钢筋调直机设计【7张CAD图纸和说明书】

目录

前言 1
1 钢筋调直机的设计 2
1.1 钢筋调直机的分类 2
1.2 钢筋调直机调直剪切原理 2
1.3 钢筋调直机的主要技术性能 3
1.4 钢筋调直机工作原理与基本构造 3
2 主要计算 8
2.1 生产率和功率计算 8
2.1.1 生产率计算 8
2.1.2 功率计算，选择电动机 8
2.2 第一组皮带传动机构的设计 12
2.2.1 确定设计功率 12
2.2.2 初选带的型号 12
2.2.3 确定带轮的基准直径和 12
2.2.4 确定中心距a和带的基准长度 13
2.2.5 验算小轮包角 13
2.2.6 计算带的根数 13
2.2.7 计算带作用在轴上的载荷Q 14
2.3 第二组皮带传动机构的设计 14
2.3.1 确定设计功率 14
2.3.2 初选带的型号 14
2.3.3 确定带轮的基准直径和 15
2.3.4 确定中心距a和带的基准长度 15
2.3.5 验算小轮包角 15
2.3.6 计算带的根数 15
2.3.7 计算带作用在轴上的载荷Q 16
2.3.8 主动带轮设计 16
3 直齿轮设计 18
3.1 确定齿轮传动精度等级 18
3.1.1 计算许用应力 19
3.1.2 按齿面接触疲劳强度确定中心距 19
3.1.3 验算齿面接触疲劳强度 20
3.1.4 验算齿根弯曲疲劳强度 21
3.1.5 齿轮主要参数和几何尺寸 21
4 锥齿轮的设计 24
5 轴的设计与强度校核 29
5.1 Ⅰ轴的设计与强度校核 29
5.1.1 轴的结构设计 29
5.1.2 求出齿轮受力 29
5.2 Ⅱ轴的设计与强度校核 31
5.2.1 轴的结构设计 31
5.2.2 求出齿轮受力 32
6 主要零件的规格及加工要求 36
6.1 调直筒及调直块 36
6.2.齿轮 36
6.3.调直机的各传动轴均安装滚动轴承 36
6.4 传送压辊的选用和调整 37
6.5 定长机构的选择与调整 37
7 结论 38
致谢 39
参考文献 40
附录A 译文 41
附录B 外文文献 47

前言
21世纪是一个技术创新的时代，随着我国经济建设的高速发展，钢筋混凝土结构与设计概念得到不断创新，高性能材料的开发应用使预应力混凝土技术获得高速而广泛的发展，在钢筋混凝土中，钢筋是不可缺少的构架材料，而钢筋的加工和成型直接影响到钢筋混凝土结构的强度、造价、工程质量以及施工进度。所以，钢筋加工机械是建筑施工中不可缺少的机械设备。
在土木工程中，钢筋混凝土与预应力钢筋混凝土是主要的建筑构件，担当着极其重要的承载作用，其中混凝土承受压力，钢筋承担压力。钢筋混凝土构件的形状千差万别，从钢材生产厂家购置的各种类型钢筋，根据生产工艺与运输需要，送达施工现场时，其形状也是各异。为了满足工程的需要，必须先使用各种钢筋机械对钢筋进行预处理及加工。为了保证钢筋与混凝土的结合良好，必须对锈蚀的钢筋进行表面除锈、对不规则弯曲的钢筋进行拉伸于调直；为了节约钢材，降低成本，减少不必要的钢材浪费，可以采用钢筋的冷拔工艺处理，以提高钢筋的抗拉强度。在施工过程中，根据设计要求进行钢筋配制时，由于钢筋配制的部位不同，钢筋的形状、大小与粗细存在着极大差异，必须对钢筋进行弯曲、切断等等。
随着社会与经济的高速发展，在土木工程与建筑施工中，不同类型的钢筋机械与设备的广泛应用，对提高工程质量、确保工程进度，发挥着重要作用。钢筋调直机械作为钢筋及预应力机械的一种类型，在土木与建筑工程建设中有重要应用，钢筋调直也是钢筋加工中的一项重要工序。通常钢筋调直机用于调直14mm以下的盘圆钢筋和冷拔钢筋，并且根据需要的长度进行自动调直和切断，在调直过程中将钢筋表面的氧化皮、铁锈和污物除掉。

1 钢筋调直机的设计
1.1 钢筋调直机的分类
钢筋调直机按调直原理的不同分为孔摸式和斜辊式两种；按切断机构的不同分为下切剪刀式和旋转剪刀式两种；而下切剪刀式按切断控制装置的不同又可分为机械控制式与光电控制式。本次设计为机械控制式钢筋调直机，切断方式为下切剪刀式。
1.2 钢筋调直机调直剪切原理
下切剪刀式钢筋调直机调直剪切原理如图所示：
图1-1调直剪切原理
Fig.1-1 principle of straightening and sheering
1-盘料架；2-调直筒；3-牵引轮；4-剪刀；5-定长装置；
工作时，绕在旋转架1上的钢筋，由连续旋转着的牵引辊3拉过调直筒2，并在下切剪刀4中间通过，进入受料部。当调直钢筋端头顶动定长装置的直杆5后，切断剪刀便对钢筋进行切断动作，然后剪刀有恢复原位或固定不动。如果钢丝的牵引速度V=0.6m/s.而剪刀升降时间t=0.1s，则钢丝在切断瞬间的运动距离S=Vt=0.6×0.1=0.06m，为此，剪刀阻碍钢丝的运动，而引起牵引辊产生滑动现象，磨损加剧，生产率降低，故此种调直机的调直速度不宜太快。
1.3 钢筋调直机的主要技术性能
表1-1钢筋调直机的型号规格及技术要求
Tab.1-1 model standard and technique ability of reinforcement bar straightening machine
参数名称 数值
调直切断钢筋直径（mm） 4～8
钢筋抗拉强度(MPa) 650
切断长度(mm) 300～6000
切断长度误差(mm/m) 
牵引速度(m/min) 40
调直筒转速(r/min) 2800
送料、牵引辊直径(mm) 90
电机型号：调直
          牵引
          切断  
功率：    调直(kW)
          牵引(kW)
          切断(kW) 5.5
外形尺寸：长(mm)
          宽(mm)
          高(mm) 7250
550
1220
整机重量(kg) 1000
1.4 钢筋调直机工作原理与基本构造
该钢筋调直机为下切剪刀式，工作原理如图所示：

图1-2钢筋调直机机构简图
Fig.1-2 mechanism schematic of reinforcement bar straightening machine
1-电动机；2-调直筒；3-减速齿轮；4-减速齿轮；5-减速齿轮；6-圆锥齿轮；7-曲柄轴；8-锤头；9-压缩弹簧；10-定长拉杆；11-定长挡板；12-钢筋；13-滑动刀台；14-牵引轮；15-皮带传动机构
采用一台电动机作总动力装置，电动机轴端安装两个V带轮，分别驱动调直筒、牵引和切断机构。其牵引、切断机构传动如下：电动机启动后，经V带轮带动圆锥齿轮6旋转，通过另一圆锥齿轮使曲柄轴7旋转，在通过减速齿轮3、4、5带动一对同速反向回转齿轮，使牵引轮14转动，牵引钢筋12向前运动。曲柄轮7上的连杆使锤头8上、下运动，调直好的钢筋顶住与滑动刀台13相连的定长挡板11时，挡板带动定长拉杆10将刀台拉到锤头下面，刀台在锤头冲击下将钢筋切断。
切断机构的结构与工作原理如图所示：

图1-3钢筋调直机的切断机构
Fig.1-3 cut off mechanism of reinforcement bar straightening machine
1-曲柄轮；2-连杆；3-锤头；4-定长拉杆；5-钢筋；6-复位弹簧；7-刀台座；8-下切刀；9-上切刀；10-上切刀架；
下切刀8固定在刀座台7上，调直后的钢筋从切刀中孔中通过。上切刀9安装在刀架10上，非工作状态时，上刀架被复位弹簧6推至上方，当定长拉杆4将刀台座7拉到锤头3下面时，上刀架受到锤头的冲击向下运动，钢筋在上、下刀片间被切断。在切断钢筋时，切刀有一个下降过程，下降时间一般为0.1s，而钢筋的牵引速度为0.6m/s,因此在切断瞬间，钢筋可有0.6×0.1=0.06m的运动距离，而实际上钢筋在被切断的瞬间是停止运动的，所以造成钢筋在牵引轮中的滑动，使牵引轮受到磨损。因此，调直机的调直速度不宜太快。
调直机的电气控制系统图为：

图1-4 钢筋调直机的电器线路
Fig.1-4 electrical circuit of reinforcement bar straightening machine
RD-熔断器；D-交流接触器；RJ-热继电器；AN-常开按钮；D-电动机；QK-转换开关；
调直机的传动示意展开图：