开题报告 -四辊卷板机设计

若须定制全套设计，请联系扣扣九七一九二零八零零。 中原工学院信息商务学院 毕业论文（设计）开题报告 论文（设计）题目 四辊卷板机设计 姓名 马跃 系别 机械工程系 专业班级 机自 121 学号 201206024104 卷板机是一种锻压机床。卷板机的工作原理为三点定圆，其作用是将如钢板等金属板材卷成 U 型， O 型等人们需要的形状。卷板机广泛应用于锅炉、大型车辆、机床、船舶等领域的外壳制造方面。卷板机按照辊子数分类可分为两棍、三辊、四辊、多辊等。按照主驱动方式分为机械和液压两种。本次设计的是一种依靠液压驱动的四辊卷板机。 题目的 （ 1） 对本科期间所学习到的工程力学、机械设计、机械原理、机械制图、互换性与测量技术、液压技术等课程的一次综合训练，为以后进入工作岗位打下基础。 （ 2） 锻炼自己根据设计要求进行科学有序的设计工作能力，同时锻练发现问题，解决问题的能力，还应培养在原有基础上加以创新的能力。 （ 3） 培养 独立调查研究、文献检索、方案论证、规范化论文写作等方面的能力。 题意义 卷板机作为一种通用机床，在我国的发展已形成相当规模，其制造水平也在不断提高 进我国工业化进程产生了深远的影响。 卷板机对金属 板材的弯曲主要为卷弯，即通过三点定圆原理，利用各个工作辊之间相对位置变化和旋转运动，使板材产生连续弹性塑形变形从而获得一定形状和精度金属构件。相对于依靠液压和模具进行塑形变形的折弯来说，有着弯曲成型准确，回弹小，不用模具，成本低，弯曲质量高，效率高，造价低的特点。因此卷板机在许多制造业如压力容器、船舶、航空航天、车辆制造等行业中得到越来越广泛的用途。 而且随着生产技术的发展，各行业对卷板机的精度、可靠性、安全性、自动化要求也越来越高。设计一台出色的卷板机，对于我国装备制造业来说是一件好事。 若须定制全套设计，请联系扣扣九七一九二零八零零。 国内外的研究状况及发展趋 势 卷板机属于锻压机械八大类产品中的弯曲校正机类。它的发展经历了从机械到液压、再到数控的发展过程。 目前，世界先进的卷板机生产厂家主要有瑞士 国 大利典 本 国 中瑞士 辊卷板机最为著名，最大加工规格已达到卷板力 78000厚250宽 4000余直边仅为板厚的 。意大利 司以弧线三辊、四辊卷板机较常见，其弧线三辊卷板机最大卷板厚度可达 140国 大利的其它公司水平下调式三辊卷板机 ，是卷制厚板及特厚板的理想机型之一。 日本上辊十字移动式（上辊万能式）也比较常见。 就全球而言卷板机技术的发展趋势呈现出多元化的特点，比如高精度的趋势、高速运动的趋势、多运动轴的趋势、高可靠性的趋势、多功能复合化趋势、可重构 的趋势、低能耗环保的趋势以及智能化的趋势等 。 我国也是世界上卷板机产量最多的国家，但总体竞争能力不强。主要表现为： 产品结构上看，国产卷板机中小型、低档次所占比列较大，卷板力 40000板厚度 160上的大型卷板机主要依靠进口。 国外企业为客户提供整体解决方案，提高成套、成线设备及技术的能力较强，很好地满足了市场需要。国内目前还只能提供卷板机单机。国内低速大扭矩液压马达、可直接耦合在工作辊轴端的大扭矩大速比行星减速机等基础件的配套，还无法满足卷板机发展的需求。 数控系统的专业化开发、配套差距还很大。国内卷板机生产厂家多为中小型民营企业，技术开发能力不足，整体竞争力不强。卷板成形机理特别是特厚高强度板成形机理研 究、成形过程模拟和数学模型的建立等基础研究需要加强。 国内卷板机的发展趋势为：随着我国化工、锅炉 、压力容器等行业向大型化发展，卷板机正向加工对象为厚板、特厚板、高强度板、复合板等的大型、特大型水平三辊卷板机方向发展。同时，由于剩余直边短、节省材料、成形精度、效率高 ，大型四辊卷板机也得到发展。 油罐车、储油罐等行业的快速发展，要求小型卷板机向薄边、特长型、多曲率和数控化的方向发展。以卷板机为主要加工设备实现成套化配置，从而为客户提供整体解决方案。 以数控卷板机为中心，形成卷板柔性加工单元是今后发展的重要方向。 若须定制全套设计，请联系扣扣九七一九二零八零零。 本设计课题的任务是完成 四辊卷、板机的结、构设、 ， 包含 卷板机 的总体设计、方案选择、分析，各个部件的结构设计，零件的设计与计算、校核；熟悉并应用零部件标准以及国家相关技术标准。 设计任务： 要求 ：， 卷板厚度 14 30宽 200 2000 1）完成 卷板机总体结构设计 ； （ 2） 完成 传动与工作 部件 结构设计 ； （ 3）完成零件设计； （ 4） 完成 计算校核； （ 5）液压系统设计。 参考文献 1 邢伟荣，卷板机的现状与发展 ,长钢集团锻压机械制造有限公司），山西长治 046011. 2 俞新陆，何德誉，等 三版）第三卷锻压车间设备 械工业出版社， 2 胡亚民 2008）弯曲成形技术 2008. 3 长治锻压机床（集团）有限公司 冲压， 2000，（ 5） . 4 徐刚，鲁洁 锻压机床的现状与发展 2007， 42（ 2） :25 大连理工大学工程图学教研室，北京：机械制图（第六版）， 6 濮良贵，陈国 定，吴立言，机械设计（第九版），北京：高等教育出版社， 2001. 8 王隆太，朱灯林，戴国洪，宋爱平，机械 术（第三版），北京：机械工业出版社， 9 单辉祖主编 高等教育出版社 10 杨培元朱福元液压系统设计简明手册北京：机械工业出版社， 2003. 11 王积伟，章宏甲，黄谊 . 液压传动 械工业出版社， 2006. 12 路甬祥 机械工业出版社 2004. 若须定制全套设计，请联系扣扣九七一九二零八零零。 3、本课题主要解决的问题 本次设计的目标是一台四辊卷板机，其卷板的厚度 14 30宽 200 2000过毕业实习，上网查资料，我学到了许多关于卷板机的知识，对四辊卷板机有了一些基本的了解，关于设计题目有了一些思路，同时认真分析了本次设计任务。 本次设计的方案选取采用先分组后综合的方式，即针对机器的不同方面的设计提出不同的解决方案，最后把各个方案综合起来，形成一套合适的机器设计方案。 驱动部件的驱动方式 卷板机的上辊或者下辊是机器的主驱动部件，其功能是使钢板进入机器内以及卷成所要求的形状的部件，它的动力由卷板机主驱 动力提供，卷板机主驱动力的来源分为两种，一种是采用交流电动机，通过减速器等装置将动力提供给机器的主驱动部件，如卷板机的上辊和下辊。还有一种是用液压马达提供动力。 交流电动机是一种将电能转化成机械能的设备，主要由一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子组成。交流电动机的特点是功率范围非常大，而且制造便宜使用范围广，可以很容易的完成起动 、加速、制动、反转、掣住的工作，能满足各种运行要求，还有工作效率较高，没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小的特点。但是交流电动机的调速性能较差，过载易 烧毁。 液压马达是将液压泵提供的液体压力能转变为其输出轴的机械能的设备。其特点与机械传动相比易于布局和操纵，是易于获得较大的力或力矩，功率重量比大，易于实现往复运动，易于实现较大范围的无级变速，传递运动平稳，可实现快速而且无冲击的变速和换向，易于防止过载事故，自动润滑、元件寿命较长，易于实现标准化、系列化，但是易出现泄漏问题，而且随着油的粘度随温度变化，会引起工作机构运动不稳定，空气渗人液压油后会引起爬行、振动、噪声，用矿物油作液压介质时，有燃烧危险，矿物油与空气接触会发生氧化，使油变质必须定期换油，还有液 压件的零件加工质量（几何度、表面粗糙度等）要求较高，制造成本较高。 由于卷板机的卷板速度不快，不会超过 4m/以辊子的转速很慢，如果采用交流电动机驱动，由于电动机转速较快，所以需要在输出端安装减速器减速。如果采用液压马达驱动则不需要安装减速器。卷板机完成卷板工作需要较大的扭 矩，要求中 14钢板已经进入中厚板行列，故采用液压马达来提供所需的较大扭矩。 若须定制全套设计，请联系扣扣九七一九二零八零零。 下辊的运动形式 对于四辊卷板机，有两种上下辊运动形式，一种是上辊位置固定，上辊为主驱动，可以做顺时针或逆时针旋转，下辊做垂直运动， 由下辊两端的两个液压缸提供动力，可以自由转动。 还有一种是上辊位置固定，上下辊均为主驱动，可以做顺时针或逆时针旋转，下辊做垂直运动，由下辊两端的两个液压缸提供动力。 考虑到本次的卷板要求较厚，且采用的液压马达扭矩大，以及制造和维护成本，所以采用第一种，既只有上辊为主驱动，置固定，可以做顺时针或逆时针旋转，下辊做垂直运动，由下辊两端的两个液压缸提供动力，可以自由转动。 辊运动形式 四辊卷板机的侧辊运动形式分为线性滑轨式和弧线摆臂式两种。 线性滑轨式如图一，卷弯辊（侧辊）由液压缸推动在线性滑轨中做线性往 复运动。 图一 线性滑轨式 线性滑轨式侧辊运动方式在 卷板时，载荷直接从工作辊上卸载到液压缸及机架上， 压缩负载由机床上的底座承载，唯一的横向负载由较大直径的辊轴承载。 所以可以承受较大的载荷，因此也更加耐用， 弧线摆臂式如图二，卷板辊（侧辊）由液压缸推动，通过杠杆进行圆弧往复运动。 图二，弧线摆臂式 若须定制全套设计，请联系扣扣九七一九二零八零零。 弧线摆臂式 在摆动杠杆作用的帮助下，允许使用较小的液压缸推动侧辊。该方式的横向负载的卸载处都集中在几个插销上， 而插销孔在机架上，所有的负载由两块支撑板承载，因此在长期卷板负荷过程中 ， 导 致圆孔变 形较大，插销变形，导致卷板精确下降，寿命减短。 综合考虑，选用线性导轨式作为侧辊的运动方式 结合以上三点，我的设计方案为一种液压式四辊卷板机，采用上辊为主驱动，驱动方式为液压马达，侧辊运动方式为线性导轨式，整机有七个液压缸，一个液压马达，液压马达与上辊的传动采用齿轮传动，两个液压泵，一台主电动机，四个工作辊，一个倒头机构以及其他辅助机构组成。 方案效果图如下 1- 上辊 2 3 4 5 6法及措施，包括实验设计、调研计划、资料收集、参考文 献等内容 设计初期，通过网络查询、工厂实地参观、资讯卷板机销售人员，对所设计的卷板机有一个直观的认识，了解卷板机的工作原理，基本构成。 设计中期 根据毕业设计各项任务制定设计流程。 （ 1） 完成卷板机的总体结构设计，辊子数为四个，呈三角形分布，即顶部有一主传动辊，下部有三个辊子，两侧可以依据导轨做一定移动，上辊的正下方有一下辊。 （ 2） 主电动机选型。 （ 3） 分析并确定各辊子间与主电动机输出轴的连接方式。 （ 4） 设计上辊，完成结构设计及受力分析、确定辊子材料、直径、完成强度、刚度、疲劳强度校核。 若须定制全套设计，请联系扣扣九七一九二零八零零。 （ 5） 设计两个侧辊，完成结构设计及受力分析 、确定辊子材料、直径、完成强度、刚度、疲劳强度校核。 （ 6） 设计下辊，完成结构设计及