开题报告--钢筋弯切机结构设计与分析.doc

毕业设计(论文)开题报告题 目： 钢筋弯切机结构设计与分析 院系： 机械工程学院 专 业： 机械设计制造及其自动化 学生姓名： 赵仕琪 学 号： 指导教师： 王高升 2013年 3 月 20 日开题报告填写要求1开题报告（含“文献综述”）作为毕业设计（论文）答辩委员会对学生答辩资格审查的依据材料之一。此报告应在指导教师指导下，由学生在毕业设计（论文）工作前期内完成，经指导教师签署意见及所在专业审查后生效。2开题报告内容必须用黑墨水笔工整书写或按此电子文档标准格式（可从教务处网页上下载）打印，禁止打印在其它纸上后剪贴，完成后应及时交给指导教师签署意见。3“文献综述”应按论文的格式成文，并直接书写（或打印）在本开题报告第一栏目内，学生写文献综述的参考文献应不少于10篇（不包括辞典、手册），其中至少应包括1篇外文资料；对于重要的参考文献应附原件复印件，作为附件装订在开题报告的最后。4统一用A4纸，并装订单独成册，随毕业设计（论文）说明书等资料装入文件袋中。 毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告1文献综述：结合毕业设计（论文）课题情况，根据所查阅的文献资料，每人撰写2500字以上的文献综述，文后应列出所查阅的文献资料。文 献 综 述0.引言钢筋弯切机是建筑机械的一种，是一种集弯曲与剪切钢筋为一体的一种工具。一般有全自动钢筋弯切机，和半自动钢筋弯切机之分。是钢筋加工必不可少的设备之一，它主要用于房屋建筑、桥梁、隧道、电站、大型水利等工程中对钢筋的弯曲和定长切断。具有重量轻、耗能少、工作可靠、效率高等特点，因此，近年来逐步被建筑工地和小型轧钢等单位广泛采用，在国民经济建设中发挥了重要的作用。随着我国经济建设的迅猛发展，建筑市场呈现出前所未有的喜人景象。钢筋在建筑上应用非常广泛，它可以用作预制构件，钢筋混凝土和箍筋等。为此，需要钢筋弯切机按所要求的钢筋的规格的长度将其切断。目前建筑工地使用的钢筋弯切机虽能完成弯曲切割动作，但其执行机构没有考虑到对切刀运动规律和动力特性的要求，钢筋弯切机工作过程中产生的冲击很大，切断效率较低。因此，有必要将现存的钢筋弯切加以改进，重新设计，以获得动态性能较好的钢筋弯切机。1.钢筋弯切机的种类和特点 经过几十年的发展，我国的建筑用钢筋弯切机市场现已基本形成。目前，市场上生产和销售的钢筋弯切机种类很多，根据设备组成的各工作机构特点可以按6 种方法进行分类，按调直方式可分为调直模式、曲线辊式、对辊式、调直模式+ 对辊复合式。调直模式的特点：钢筋调直效果好，比较容易控制；但调直速度低，被加工钢筋表面有划伤，工作噪声较大；适合各种光圆钢筋。曲线辊式的特点调直速度较快，钢筋调直效果好，且易控制。但被加工钢筋表面划伤较重，工作噪声较大；适合各种光圆钢筋和对钢筋表面划伤要求不高的场合。对辊式的特点：调直速度快，被加工钢筋表面有划伤轻微，工作噪声小；钢筋调直效果一般，控制要求较高。适合各种钢筋，特别适合冷、热轧带肋钢筋。调直模式+ 对辊复合式的特点：钢筋调直效果比较好，比较容易控制。调直速度高于曲线辊式，低于对辊式；被加工钢筋表面有划伤。工作噪声比较小；适合各种钢筋。按弯曲切断方式可分为：锤击切断方式、飞剪切断方式、液压切断方式。锤击切断方式的特点：适用中、小直径钢筋，工作噪声连续、较大。易出现连切现象，定尺误差最小；适用于中、低速度的钢筋调直机和对定尺精度要求较高的场合。飞剪切断方式的特点：适用大、中直径钢筋，工作噪声较大，不连续。定尺精度不高，但没有连切现象；适用于高速钢筋调直机。液压切断方式的特点：适用大、中直径钢筋，工作噪声小。没有连切现象；适用于速度不太高的钢筋调直机。按落料方式可分为：支撑柱式、翻板式、撤板式、敞口式。支撑柱式的特点：结构简单，工作噪声小。适用于小直径光圆钢筋，且钢筋调直度较高的场合。翻板式的特点：结构较复杂，工作噪声较大，适用大、中直径钢筋。撤板式的特点：结构较复杂，工作噪声较大，适用大、中直径钢筋。敞口式的特点：结构简单，工作噪声较小，适用于大、中直径钢筋，且钢筋调直较好的场合。按定尺方式可分为：机械式、机电式。机械式的特点：定尺误差小，易控制。噪声较大，寿命短。适用于对定尺误差要求较高，速度要求不高的场合。机电式的特点：定尺误差稍大，噪声较小，寿命长。适用于对定尺误差要求较低，调直速度要求较高的场合。按控制方式可分为：普通电气控制、控制。普通电气控的特点：线路复杂，对维护人员要求较高。控制精度低，易发生故障，初期调试麻烦。控制的特点：线路简单，对维护人员要求不高。控制精度较高，运行比较稳定，初期调试简单。按上料方式可分为：开卷式和非开卷式。开卷式的特点：设备复杂，放线速度快、钢筋不扭转，特别适合于高速工作状态。非开卷式的特点：设备单一，适于调直速度不太高的工作场合。放线时钢筋自然扭转。2. 我国钢筋切断机的发展方向我国建筑用钢筋弯曲切割机的总体水平，与国际上先进产品相比还是比较落后。主要表现在：企业生产规模小，产品的技术含量低，生产效率低下。大部分产品调直速度较低，钢筋的直线度不高，表面划伤较重。造成这种局面的主要原因在于，我国的建筑用钢筋弯曲切割机市场还没有真正形成，还处在地域及价格因素占主导位置的过渡阶段，尚未进入真正的市场竞争阶段。生产企业多而零散，且大都处在一种小而不全的状态，在这些生产企业中很难形成强大的技术投入在这种条件下，企业之间相互抄袭现象严重，很难找到拥有自主知识产权的产品，尚没有出现可以称得上领军式的企业。我国钢筋加工机械的生产，一直是以老机型产品为主，辅带生产一些新机型产品，大部分用户要求购买老产品，只有一些大建筑公司、构件厂要求购买部分新型产品。引进联邦德国Pedding-hems公司的卧式弯曲切断机，日本立式弯曲切断机的新机型产品，它的先进性明显高于我国的同类产品。几十年来，一直用老机型产品，老产品普遍存在整机笨重、设计寿命太长和更新换代慢的缺点。如钢筋弯曲采用蜗轮、蜗杆传动，控制采用挡顺开关，存在自动化程度低、能耗大、传动效率低的缺点。钢筋切断，钢筋调直同样存在以上问题。从整个钢筋加工机械行业看，存在产品单一、品种不齐全、产品系列化程度低等现象。从用户要求方面看，绝大部分用户喜欢购买老机型产品，钢筋加工机械处于机械、半机械、手工加工的局面，用户有大建筑公司、有小型施工队，大部分用户对钢筋的加工能用手工干就不采用机械干，能用简单机器完成的就不采用自动、半自动化机器。国外钢筋加工机械从整体看，产品品种齐全，除钢筋弯切机外还有螺旋状钢筋弯曲切断机、焊接钢筋网切断机、弯曲机，具有快速送料和无级调速的自动盘圆调直切断机，混凝土构件铁筋用细钢丝自动加工机等产品。 国内弯切机产品质量参差不齐，企业技术力量薄弱，缺乏技术创新能力，产品单一，效益普遍不好，与国外相比差距非常明显。面对竞争同益激烈的我国建筑机械市场，加大科技投入，重视新技术、新产品的研究开发，提高产品质量，使企业的产品不断地满足广大用户的需求，尽快缩短与国外先进企业的差距，使我国的钢筋弯切机达到国际先进水平，无疑是我国广大钢筋弯切机生产企业生存与发展的必由之路。3.结论 钢筋弯曲切割的动力传动选择三级减速，先是一级带减速，把动力传进二级齿轮减速，通过滑移齿轮将运动先后传给涡轮轮蜗杆运动副与锥齿轮运动副。一级带传动，它具有缓冲、吸振、运行平稳、噪声小、合过载保护等优点，并安装张紧轮。齿轮传动可用来传递空间任意两轴间的运动和动力，并具有功率范围大，传动效率高，传动比准确，使用寿命长，工作安全可靠等特点。动力由电动机输出,通过减速系统传动,把动力输入到执行机构。由于传动系统作回转运动使钢筋弯曲较容易实现,而钢筋切断机的执行机构需要的直线往复运动,为了实现这种转换,可以采用曲柄滑块机构,盘行凸轮移动滚子从动件机构,齿轮齿条机构。本课题采用曲柄滑块机构作为本机械的切割执行机构，涡轮的回转运动将动力传送给工作台回转使钢筋弯曲。钢筋先弯曲再切割的传动链转换用拨叉控制滑移齿轮来实现。4.文献查阅概况1 刘鸿鹰.一种新型构造的钢筋弯曲机.太原重机学院机器厂.2 程鹏.小型钢筋切断机的结构改进设计. 胜利油 田管理局工程机械总厂.3 Gw4OB钢筋弯曲机. 太原重型机械学院机器厂.4 龚欣.GW一50钢筋弯曲机设计方案. 北京建筑工程学院机械厂.5 朱理.机械原理.高等教育出版社,2010.46 机械设计手册.化学工业出版社，1987.47 王昆。机械设计课程设计，华中理工大学.1995.8 徐锦康.机械设计.高等教育出版社,2004.49 胡凤兰.互换性与技术测量基础.高等教育出版社,2010.810 刘鸿文.材料力学.高等教育出版社,2004.111 胡仁喜、刘昌丽. UGNX6.0中文版从入门到精通. 机械工业出版社. 200912 王 侃、杨秀梅.虚拟样机技术综述.北方工业大学，200813 冯康.有限元分析方法介绍. 许诺科技，2013.4.1714 沈春根. UG NX7.0有限元分析入门与实例精讲.机械工业出版社，2010.8.115 刘极峰.计算机辅助设计与制造.高等教育出版社,2004.716 曾攀.有限元基础教程.高等教育出版社,2009.717 理论力学.哈尔滨工业大学理论力学教研室.高等教育出版社,2009.7 18 熊光楞、李伯虎、柴旭东.虚拟样机技术J.系统仿真学报,2001,13(1):114-11719 Riee S L,Moslehy F A.Modeling Frietion and Wear PhenomenaJ.Wear, 2006(7):13614620 JANES WORLD RAllWAYS.1992一93.Thirtyfourth edition.Coulsdon(UK) JANES DATA DIVISION.1992.682684毕 业 设 计（论 文）开 题 报 告开题报告：一、课题的目的与意义；二、课题发展现状和前景展望；三、课题主要内容和要求；四、研究方法、步骤和措施开题报告一、课题的目的与意义随着现代经济的快速发展，建筑行业也发展迅速，越来越多的建筑材料被需求，钢筋就是建筑工程中大量使用的一种材料，它在建筑行业中起着至关重要的作用。因此，钢筋加工是钢筋混泥土施工中的一个重要组成部分。为了适应建筑工程中的不同的需求，把钢筋进行连续弯曲再切割的效率要求越是急促，完成成所需要的尺寸形状再将其切割是钢筋加工中一道很重要的工序。钢筋弯曲切割的速度快，弯曲精度高，效率高对工程质量的提高起着至关重要的作用。目前，建筑工地上常用的弯曲钢筋成型的方法主要有三种：（1）手工弯曲再锯掉。（2）单独机械弯曲，再换下来切割。（3）直接在一台机器上进行连续的弯曲与切割。三者相比较，前者设备简单，操作容易，但工作效率低，而且是手动弯曲再锯掉，这样精度不高。不适合大批量生产。第二种是机械弯曲与切割，较第一种效率明显提高，减轻了工人的劳动强度，提高了工作效率，适合于大批量生产，但由于是不在一台机器上进行连续弯曲切割，显然效率可以进一步提升。第三种是在上俩种方法上的继承与发扬，同一机器上完成不同的工作，而且互不干涉，先弯曲再切割，这样提高了工作效率，节省了个人的劳动时间。二、课题发展现状和前景展望纵观我国建筑用钢筋弯曲切割机的总体水平，与国际上先进产品相比还是比较落后。主要表现在：企业生产规模小，产品的技术含量低，生产效率低下。大部分产品调直速度较低，钢筋的直线度不高，表面划伤较重。造成这种局面的主要原因在于，我国的建筑用钢筋弯曲切割机市场还没有真正形成，还处在地域及价格因素占主导位置的过渡阶段，尚未进入真正的市场竞争阶段。生产企业多而零散，且大都处在一种小而全、小而不全的状态，在这些生产企业中很难形成强大的技术投入在这种条件下，企业之间相互抄袭现象严重，很难找到拥有自主知识产权的产品，尚没有出现可以称得上领军式的企业。我国钢筋加工机械的生产，一直是以老机型产品为主，辅带生产一些新机型产品，大部分用户要求购买老产品，只有一些大建筑公司、构件厂要求购买部分新型产品。引进联邦德国Pedding-hems公司的卧式弯曲切断机，日本立式弯曲切断机的新机型产品，它的先进性明显高于我国的同类产品。几十年来，一直用老机型产品，老产品普遍存在整机笨重、设计寿命太长和更新换代慢的缺点。如钢筋弯曲采用蜗轮、蜗杆传动，控制采用挡顺开关，存在自动化程度低、能耗大、传动效率低的缺点。钢筋切断，钢筋调直同样存在以上问题。从整个钢筋加工机械行业看，存在产品单一、品种不齐全、产品系列化程度低等现象。从用户要求方面看，绝大部分用户喜欢购买老机型产品，钢筋加工机械处于机械、半机械、手工加工的局面，用户有大建筑公司、有小型施工队，大部分用户对钢筋的加工能用手工干就不采用机械干，能用简单机器完成的就不采用自动、半自动化机器。国外钢筋加工机械从整体看，产品品种齐全，除钢筋弯切机外还有螺旋状钢筋弯曲切断机、焊接钢筋网切断机、弯曲机，具有快速送料和无级调速的自动盘圆调直切断机，混凝土构件铁筋用细钢丝自动加工机等产品。 由于钢筋弯切机技术含量低、易仿造、利润不高等原因，所以厂家几十年来基本维持现状，发展不快，与国外同行相比具体有以下几方面差距。 (1)国外弯切机的切断偏心轴的偏心距较大，如日本立式弯切机的偏心距为24mm，而国内一般为17mm。看似省料、齿轮结构偏小些，但在由切大料到切小料时，不是换刀挚就是换刀片，有时还需转换角度，给用户带来麻烦，不易管理。 (2)国外弯切机的机架都是钢板焊接结构，零部件加工精度、粗糙度尤其热处理工艺过硬，使切断机在承受过载荷、疲劳失效、磨损等方面都超过国产机器 (3)国内弯切机的切断刀片设计不合理，单螺栓固定，刀片厚度过薄，40型和50型刀片厚度均为17mm；而国外都是双螺栓固定，刀片厚度为2527mm，在受力及寿命等综合性能方面都较国内优良。(4)国内弯切机每分钟切断次数少。国内一般为2831次/min，国外要高出1520 次/min，最高高出30次，工作效率较高。(5)国外机型一般采用半开式结构，齿轮、轴承用油脂润滑，曲轴轴径、连杆瓦、冲切刀座、转体处用手工加稀油润滑。国内机型结构有全开、全闭、半开半闭3种，润滑方式有集中稀油润滑和飞溅润滑2种。 (6)国内弯切机外观质量、整机性能不尽人意；国外厂家一般都是规模生产，在技术设备上舍得投入，自动化生产水平较高，形成一套完整的质量保证加工体系。尤其对外观质量更是精益求精，外罩一次性冲压成型，油漆经烤漆喷涂处理，色泽搭配科学合理，外观看不到哪儿有焊缝、毛刺、尖角，整机光洁美观。而国内一些一些厂家虽然生产历史较长，但没有一家形成规模，加之设备老化，加工过程拼体力、经验，生产工艺几十年一贯制，所以外观质量粗糙、观感较差。 由于以上原因，国内钢筋弯切机产品质量参差不齐，企业技术力量薄弱，缺乏技术创新能力，产品单一，效益普遍不好，与国外相比差距非常明显。面对竞争同益激烈的我国建筑机械市场，加大科技投入，重视新技术、新产品的研究开发，提高产品质量，使企业的产品不断地满足广大用户的需求，尽快缩短与国外先进企业的差距，使我国的钢筋弯切机达到国际先进水平，无疑是我国广大钢筋弯切机生产企业生存与发展的必由之路。三、课题主要内容和要求1、课题主要内容（1）钢筋弯切机结构设计计算；（2）建立钢筋弯切机三维模型，装配模型；（3）建立钢筋弯切机虚拟样机模型；（4）对钢筋弯切机进行运动仿真，关键零件进行有限元分析；（5）撰写文献综述（3000字、