HMS下必須被研究。不同切削標(biāo)準(zhǔn)的刀具壽命常數(shù)在表(3-7)所列的表格中被摘錄和劃分。從圖3-8A/B。圖3-9A/B、圖3-10A/B的常數(shù)(C,n)的價(jià)值在表3-8和表3-9中被反映出來(lái)。在以后的圖中說(shuō)明這些參數(shù)和磨損標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。圖3-11描述了‘n’和磨損標(biāo)準(zhǔn)的關(guān)系。當(dāng)提高n時(shí)磨損標(biāo)準(zhǔn)的變化。
(a)以Log(T)和Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形(干條件)
(b)以Log(T)和Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形(濕條件)
圖3-8 KC313在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)下由時(shí)間(T)和速度(V)為坐標(biāo)所做的圖形(a)以Log(T)和Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形(干條件)(b) 以Log(T)和Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形(濕條件)
(a)以Log(T)和Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形(干條件)
(b)以Log(T)和Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形(濕條件)
圖3-9 KC732在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)下由時(shí)間(T)和速度(V)為坐標(biāo)所做的圖形(a)以Log(T)和Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形(干條件)(b) 以Log(T)和Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形(濕條件)
(a) 以Log(T)和Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形(干條件)
(b)以Log(T)和Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形(濕條件)
圖3-10 KC5010在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)下由時(shí)間(T)和速度(V)為坐標(biāo)所做的圖形 (a)以Log(T)和Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形(干條件) (b) 以Log(T)和Log(V)為坐標(biāo)在不同的磨損標(biāo)準(zhǔn)的情況下所做的圖形(濕條件)
表3-7 刀具壽命常數(shù)的范圍劃分
`Range
Cutting Insert
Condition
0 < LogT< 2.6
KC313
Dry
0< Log T< 4.1
KC313
Wet
0
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