对称式三辊卷板机的设计（含全套CAD图纸）

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 三辊卷板机设计 摘要 本设计是关于对称式三辊卷板机的设计，主要对卷板机上 、 下辊及减速器进行设计和计算 。 设计前部分详细阐述了卷板机上 、 下辊结构设计和受力分析 。 板机结构型式为三辊对称式 ,在该结构中上辊下压提供压力 ,两下辊做旋转运动 ,为卷制板材提供扭矩 。 它具有结构简单 、 体积小 、重量轻 、 经济 、 等优点 。 动力源则选择了 列 6 型电机，其工作特性优于 Y 系列电机，适用于有轻微震动，正反转且转速不高的场合 。 总体设计后部分所涉及的减速器采用了三级展开式圆柱齿轮结构 。齿轮材料为 40经调质及表面淬火 。 校 核齿轮 、 轴 、 键 、 轴承确保了设计的实际可行性 。 关键词 :卷板机；电动机；减速器；键；齿轮 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 1 绪论 . 1 述 . 1 板机的发展趋势 . 1 2 般小型卷板机结构及特点分析 . 2 卷板机 . 2 辊卷板机 . 3 称式三棍卷板机结构及特点 . 3 对称三辊卷板机特点 . 4 案的确定 . 4 3 传动设计 . 3 传动设计 动方案的分析及 确定 . 5 传动系统的确定 . 6 传动系统的确定 . 6 4 动力设计 . 4 动力设计 电机 的选择和计算 . 7 下辊的参数选择计算 . 7 电机的功率确定 . 8 辊的设计计算校核 . 18 辊结构设计及受力图 . 18 度校核 . 18 辊强度校核 . 19 劳强度安全强度校核 . 20 辊在卸料时的校核 . 21 辊设计计算及校核 . 21 辊结构及受力图 . 21 辊刚度校核 . 22 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 辊弯曲强度校核 . 23 辊疲劳强度校核 . 23 5 减速器的设计计算 . 5 减速器的设计计算 动方案的分析和确定 . 26 速器传动装置总的传动比和各级传动比的分配 . 26 的传动比 . 26 动装置各轴的参数计算 . 27 轴转速 . 27 轴功率 . 27 轴转矩 . 27 轮传动设计 . 28 一级传动设计 . 28 二级传动设计 32 三级传动设计 . 35 轮、蜗杆的传动设计 . 38 料选择 . 38 数的设计 . 38 的设计校核计算 . 40 个轴的结构设计 . 40 的校核计算 . 41 轴承校核 . 45 承参数 . 45 轴承受到的径向力 . 46 算轴承寿命 . 46 的校核 . 46 6 设备的维护、润滑与维修 . 6 设备的维护、润滑与维修 7 设计可行性分析 . 49 备的经济性分析 . 50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 备合理使用期的估算 . 50 结论 . 结论 致谢 . 53 参 考文献 . 54 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 述 卷板机是应用非常普遍的板料加工成形设备。卷板机按卷板厚度大体可分为二类 ,一类为小型薄板卷板机 ,另一类为中厚板大型卷板机 ;又可按成型辊数量分为三辊和四辊卷板机。四辊机结构复杂 ,且价格高、体积大 ,耗电多。而三辊式卷板机设备简单 ,投资较少 ,适合多品种、小批量钢管生产。 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间距离之半的长度仍然是直的 ,因此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 板机的发展趋势 卷板机产业将保持高速增长并带动铸造卷板机制造工业的发展，中国卷板机工业的总产值仍比 2010 年增长了 25%，由于我国卷板机生产成本较低，远远高于国家 均增值，中国高端卷板机工具产品的需求仍客观存在，应继续推进行业管理，建立公平、合理的铸造卷板机价格体系。我国卷板机行业以平均 15%以上的速度快速增长 ，中国经济保持持续增长，我国卷板机行业以平均 15%以上的速度快速增长，精密铸造卷板机市场异常活跃，进一步规范卷板机市场，尤其是与精密铸造工业密切相关的轿车增长较快，增大了对复杂、精密铸造卷板机的需求，随着卷板机制造技术的完善和质量的提高。卷板机对国家的发展有着很大的影响，我国已经进入卷板机生产、消费、出口大国的行列，提高产品质量和强化服务意识，我国已经进入卷板机生产、消费、出口大国的行列，随着城镇化西进、区域振兴、高速铁路、高速公路、积极调整产业和产品结构，提高全产业的综合竞争力，“十二五”期间卷板机市场需 求将继续放大。进一步巩固和提高卷板机生产企业的市场占有率，作为提升装备制造业竞争能力的有效途径之一，发展再制造产业，能降低生产成本，其目的也是为了促进以卷板机更新为重点的技术改造。进一步提高产品质量和强化服务意买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 识，提高全产业的综合竞争力，转变经济增长方式，增强自主创新能力。发展高速加工技术，提高表面处理技术，并仍将快速增长，远远高于国家 均增值，未来几年国内汽车工业仍将是铸造卷板机行业的主要推动力卷板机国际市场的好坏直接影响着国内市场的走向，卷板机在全球的走势非常良好，因此国内的卷板机行业面临着非常好 的机遇，无疑也是对国内卷板机的挑战，三辊卷板机在非洲市场的发展空间、潜力巨大。相对 2010年 36%增长达到 5%，中国的需求将在 2012达到 50%以上占比，卷板机制造企业能否提供包括矿山方案设计、矿山服务设备设计、产品生产全套化、设备运营、工程管理等在内“一揽子服务”能力日趋重要，最早开始矿山“一揽子服务”的是国外的卷板机企业，各类大型卷板机制造业具有集中度较高、产能不均衡的特点。卷板机需求量达到每年百分之十几的增速，而且客户的付款能力、及时性非常好，欧洲、美国等发达国家矿机消费仍存在上升空间、非 洲等贫穷国家市场发展潜力较大，这为国内卷板机的发展提供了强力支持，欧盟、北美等发达地区的市场比较成熟，欧美等发达国家以及非洲地区对地面表层或地下矿床开采的项目增长将使卷板机的销售同样保持稳定增长。 2 般小型卷板机结构及特点分析 卷板机 双辊卷板机的原理如图 示： 图 辊卷板机工作原理图 上辊是钢制的刚性辊，下辊是一个包有弹性的辊，可以作垂直调整。当下辊旋转时，买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 上辊及送进板料在压力作用下，压人下辊的弹性层中，使下辊发生弹性变形。但因弹性体的体积不变，压力便向四面传递，产生强 度很高，但分布均匀的连续作用的反压力，迫使板料与刚性辊连续贴紧，目的是使它随着旋转而滚成桶形。上辊压人下辊的深度，既弹性层的变形量，是决定所形成弯曲半径的主要工艺参数。根据实验研究，压下量越大，板料弯曲半径越小；但当压人量达到某一数值时，弯曲半径趋于稳定，与压下量几乎无关，这是双辊卷板机工艺的一个重要特征。 双辊卷板机具有的优点： 工速度快； 口、起伏成型等加工，也不致产生折裂及不规则翘曲等； 在制件表面造成划痕 ； 使俩棍轮的间距有所变动而制件的直径也不发生变化，因此设备精度不是很高也行，使用的是简单的装置等等。 另一方面，二棍卷板机的缺点是 不适于多品种小批量生产； 大加工板料 69 辊卷板机 三辊卷板机是目前最普遍的一种卷板机。利用三辊滚弯原理，使板材弯曲成圆形，圆锥形或弧形工作。 称式三棍卷板机结构及特点 对称式三棍卷板机，由工作辊、机架、传动系统和机座等组成。通常两个下辊 为主动辊，相对于上辊作对称布置，上辊为从动辊，可垂直调节，所以也称对称上调式三棍卷板机。机器一侧安装有倾倒轴承，称为机器的倾倒侧，另侧安装有传动系统，称为机器的传动侧。除去全机械传动的对称式三棍卷板机，还有半液压半机械传动的对称式三棍卷板机。传动侧的翘起机构和倾倒侧的轴承倾倒机构均是为方便卸下卷制成形的筒件。通过倾倒机构能把轴承体倾倒 8590，翘起机构可把上工作辊翘起 13。在中小型对称式三棍卷板机中大多采用手动倾倒机构和手动翘起机构。在大型的对称式三棍卷板机中，大多采用液压驱动的翘起机构倾倒机构 。 结构简单、紧凑，质量轻、易于制造、维修、投资小、两侧辊可以做的很近。形成较准确，但剩余直边大。一般对称三辊卷板机减小剩余直边比较麻烦。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 对称三辊卷板机特点 剩余边小，结构简单，但坯料需要调头弯边，操作不方便，辊筒受力较大，弯卷能力较小。所谓理论剩余直边，就是指平板开始弯曲时最小力臂。其大小与设备及弯曲形式有关。如图 示： 图 辊卷板机工作原理图 对称式三辊卷板机剩余直边为两下辊中心距的一半。但为避免板料从滚筒间滑落，实际剩余直边常比理论值大。一般对称弯曲时为板厚 6 20 倍。 由于剩余直边在校圆时难以完全消除，所以一般应对板料进行预弯，使剩余直边接近理论值。 不对称三辊卷板机，剩余直边小于两下辊中心的一半，如图 示，它主要卷制薄筒（一般在 323000 以下）。 案的确定 通过上节一般小型卷板机结构特点的分析，根据各种类型卷板机的特点，再根据三辊卷板机的不同类型所具有的特点，最后形成本设计方案， 122000 对称上调三辊卷板机。 双辊卷板机不需要预弯、结构简单，但弯曲板厚受限制，只适合小批量生产。虽然三辊卷板机不能预弯，但是可以通过手工或其它方法进行预弯。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 传动设计 对称上调式三辊卷板机如图 3 所示： 图 调式三辊卷板机简图 它是以两个下辊为主动轮，由主动机、联轴器、减速器及开式齿轮副驱动。上辊工作时，由于钢板间的摩擦力带动。同时作为从动轴，起调整挤压的作用。由单独的传动系统控制，主要组成是：上辊升降电动机、减速器、蜗轮副、螺母。工作时，由蜗轮副转动蜗轮内螺母，使螺杆及上辊轴承座作升降运动。两个下辊可以正反两个方向转动，在上辊的压力下下辊经过反复的滚动，使板料达到所需要的曲率，形成预计的形状。 动方案的分析及确定 卷板机传动系统分为两种方式：齿轮传动和皮带传动。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 皮带传动方式具有传动平稳，噪音下的特点，同时以起过载保护的作用，这种传动方式主要应用于具有一个主动辊的卷板机。 齿轮传动方式具有工作可靠，使用寿命长，传动准确，效率高，结构紧凑，功率和速度适用范围广等特点。 所设计的是三辊卷板机，具有两个主动辊，而且要求结构紧凑，传动准确，所以选用齿轮传动 传动系统的确定 图 动系统 所以选用了圆柱齿轮减速器，减速器通过联轴器和齿轮副带动两个下辊工作。 传动系统的确定 为调整上下辊间距，由上辊升降电动机通过减速器，蜗轮副传动蜗轮内螺母，使螺杆及上辊轴承座升降运动，副传动系统如图 示。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 动力设计 电机的选择和计算 下辊的参数选择计算 1. 已知设计参数： 加工板料： 屈服强度： s=235 抗拉强度： b=420材： 50 服强度： s=930 抗拉强度： b=1080度： 29厚： s=12 板宽： b=2000滚筒与板料间 的滑动摩擦系数： m= 滚筒与板料间的滚动摩擦系数： f =卷） 无油润滑轴承的滑动摩擦系数： =料截面形状系数： 矩形） 板料相对强化系数： ） 板料弹性模量： E=05板速度： V6 m/. 确定卷板机基本参数 下辊中心矩： t=(1240)s =390 上辊直径：111 3 0 01 . 3 1 . 1D t m m买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 下辊直径： 2 0 . 8 0 . 9 2 4 0 m m上辊轴直径： 1 0 . 5 0 . 6 1 8 0 m 2 0 . 5 0 . 6 1 3 0最小卷圆直径： 0 1 . 2 5 2 . 5 6 0 0 m m 其中100 为常数，。 电机的功率确定 因在卷制板材时，板材不同成形量所需的电机功率也不相同，所以要确定主电机功率，板材成形需按四次成形计算： 1成形 40%时 1）板料变形为 40%的基本参数 4 0 . 4DD m m 390222s i 2）板料由平板开始弯曲时的初始弯矩 (106 9 411 g s 其中 W 为板材的抗弯截面模量： 422 22 0 0 06 料变形 40%时的最大弯矩 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 3 92 )(108 1 4） )(RM n 消耗于变形的扭矩 411 n 42 4 012 5 9 1108 1 )(102 上辊受力： . 40 . 4 0 . 42 2 1 . 8 1 5 1 0 2 . 3 2 5 1 06 3 9 . 2 5 9 6 0 . 2 4 2k g 下辊受力： . 40 . 4 0 . 41 . 8 1 5 1 0 1 . 1 9 7 1 06 3 9 . 2 5 9 6 0 . 2 3 5k g 5）消耗于摩擦的摩擦阻力矩2 122 2 21 0 . 4 2 0 . 4 1 0 . 4 12 2f P P P P 55 101 3 01 9 02 4 021 8 03 2 )(103 6）板料送进时的摩擦阻力矩3 123 1 0 . 4 2 0 . 4 1 0 . 4 12 2n f P P P D 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 55 103 0 02 2 4 01 8 03 2 )( 7）拉力在轴承中所引起的摩擦阻力矩4 )(5 g f 8）卷板机空载扭矩 空载扭矩与主动辊、板 材以及联轴节的重量有关，一般忽略不计。 9）卷板机送进板料时的力矩0 2 0 . 1 8 1 . 1 9 7 1 0 2 4 0 5 . 1 7 1 1 0 ( )M m P D k g f m m 10）卷板时板料不打滑的条件： 310 ）g (106 7 6631 310 因为，所以满足。 11）驱动功率 ： )(107 6 6321 g 2 6 2成形 70%时 1）板料变形为 70%的基本参数 n 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 390222s i 2）板料变形 70%时的最大弯矩 2 3 72 )(1090 3） )(RM n 消耗于变形的扭矩 411 n 42 4 02 5 9 18 6 7 1108 5 )(1060 上辊受力： . 70 . 7 0 . 72 2 1 . 9 0 5 1 0 7 . 8 6 2 6 0 . 4 2 9k g 下辊受力： . 70 . 7 0 . 71 . 9 0 5 1 0 1 . 2 8 9 1 03 6 7 . 8 6 2 6 0 . 3 9 5k g 4）消耗于摩擦的摩擦阻力矩2 122 2 21 0 . 7 2 0 . 7 1 0 . 7 12 2f P P P P 55 101 3 02 8 02 4 021 8 03 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 )( 5）板料送进时的摩擦阻力矩3 123 1 0 . 7 2 0 . 7 1 0 . 7 12 2n f P P P D 55 103 0 02 2 4 01 8 03 7 )(104 2 6）拉力在轴承中所 引起的摩擦阻力矩4 )(6 g f 7）卷板机送进板料时的力矩0 2 0 . 1 8 1 . 2 8 9 1 0 2 4 0 5 . 5 6 8 1 0 ( )M m P D k g f m m 8）卷板时板料不打滑的条件： 310 ）g (100 2 6631 310 因为，所以满足。 9）驱动功率： )(6321 g 222 P 6 3成形 90%时 1）板料变形为 90%的基本参数 9 0 . 9DD m m 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 390222s i 2）板料变形 90%时的最大弯矩 )(109 6 3） )(RM n 消耗于变形的扭矩 411 n )(107 6 上辊受力： . 90 . 9 0 . 92 2 . 5 0 3 1 0k g 下辊受力： . 90 . 9 0 . 91 . 4 1 9 1 0k g 4）消耗于摩擦的摩擦阻力矩2 2 55 )( 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5）板料送进时的摩擦阻力矩3 123 1 0 . 9 2 0 . 9 1 0 . 9 12 2n f P P P D 55 103 0 02 2 4 01 8 05 0 )(105 0 6）拉力在轴承中所引起的摩擦阻力矩4 )(5 7）卷板机送进板料时的力矩0 2 0 . 1 8 1 . 1 4 9 1 0 2 4 0 4 . 9 6 4 1 0 ( )M m P D k g f m m 8）卷板时 板料不打滑的条件： 310 ）g (102 7 6631 310 因为，所以满足。 9）驱动功率： )(6321 g 222 P 6 4成形 100%时 1）板料变形为 100%的基本参数 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 0 063 0 9 23 9 0222s i 2）板料变形 100%时的最大弯矩 2 3 92 )(109 9 3） )(RM n 消耗于变形的扭矩 411 n 42 4 7 13 0 9 1109 6 )( 上辊受力： . 01 . 0 1 . 02 2 1 . 9 9 5 1 0 2 . 9 7 2 1 02 5 9 . 3 0 4 6 0 . 5 0 6k g 下辊受力： . 01 . 0 1 . 01 . 9 9 5 1 0 1 . 2 8 1 1 02 5 9 . 3 0 4 6 0 . 5 8 7k g 4）消耗于摩擦的摩擦阻力矩2 2 55 101 3 02 8 02 4 021 8 09 7 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 )( 5）板料送进时的摩擦阻力矩3 123 1 1 . 0 2 1 . 0 1 1 . 0 12 2n f P P P D 55 103 0 02 2 4 01 8 09 7 )(107 2 6）拉力在轴承中所引起的摩擦阻力矩4)( 7）卷板机送进板料时的力矩0 2 0 . 1 8 1 . 2 8 1 1 0 2 4 0 5 . 5 3 4 1 0 ( )M m P D k g f m m 8