2995 卷板機(jī)設(shè)計(jì)

2995 卷板機(jī)設(shè)計(jì),板機(jī),設(shè)計(jì) 1卷板機(jī)設(shè)計(jì).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。2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（上輥無中部托輥），其中開式又可以分為有反壓力裝置的和無反壓力裝置的。3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，長條料等剛性較差的工件時(shí)，沒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 沒有活動(dòng)軸承機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)較簡單，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)，用以夾緊鋼板，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4W12X2000 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)方法無法彎卷的鋼板進(jìn)行加工，在加工的過程中它還可以對(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)來控制下輥筒的升降以及兩個(gè)液壓缸在上升的過程中保持同步上升。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ぞ匕辶系淖畲笞冃螐澗?MSWRK?????????'012mkg?5板料具有原始曲率半徑 R1 時(shí)的初始變形彎矩SWRsKM?????????102mkg?式中： 截面的形狀系數(shù)，矩形斷面取1K5.?材料的相對(duì)強(qiáng)化模數(shù)，對(duì)于 30，35 鋼取0 140KW 為橫截面的斷面模數(shù)，矩形截面 ，(B 為材料寬度，6/2?BW?為板材的屈服極限，35 鋼 =250MPa)；則 W=s?s?5103.?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）。21BD??1為板材屈服極限 =250MPasGsG為板料由平板（ ）開始彎曲時(shí)的初始變形彎矩1R??1RkgfmmswkM????kgfm75104.32103.26405. ?????? f751 ..2.2 卷板機(jī)的空載扭矩kgfmm??23214dGMn???式中： 、 、 分別為板料、萬向接送和主動(dòng)輥的重量（kg）1G23d-------------主動(dòng)輥軸頸的直徑（mm）6------------滑動(dòng)摩擦系數(shù)。用青銅軸套時(shí)，取 =0.05-0.08? ?kgfDtLrG 361 10.8.7102.614.3??????d23 ...所以對(duì) 取21?310則： kgfmm34 102.746. ????nM2.3 四輥卷板機(jī)的卷板力側(cè)輥所受的力為 ?sin2????????SRPC= =????????5sin24061.37kgf51092.?kfPH 57.1.3???所 加 液 壓 力輥筒所受到的力為 ?tgSRMa???????2= =????????524061.37tgkgf5103.則 =HaP??' kf57.1).235(?將板料從平板彎曲到 時(shí)消耗于板料變形的扭矩'R1nM7??41'11 an DRM?????????因?yàn)?，??1R所以 mkgfMn ?????777 103.268)104.30.2(消耗于摩擦阻力的扭矩 2n ??????????? baHcacaHcan DdPdPPf 22)(2 ?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, adbc ad=240mm, =204mm。b所以將上面數(shù)值代入得： mkgfMn???72103.板料松緊的摩擦阻力 T???????????baHcadHcaT DPPfM22????? ??? 408210.548103.51069. 55= kgfm7.送進(jìn)板料所需的拉力 T8??21aTnDM????24801.013.77????kgf913.5?拉力在軸承中所引起的摩擦損失 ns??aTnsd???148025.10.3.77??kgfm517.6?機(jī)器送板料的總力矩 PM2)(1aHapD???式中； -----------輥筒與未加工板料見滑動(dòng)摩擦系數(shù) =0.21 1???24807.023.555??p kgfm7.3?驅(qū)動(dòng)扭矩 4321nnn MM?? 5377 1072.69.10.3. ???kgfm4作用在卷板機(jī)輥?zhàn)由系膲毫Γ◤澢Γ?KNthbPs 62.7585804222??????式中： --------鋼板材料的屈服極限sb---------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?rhbDMsK1422????式中：D------ 輥?zhàn)虞伾碇睆絩-------能夠卷最小鋼管直徑則： mkNk ?????29.341042508第 3 章 電動(dòng)機(jī)的選擇與計(jì)算3.1 功率計(jì)算 ??12????????????????DvdfPMNK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 0.0008d---------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? 65.0148.2.07.08.62.759.34 ??????? ???????????N= KW8.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)。10Y 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， =0.99c?c?----閉式圓柱齒輪傳動(dòng)效率， =0.97g g----一對(duì)滾動(dòng)軸承效率 ， =0.99b b----主輥的傳動(dòng)效率， =0.96cy?cy?則各部分的傳動(dòng)效率： c?01=0.99η12= =gb?2gb9603.7.90??=3 ..11=gb??34 9603.7.90??=w..=總 832.096.03.96.03.9??(2)工作輥的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)速= 取 =4r/minwnmin/8.41r???w4.2 傳動(dòng)比的分配總傳動(dòng)比 =總i185470?wmn由傳動(dòng)方案可知：； 10?i145?i所以本設(shè)計(jì)的三級(jí)減速器的總傳動(dòng)比為 ,85i主減速器傳動(dòng)系統(tǒng)各級(jí)傳動(dòng)比的分配如下：10?i5.612i6.23?i34i145?i4.3 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）min/7400rn?kwp512mNnpT????74.5809501 軸：（減速器的高速軸）mi/7401rinkwp5.49.50?????mNiT?? 93.7.017.8112 軸（減速器的中間軸）in/5.3.64012rin?kwp78.4296.???mNiT ???6.350.53.71223 軸（減速器的另一根中間軸） min/.06.5823rinkwp8.4193.74?????mNiT ?7.9260.5.82334 軸（減速器的低速軸） min/06.45.34rin?kwp45.39.81???13mNiT ????? 04.9263.057.1928344?將上述計(jì)算結(jié)果和傳動(dòng)比及傳動(dòng)效率匯總?cè)绫?4-1電 動(dòng) 機(jī) 三 級(jí) 圓 柱 齒 輪 減 速 器軸 號(hào) 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 92663.04L 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 0.96034.4 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) 。241?Z1562?Z2）選取螺旋角，初選螺旋角 ??144.4.2 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ??3 212???????????HEdt ZuTk????1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：1.試選 6.1?tk2. 由文獻(xiàn)[1]，選取區(qū)域系數(shù) 43.2?HZ3.由文獻(xiàn)[1]，查得 78.01??1?78.??4.因大、小齒輪均為硬齒面，故宜選取小的齒寬系數(shù)， 7.0?d?5.由文獻(xiàn)[1]，查得 。MPaH102lim1li??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）??SKHN9.1li1????Pa10455.02lim22 ??=??H??MH.71???7.小齒輪的轉(zhuǎn)矩 NT?57493018.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ??91 10.35082160 ?????hjLnN9922 4.5/0.3/?i由文獻(xiàn)[1]，查得 .1HNK.2HN2）試算小齒輪的分度圓直徑15=70.53mm321 5.1078943.25.678.104932?????????td3)計(jì)算圓周速度 smndvt /3.2..61?????4）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntmdt 37.495.071???85.21cos.cos1?????Ztnt?4.685.225.??ntmh74.6/39/b5）計(jì)算縱向重合度 ?? 34.125.07.318.0tan18.01 ????????Zd6）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smv/3.2 8.vK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4.1??FHK對(duì)稱布置，6 級(jí)精度， 時(shí)，34.1??HK??bdH 32106.6.02.5. ??????= =1.2237.49.7..1.0.1?考慮齒輪為 7 級(jí)精度，取 ，故載荷系數(shù)25.??HK1689.125.408.1????????HVAKK另由文獻(xiàn)[1]，查得 。26.7）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 mdtt 56.74.1/8953.70/31 ???8）計(jì)算模數(shù) Zmn 0.324cos6.cos1?????321sFsadn YTK???????1）確定計(jì)算參數(shù)1.計(jì)算載荷系數(shù) 923.16.409.????????FVA2.由文獻(xiàn)[1]，查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ,021MPaFE?3.由文獻(xiàn)[1]，查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ，85.0FNK8.N4.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù) ，4.?S?? PaSKFENF 3.764.1285011????M1.89.22?5.計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較??FSaY?019.43.7652811???FSa17??014.7.3891422???FSaY?4.4.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ??mmn 038.19.78.124.0cos593.123 2??????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n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。d56.741? 107.243cos56.74cos1 ?????nmdZ?取 ，則 。241?12.24.4.4 幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算中心距 ????mmZan 35.27814cos256cos21 ????????將中心距圓整為 278mm.2) 按圓整后的中心距修正螺旋角 ??????????? 78.13256arcos2arcos1Zn?因 值改變不多， ， ， 等不必修正。???KH1） 計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 mmZdn23.741cos1?????18mmZdn47.821cos3562??????2） 計(jì)算齒輪的寬度取 ，B52?514.5 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)261?Z。456.2??Z2）選取螺旋角，初選螺旋角 ?4?4.5.2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ??3 212???????????HEdt ZuTk????1）確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值：1.試選 6.?tkbd 9..740??192. 由文獻(xiàn)[1]，選取區(qū)域系數(shù) 43.2?HZ3.由文獻(xiàn)[1]，查得 7.01??1?7.??4.因大、小齒輪均為硬齒面，故宜選取小的齒寬系數(shù)， 6.0?d?5.由文獻(xiàn)[1]，查得 。MPaH102lim1li??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）??SKNH 5696.1li1 ????PaH10788.02lim22 ??=??H??M651???7.小齒輪的轉(zhuǎn)矩 NT?3586028.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ??91 10.35082174?????hjLnN9922 .56/0.3/?i由文獻(xiàn)[1]，查得 .1HNK8.2HN2）試算小齒輪的分度圓直徑=135.34mm321 1056.943..674.160582??????????td3)計(jì)算圓周速度 smnvt /8....31 ????3）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntm20mdbt 2.8134.56.01?????5cos.cos1??Zmtnt?7.1052.5.2????nth46/379/b4）計(jì)算縱向重合度 ?? 240.15.6.0318.tan18.01 ????????Zd5）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smv/3.2 8.vK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)4.1??FHK稱布置，6 級(jí)精度， 時(shí)；34.??HK??bdH 32106.6.012.5. ??????= =1.302.81..... 32??考慮齒輪為 7 級(jí)精度，取 ，故載荷系數(shù)30.1??HK89.125.48??????VA另由文獻(xiàn)[1]，查得 。26.1?H6）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 mKdtt 20.146./85.34./31 ???7）計(jì)算模數(shù)21mZdmn 31.524cos0.1cos1 ??????4.5.3.按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ??321cosFsadn YZTK????????1）確定計(jì)算參數(shù)1.計(jì)算載荷系數(shù) 923.16.409.????????FVA2.由文獻(xiàn)[1]，查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ,021MPaFE?3.由文獻(xiàn)[1]，查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ，89.0FNK9.N4.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù) ，4.?S?? PaSKFENF 34.16289011????M07.22?5.計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較??FSaY?015.394.621???FSa??6.78.2?FSaY?2）設(shè)計(jì)計(jì)算22??mmn 54.01.74.126.0cos8359.123 2??????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n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。d56.741? 25.514cos20cos1 ?????nmdZ?取 ，則251?5.624.5.3 幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算中心距 ????mmZan 78.4651cos2.40cos21 ????????將中心距圓整為 468mm.2) 按圓整后的中心距修正螺旋角 ??????????? 18.4625.40arcos2arcos1Zn?因 值改變不多， ， ， 等不必修正???KH3)計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 mmZdn75.14cos.251?????n9.02??4)計(jì)算齒輪的寬度23取 ，mB852?9014.6 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) 。140528??Z3）選取螺旋角，初選螺旋角 ??14?4.6.2. 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì) ??3 212???????????HEdt ZuTk????1).確定公式內(nèi)的各計(jì)算數(shù)值1.試選 6.1?tk2. 由文獻(xiàn)[1]，選取區(qū)域系數(shù) 43.2?HZ3.由文獻(xiàn)[1]，查得 78.01??1?78.??4.因大、小齒輪均為硬齒面，故宜選取小的齒寬系數(shù)， 7.0?d?5.由文獻(xiàn)[1]，查得 。MPaH102lim1li??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）mdb857.46.????24??MPaSKHNH 901.01lim1 ?????455.2li22?=??H??aH.1071??7.小齒輪的轉(zhuǎn)矩 mNT??987038.計(jì)算應(yīng)力循環(huán)次數(shù) ??91 10.350821460 ????hjLnN9922 .5/0.3/??i由文獻(xiàn)[1]，查得 .1HNK.2HN2）試算小齒輪的分度圓直徑 3 21 5.1078943.5678.10962?????????td3) 計(jì)算圓周速度 smnvt /2.6.2.4.61 ????4）計(jì)算齒寬 b 及模數(shù) ntmdt 36.152.07.1???98.784cos.3cos1 ????Ztnt?6.1.25.2??ntmh5）計(jì)算縱向重合度 ??2556.12.087.31.0tan318.01 ?????????Zd6）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smv/25. .vK，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41??FHK布置，6 級(jí)精度， 時(shí)，34.??HK??bd32106.6.012.5. ??????= =1.242.81.7...0. 32?考慮齒輪為 7 級(jí)精度，取 ，故載荷系數(shù)4.1??HK7.124.08.??????VA另由文獻(xiàn)[1]，查得 。24.1?H7）按實(shí)際的載荷系數(shù)校正所算得的分度圓直徑 mKdtt 96.237.1/5.30/31 ???8）計(jì)算模數(shù) Zmn 4.82cos96.7cos1???4.6.3 按齒根彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) ??321cosFsadn YZTK????????1）確定計(jì)算參數(shù)1.計(jì)算載荷系數(shù)26923.16.409.1????????FVAKK2.由文獻(xiàn)[1]，查得齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度極限 ,621MPaFE?3.由文獻(xiàn)[1]，查得彎曲疲勞壽命系數(shù) ，9.01?FN95.02FNK4.計(jì)算彎曲疲勞許用應(yīng)力，取彎曲疲勞安全系數(shù) 4S?? PaSKFENF 7.384.6211????M1.0.95022 ??5.計(jì)算大、小齒輪的 并加以比較??FSaY?013.57.398621???FSa??9..422?FSaY?2）設(shè)計(jì)計(jì)算 ??mmn 82.013.78.12.0cos93.13 2??????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n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。d52.301? 285.814cos230cos1 ?????nmdZ?27取 ，則 。281?Z140285??4.6.4 幾何尺寸計(jì)算1）計(jì)算中心距 ????mmZan 78.4651cos2.40cos21 ????????將中心距圓整為 468mm.2) 按圓整后的中心距修正螺旋角 ??????????? 04.173625.840arcos2arcos1Zn?因 值改變不多， ， ， 等不必修正。???KH3）計(jì)算大、小齒輪的分度圓直徑 mmZdn2451cos.81?????n0.6.02??4）計(jì)算齒輪的寬度取 ，mB172?175?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) nm3 5.5 8.5分度圓直徑 74 482 142 794 245 1226mdb.4.1???28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 ?78.1314.10 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?。?），采用齒輪軸結(jié)構(gòu)，軸的材料選用mda751?45 號(hào)鋼（調(diào)質(zhì)）。2.軸的受力分析軸的受力簡圖如下：圖 4.7-1 軸的受力簡圖圖 4.7-2 軸在水平面內(nèi)的受力圖29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： mlAB4501?30mbhkcnlAC15021???mB30a)計(jì)算齒輪的嚙合力 NdTFt 15379.4201???ntr 9.704cos2tancosa1 ????NFta 5.381t531 ????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)的受禮簡圖如圖 4.7-2 所示lRABCtAX 51041531???? NFXtB 21??0?BAMmlRlMCXCAXC ?????765015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)的受力簡圖如圖 4.7-3 所示=4152NABaCrAYldFR211????45027.389.57????NRAYrY 9.1.1 ???0?BM31mNMCY ???6280154D?4793.98d)求支成承反力，作軸的合成彎矩圖、轉(zhuǎn)矩圖 RAYXA6582???NBB3.104AMmNMC??705.61 mC??56.72T?93.43.軸的初步計(jì)算 ????32210??d??=?m3 227.5849306??? 3.54.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 ????ddme 72~48602.1~2.1~80??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 。mde0?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。325.2 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)荷場合，但也用語重載低速的場合。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min/810i/8rn?輪 25.918730?總i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 ??322???????HEZKTa??1）確定作用在蝸輪上的轉(zhuǎn)矩 2按 ，估算效率 ，則?z8.0?? mNinPnPT ?????? 6.17528/9.09515.915.9126262332)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1??K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15.?A v21.5.1.?????KVA3)確定彈性影響系數(shù) EZ因選用的是鑄錫磷青銅蝸輪和鋼蝸桿相配，故 =160EZ21MPa4)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1d1d查得 =2.9。?Z5)確定許用接觸應(yīng)力 ??H?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 ??MPaH268'??應(yīng)力循環(huán)次數(shù) 72 105.108560???hLjnN壽命系數(shù) 7.105.87HNK則 ????MPa6.28'?????6）計(jì)算中心距34ma 63.247.86910.7521.3 ??????????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)?2?d4.01?d 7.'?Z，因此以上計(jì)算結(jié)果可用。?Z?'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mpa13.25? mda961?圓直徑 ；分度圓導(dǎo)程角 ；蝸桿軸向齒厚df8.601 ??31.?。sa54.2?2）蝸輪蝸輪齒數(shù) ； 變位系數(shù) ；302z 5.02??x驗(yàn)算傳動(dòng)比 ，這時(shí)傳動(dòng)比誤差為 =7.1%，是1?i 0714.83允許的。蝸輪分度圓直徑 mmzd352.12???蝸輪喉圓直徑 haa 6802?蝸輪齒根圓直徑 dff .3.1352?蝸輪咽喉母圓半徑 mrag 67202???5.校核齒根彎曲疲勞強(qiáng)度35??FFaFYmdKT?????2153.當(dāng)量齒數(shù) 79.3.cos832???zv根據(jù) ， ，從文獻(xiàn)[2]中查得齒形系數(shù) 。5.02??x79.2vz 32.?FaY螺旋角系數(shù) 91.04.10???????Y許用彎曲應(yīng)力 ??FNFK?'?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。??MPaF56'??壽命系數(shù) 823.015.976???FNK??MPaa9.483206?F 56.3.05.12.531???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)的方式來控制，由于下輥筒在運(yùn)動(dòng)的過程中對(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程中要求一定要同步，在下輥筒上升的過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程中出現(xiàn)一端上36升的速度快，而另一端上升的慢的情況。這樣卷制出來圓筒就會(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。由此來保證四輥卷板機(jī)在加工過程中，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)酉陆担珹 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 1K??37其中：K----- 載荷系數(shù) K=1.2----負(fù)載力 1FNF4109.??則： 43.2.2?液壓缸的機(jī)械效率： %.8103.2940???Fm?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)無桿腔受力時(shí)： mFD59.1603.2.13.44??????當(dāng)有桿腔受力時(shí)： 2dPm??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=40mmP-------------液壓缸有效工作壓力（MPa）F-------------液壓缸最大牽引力（N）則： mD164083.01422????三、液壓缸缸筒長度 L 的確定液壓缸的缸筒長度=活塞行程+ 活塞寬度+活塞導(dǎo)向長度 +活塞密封長度+其他長度確定式中各參數(shù)的數(shù)值：活塞的行程 L=200mm活塞的最小導(dǎo)向長度 H：3820DLH??其中：L-------- 活塞行程D--------缸筒直徑圓整后，取 H=70mmm68210???活塞寬度 ??mDB8.921.0.. ???取 B=95mm導(dǎo)向套滑動(dòng)面長度 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)段長度四、液壓缸的強(qiáng)度和剛度校核1. 缸筒壁厚 的校核????2maxDP??確定式中個(gè)參數(shù)的數(shù)值：------缸筒內(nèi)的最大工作壓力maxP-------缸筒材料的許用應(yīng)力， = ， 為材料的抗拉強(qiáng)度，n??????bb為安全系數(shù)，一般取 n=3.5---5,則 MPa12?39D----------缸筒內(nèi)徑 m54.123????圓整后取 m12??2.缸筒壁厚的校核 ??38.6123.53.max???????PD?因?yàn)?12>6.38．故該液壓缸的壁厚合格。3.缸底厚度的確定 ????s43.01?其中：D---------缸筒內(nèi)徑--------缸筒的工作壓力sP-------缸筒材料的許用應(yīng)力???則： m48.152314.01????取，缸底的厚度為 16mm。4.液壓缸缸蓋固定螺栓直徑的校核 ??????ZFKd2.51確定式中個(gè)參數(shù)的數(shù)值：-----------螺栓螺紋的底徑1K------------螺栓擰緊系數(shù)，一般 K=1.2----2.5，取 K=2F-------------液壓缸的最大作用力Z-------------螺栓個(gè)數(shù)40-----------螺栓材料的許用應(yīng)力， = ， 為螺栓材料的屈服??????nss極限，n 為安全系數(shù)，一般取 n=1.2---2.5，取 n=2., 則 。150?則： md7.15064.321???取 =8mm1d5.活塞桿直徑 d 的強(qiáng)度校核 ??????F4---------活塞桿材料的許用應(yīng)力， = ， 為材料的抗拉強(qiáng)度，???nbb?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)=23300Nd------------活塞桿直徑 md25.84361.0???因?yàn)?>8.25, 則活塞桿直徑合格。4041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 NP4109.2??42支座反力 NRBA4105.??所受均布力 mq/68.9234輥筒最大彎矩中心 C 處 290150max???qRMA694.1502?mN??7185.彎曲模量 04.32.43max ???dW?彎曲應(yīng)力 ax/5.70mMN??對(duì)于輥筒材料為 45 鋼 ????2/1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）………………………………402. 鋼板的最大寬度（mm）……………………………20003. 鋼板的屈服極限（MPa） ……………………………2504. 滿載最小彎曲直徑（mm）…………………………14005. 上輥直徑（mm） ……………………………………4806. 下輥直徑（mm） ……………………………………4007. 側(cè)輥直徑（mm） ……………………………………3408. 彎板速度(m/min) ………………………………………69. 下輥的上升速度（mm/min） …………………………8010. 下輥的最大行程（mm） ……………………………2004311. 工作狀態(tài) ……………………………………………冷卷12. 主減速器的傳動(dòng)比 ……………………………………18013. 輔助減速器的傳動(dòng)比 …………………………………5.614. 主電動(dòng)機(jī)功率(KW) …………………………………4515. 電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)(r/min) …………………………………74016. 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)果的簡繁程度、成本高低也都有所不同。采用那種方案來保證同步精度，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。44四輥卷板機(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)的方式來控制，因?yàn)橄螺伒闹亓勘旧砭秃艽?，在卷板的過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)的過程中要求下輥筒可以升高也可以下降到不超過 200mm 的任意高度上。由于下輥在運(yùn)動(dòng)的過程中對(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45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。由此來保證四輥卷板機(jī)在加工過程中，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。 46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程中保持平行，避免了次品的產(chǎn)生， 大大提高了工作效率。47結(jié)束語我所設(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)，通過控制電磁換向閥的通斷，來控制下輥兩端液壓缸的同步上升，達(dá)到在下輥上升的過程中，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，使下輥在上升的過程中一端受力大，一端受力小，使卷出來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工作中能夠用得上的。48致 謝經(jīng)過兩個(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^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。過程中我總結(jié)和鞏固了四年來相關(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，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！49參考文獻(xiàn)1. 濮良貴，紀(jì)名剛主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）.北京：高等教育出版社, 20022. 壟桂義主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)圖冊(cè).北京： 高等教育出版社, 20003. 沈興全，吳秀玲主編. 液壓傳動(dòng)與控制.北京： 國防工業(yè)出版社, 20054. 黎啟柏主編. 液壓元件手冊(cè). 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 20005. 任金泉主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì). 陜西：西安交通大學(xué)出版社, 20036. 劉品，劉麗華主編. 互換性與測(cè)量技術(shù)基礎(chǔ). 黑龍江：哈爾濱工業(yè)大學(xué)出版社, 20017. 機(jī)械工程手冊(cè)編委會(huì)主編. 機(jī)械工程手冊(cè)（第 7 卷）. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社, 19828. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)編委會(huì)主編. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第 3 卷）.北京： 機(jī)械工業(yè)出版社, 20049. 王憲軍，趙存友主編. 液壓傳動(dòng). 黑龍江：哈爾濱工程大學(xué)出版社, 200210.趙鐵主編. 液壓四輥卷板機(jī)同步控制系統(tǒng)的研究與改進(jìn).河南： 焦作工學(xué)院學(xué)報(bào)，1996，6：（3）333811.王大川，沈利蓉主編. 卷板機(jī)軸輥的受載分析及板裁曲率半徑的確定.山西：山西煤炭.2002，1