资源目录
压缩包内文档预览：(预览前20页/共40页)
编号：1562324
类型：共享资源
大小：84.20MB
格式：ZIP
上传时间：2017-08-14
上传人：闰***
认证信息
个人认证
冯**（实名认证）
河南
IP属地：河南
50
积分
- 关 键 词：
-
12
十二
mm
妹妹
钢筋
矫直
切断
割断
设计
- 资源描述：
-
12mm钢筋矫直切断机设计,12,十二,mm,妹妹,钢筋,矫直,切断,割断,设计
- 内容简介：
-
123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839404142434445464748495051525354555657585960616263646566676869707172737475767778798081828384858687888990919293949596979899100101102103104105106107108109110111112113114123456789101112131415161718192021222324252627282930313233343536373839401234567891011121314151617181920212223242526272829303132333435363738394041424344454647484950515253545556575859第36卷第2期2015年4月华北水利水电大学学报(自然科学版) 36 22015收稿日期:20150206基金项目:河南省教育厅高等学校重点科研项目( 15作者简介:王文凡( 1981)，女，河南禹州人，讲师，硕士，主要从事计算机应用、智能控制方面的研究03969/j0025634201502016钢筋调直切断机自动控制系统的设计与实现王文凡1，申 杰2(1郑州升达经贸管理学院，河南郑州 451191; 2华北水利水电大学，河南郑州 450045)摘 要:针对目前钢筋调直切断机切断长度的精度不高且控制系统通用性差的问题，设计了钢筋调直切断机的自动控制系统自动控制系统能够同时设定多批次钢筋的长度和数量，并在工作过程中显示当前批次、数量、设定长度等参数设计了简单通用且精度较高的智能计长电路，并为不同计长方式预留了电气接口，提高了通用性设计了掉电保护功能，掉电时能保存当前状态和所有参数，上电后能从断点继续工作设计了长度修正功能，通过软件对系统的误差进行综合补偿，实现了精确定长试验检验结果显示，不同直径、不同长度的钢筋切断后的最大误差不超过3 键词:钢筋调直;切断长度;自动控制中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:10025634( 2015) 02007406在建筑业中，钢筋是必不可少的原材料对于直径比较小的圆钢筋，商品供货形态是卷成盘的，称为盘条为方便使用盘条，通常直接在工程现场进行盘条的调直和切断对盘条进行调直通常有两种方法:一种是采用卷扬机对钢筋强行拉直后，根据所需长度一根一根进行人工剪切;另一种方法是采用钢筋调直切断机进行拉直和切断经过几十年的发展，我国的建筑用钢筋调直切断机市场现已基本形成目前，国内外使用的钢筋调直切断机种类较多，调直、切断以及传动装置不尽相同，根据设备组成的各工作机构特点可以按多种方法对钢筋调直切断机进行分类当前普通钢筋调直切断机的控制线路复杂，连接线多，接点多，线接点容易松脱，触点容易烧损，故障频繁而液压调直切断机，因其结构简单，尤其是故障率低，而得到广泛应用快换型钢筋调直切断机的设计开拓了调直切断机的应用领域14随着调直切断机应用的日益广泛，在实现调直和切断功能的同时，对其加工钢筋的尺寸精度和工作效率方面的要求也不断提高目前，很多调直机在设计时不能兼顾长度精度和调直速度，例如液压调直切断机存在最短工作范围较长的问题3而我国建筑用钢筋调直切断机的总体水平，与国际上先进产品相比还是比较落后的，主要表现在:企业生产规模小，产品的技术含量低，生产效率低下因此要完善钢筋调直切断机的各项功能，对其进行改良才可以提高产品的性价比，增强产品的市场竞争力，对提高建筑施工的效率和质量有着重要意义471 钢筋调直切断机的结构钢筋调直切断机用于调直和切断盘条，并进行除锈，其机械结构如图1所示图1 钢筋调直切断机机械结构示意图一般在机座上设置牵引、调直和剪切装置钢筋在牵引装置带动下经调直装置调直后进入剪切装置，依据需要的长度由剪切装置中的切刀切断钢筋调直时，盘条放在能够旋转自如的盘条架上，不可直接放在地面上否则盘条将以螺旋形式拉出，不但增大调直阻力，而且破坏钢筋强度钢筋进入调直装置前先进入导向筒，使钢筋以水平状态进入调直装置，并避免钢筋调直结束时尾部高速摆动而伤人8牵引装置分为前后两级，每一级又由主动轮和从动轮构成，主动轮由电机驱动，从动轮带有压紧装置，可以根据钢筋的直径进行调节钢筋经过牵引装置进入调直装置，不同厂商设计的调直装置结构不尽相同钢筋调直后进入剪切装置进行剪切，剪切后的钢筋落到承料架上2 自动控制系统的设计21 自动控制系统电路的设计钢筋调直切断机自动控制系统如图 2 所示自动控制系统包括 控单元、电源电路、按键电路、锁键盘电路、长度信号输入电路、长度修正电路、存储电路、显示电路、点进电路、点退电路等图2 钢筋调直切断机自动控制系统框图位电路和程序下载电路等按键及显示电路主要用于批次、切断数量、切断长度的设定和显示9按键电路采用矩阵式键盘设计结构，包括09这几个数字键，以及批次设定键、长度设定键、根数设定键、确定键、清除键、查询键、长度修正加减键、长度系数设定键，还包括启动、停止、暂停、点进、点退、手动切割控制键显示电路采用高亮度码管，可适应室外日光等不同工作环境，数码管可以显示当前批次、设定数量、已加工数量、设定长度等信息，通过查询键，可以查看不同批次的信息最多可以设定9 个批次，长度最大可设定为9999 m，数量最多可设定为9 999根为了提高自动控制系统的通用性，以适用于采用不同定长切割方式的钢筋调制切断机，系统设计了行程开关输入信号接口电路，即钢筋达到定长尺寸后，行程开关发出控制信号，通过 控单元控制剪切装置切断钢筋锁键盘电路是由两个组合键进行键盘锁定或解锁，防止工作过程中出现误操作掉电保护电路和存储电路共同工作，在断电的情况下存储当前工作状态和各种参数，以便上电后继续工作点进电路和点退电路控制牵引装置步进，以便开始时把钢筋导入，以及必要时将钢筋退出牵引装置和调直装置的启动、暂停和停止受2 电源电路的设计电源电路为 控单元和其他控制电路提供必要且稳定的直流电压电源电路提供的12 V 直流电压，用于驱动计长电路中的光电开关和电机控制电路中的继电器，或为厂商选用的400 脉冲光电编码器或磁性单圈绝对值编码器提供能量6 压到55 源电路结构如图3所示图3 电源电路框图23 计长电路的设计剪切精度是衡量数控钢筋调直切断机的切断系统性能的最重要指标10，大多数调直切断机采用机械定尺长度控制，基本上是采用挡板、弹簧、行程开关、单头电磁阀组合来完成钢筋的定长和切断当钢筋碰到定好长度的挡板时，因碰撞使用弹簧拉住的挡板向前倾斜使行程开关接通，从而使电磁阀通电吸合，带动切刀切断钢筋，然后由弹簧将挡板和切刀拉回原位在使用此种方法时常出现因弹簧失效拉不到位的现象，致使调直切断机不能正常切断或阻挡钢筋不能前进的故障，可靠性差，若钢筋超过一定长度，其切断误差将大幅增大，且钢筋直径越小，其误差增幅越大11除此之外，其他定长方式还有:定长机械接触控制开关方式，定长电器开关配合机械离合器控制方式，定长电器开关配合电磁离合控制方式，定长电器开关配合液压系统电磁阀控制方式，电子测长装置配合计数器控制方式等这些方式是由各种电器组合而成，线路复杂、成本高、故障多，操作不方便为此，笔者设计了一种简单、通用、精度较高的计长方法，即在牵引装置的主动轮上安装同轴圆钢盘，在其圆周上均匀刻槽，并在钢盘齿槽两侧安装光电开关牵引装置带动钢筋行进，主动轮带动圆钢盘转动，轮齿遮挡光电开关，使其关闭，轮上凹槽使光电开关导通，依此重复，产生一系列脉冲信号，此脉冲信号经过计长电路57第36卷第2期 王文凡，等: 钢筋调直切断机自动控制系统的设计与实现进入长电路如图4所示图4 计长电路达到设定长度时，发出切断信号，控制切断装置切断钢筋，以达到定长的目的牵引装置主动轮的直径为D，圆钢盘上刻槽数量为 n，一个脉冲信号对应的长度称为长度系数，记为k，k=D/n为了提高自动控制系统的通用性，像电气方面等很多参数厂商可以自己设定对于不同厂商、不同型号的钢筋调直切断机，其牵引装置主动轮的直径钢盘周向刻槽数量长度系数商可以根据不同的机械参数计算出通过按键进行设置某型号机器的机械装置确定以后，其主动轮直径和圆钢盘刻槽数量也就确定也就是说对于某一具体机器来说，k 值确定，机器也就确定了，厂商在机器出厂前只需输入设定好的一次具体的动控制系统预留有电气接口，可以配合 400脉冲光电编码器或者磁性单圈绝对值编码器使用，通过编码器输入信号接口电路进入于采用其他方式计长的机器，如机械定尺长度控制的方式，可以将行程开关接入行程开关输入信号接口电路，以达到定长控制的目的24 掉电保护电路的设计施工现场如果停电，钢筋调直切断机停止工作，计数结果丢失，已经加工了多少根钢筋，还需要加工多少根钢筋的确定成为问题，而人工计数法不可取如果采用人工计数，由于施工现场情况复杂，需要专人随时进行统计，需花费大量时间为解决此类问题，自动控制系统设计了掉电保护电路，如图5所示图5 掉电保护电路图5中的电后，6 1 和 控单元进行正常供电，通过1 储存电能 V 左右，保证 控单元工作在4555 1对止电流异常时烧坏 控单元电之后，超级电容过 控单元供电， 证 有限的能量尽最大可能为电检测电路检测到掉电之后向过存储电路将掉电瞬间钢筋调直切断机的各个批次的长度、数量、已经截断的数量等所有参数存入存储器超级电容的参数选取，忽略由电容内阻引起的压降，利用以下近似计算公式计算电容，C=( 2 (1)式中:为负载电流该控制系统中，掉电瞬间存储所有参数的子程序所用时间为 ，在掉电后需要用超级电容维持100 保证各项参数能完全存储，设计持续时间为1 s， V，由式( 1) 计算可得 C = 0 2 F，这里选用022 F/55 5 电机控制电路的设计钢筋调直切断机的牵引装置(包括点进和点退)、调直装置和切断装置(包括手动切割)都由电机驱动，电机的控制信号由 控单元发出电机控制电路如图6所示图6 电机控制电路图6中，1共同控制光电耦合器电耦合器控制继电器的通断继电器 3 和4 端口接电机的电源，用继电器控制电机的启动和停止，以及控制切刀的进刀与退刀(液压式剪切装置由电机控制液压系67 华北水利水电大学学报(自然科学版) 2015年4月统，液压系统控制切刀) 控单元发出控制信号(高电平)，通过光电耦合器进行电气隔离，控制继电器吸合和断开，再由继电器控制电机续流二极管，并联在继电器线圈两端，当继电器线圈断电时，继电器线圈将产生一个自感电动势，这个电动势提供通路，以免损坏继电器和其他电子元件对于液压式切断装置，控单元控制继电器工作，液压系统的增压缸增压，油缸部分输出的压力推动切刀切断钢筋12在钢筋的切断过程中，切断油缸与钢筋同步运动，保证了钢筋切断长度，称之为液压随动切断13由于不同的液压系统反应时间不一样，切刀从开始动作到切断钢筋的时间不一样，时间过短会造成切不断现象，时间过长切刀不能及时退回，会将液压随动切断系统损坏为了增强控制系统的通用性，以根据液压系统的固有延时合理设定切刀动作时间3 切断长度误差分析与试验测试结果31 切断长度误差分析钢筋从导向筒进入之后，经过多处机械系统和电气系统的配合，各个环节都会有误差引入智能计长系统中，通过脉冲计数来确定钢筋长度，所以长度系数算长度系数的有效位数存在舍入误差，使钢筋切断长度存在误差 1当的取值为1= 314时，此时的钢筋切断长度误差比 2= 3141 6时的大051 mm/m与主动轮直径3 个因素相关测量主动轮直径 D 时会有测量误差 可能为负值21也确定，属于系统误差14当不同直径的钢筋进入引导装置，从动轮压紧后，主动轮和钢筋接触部分会有轻微的弹性形变，致使主动轮的直径变小得钢筋切断长度存在误差22，由于每次的压紧力不尽相同，所以误差22的大小也是随机的，属于随机误差牵引装置依靠主动轮和钢筋摩擦力牵引钢筋前进，运行一段时间之后，主动轮的温度会有一定的上升，使得主动轮直径变大来钢筋切断长度误差 23一般钢材的热膨胀系数是0012 m)，取D=100 T=10 ，相应的钢筋切断长度误差23=012 mm/m计算长度系数值取有限位数时，存在舍入误差，取值的有效位数不同时会产生不同的舍入误差，使钢筋切断长度存在误差3系统运行过程中，控单元根据设定钢筋长度l 和 k 的值，计算出需要计数的脉冲个数 m=l/k，m 的值一般不是整数，对 m 取整时采取四舍五入方式，这样就存在对脉冲的计数误差，使得钢筋存在计长误差 4计数误差最大将近 05 个脉冲，当k=1570 8时，计长误差4079 k=6283 2时，计长误差4314 筋调直的速度筋调直切断机的切断误差也随着加工速度的提高有所放大15钢筋长度达到预定切割长度后，制光电耦合器，再控制继电器吸合，液压系统控制切刀进行切断，中间经历了各个环节的延时图6中光电耦合器电器吸合时间 ，液压推动切刀的响应时间 ，而且 于液压系统，开始运行时液压油黏稠度高，响应时间长;运行一段时间后，液压油的黏稠度变低，响应时间变短从 控单元发出切断信号到切刀实际动作的总延时tt1+t=10 v=42 m/5=7 v=120 m/5=20 见，当机械系统和电气系统确定时，调直速度越快，误差越大32 提高定长精度的方法经过以上分析可知，要减小误差 1和 3，计算取值时，只需将和于2，因其影响因素较多，21不可避免，22只能定性分析，不易定量计算，而 22和 23方向上相反，有相互抵消的趋势误差4与k 有关，通过分析可知 k 越大，误差越大由于 k 和 D 成正比，和 n 成反比，所以要减小误差4，一方面可以减小牵引轮的直径D，另一方面可以增大圆钢盘刻槽数量 n如果使用脉冲编码器，使用400脉冲光电编码器要比使用200脉冲编码器的精度高，也可以使用 600 脉冲及以上的光电编码器对于如何减小误差5，一方面可以采用响应速度更快的继电器，或者采用可控硅，可控硅从截止状态转化为导通状态，这个过程很快，是一方面可以采用响应时间更快的液压系统;如果从 钢筋调直速度v=42 m/差5由70 机械系统和电气系统确定时，降低调直速度77第36卷第2期 王文凡，等: 钢筋调直切断机自动控制系统的设计与实现能有效减小误差5，但是具体工程应用中对于产量的需求决定了调直速度不能太慢，这就需要采用其他的补偿方法如果针对某一型号的钢筋调直切断机订制控制系统，可将机械结构和电气系统中的误差15进行综合和补偿，将大大减小长度误差但是这样的控制系统不具通用性，如果调直机的机械、电气参数发生改变则需修改控制系统，有的控制系统从电路到软件都需要完全重新设计为适用于不同的钢筋调直切断机，本自动控制系统设计了长度修正功能，厂商在调试时可以对误差15进行一次性综合补偿调试时可以测量已切断的钢筋长度，并和预定长度进行比较，通过长度修正按键使定长的长度增加或者减小，对应于长度修正键的是相应的软件模块，通过特定算法将所有误差进行综合和补偿，可以达到精确定长的目的33 试验测试结果自动控制系统应用于 2 型钢筋调直切断机，该机器采用刻槽圆钢盘加光电开关计长方式，剪切装置采用液压剪切方式，牵引装置主动轮直径D=100 盘刻槽数n=200，调直的钢筋直径范围为3 12 直速度为 40 m/机功率4 级试验过程中，首先计算并设定长度系数 k=1570 8 后设定1 个批次长度为1 m 的10根钢筋通过点进方式将钢筋导入牵引装置和调直装置，并通过手动切割方式将钢筋切去一小段，以确定计长的起始位置启动机器，调直剪切后测量长度，以确定系统的固有误差第 1 次调直切断的 10根钢筋的长度误差如图7所示图7 第1次调直切断的10根钢筋的长度误差从图7 中可以看出，所有钢筋长度均大于设定长度，计算得到误差平均值为105 该型号钢筋调直切断机的机械结构和电气系统中的误差15的综合结果大致为 105 过自动控制系统的长度修正电路，对误差进行修正，再次设定了1个批次长度为1 直剪切后测量该批次钢筋切断长度，长度误差结果如图8所示从图 8 中可以看出，修正后的误差不大于15 现了精确定长图8 第2次10根钢筋长度误差为检验自动控制系统的可靠性和稳定性，前后设定了6个批次共60根钢筋，前3个批次采用直径6 3个批次采用直径10 钢筋，前后3个批次工作过程中分别断电一次，上电之后钢筋调直切断机能从断电前的状态继续工作试验后测量每个批次的钢筋长度和直线度，调直切断后所有钢筋的直线度不大于 2 mm/m，长度误差结果见表1从表1中可以看出，调直切断后钢筋的最大长度误差不超过3 1 不同批次长度最大误差批次 直径/度/m 根数 最大误差/ 10 10 32 6 15 10 23 6 20 10 34 10 08 10 35 10 12 10 26 10 18 10 24 结 语随着钢筋调直切断机的应用日益广泛，对加工钢筋的尺寸精度和工作效率方面的要求不断提高，很多定长精度的改进方法大多从硬件上改进，实现起来比较困难且不具有通用性文中设计并实现的钢筋调直切断机的自动控制系统，可适用于不同机械结构和剪切方式的钢筋调直切断机，自动控制系统能够同时设定多批次钢筋的长度和数量，并在工作过程中显示当前批次、设定长度、设定数量、已加工数量等参数系统设计了掉电保护功能，掉电时能自动保存当前工作状态和各种参数，上电后能从断点继续工作通过误差分析提出了提高定长精度的方法，并通过硬件和软件相结合的方法对误差进行了综合补偿，达到精确定长的目的该自动控制系统具有操作简单、误差小、通用性强等特点参 考 文 献1郭洪淼快换型钢筋矫直切断机的设计J建筑机械化，2009，30( 10):60612贺生华普通钢筋切断机技术改造J广东建材，200887 华北水利水电大学学报(自然科学版) 2015年4月( 1):41433李安生，王良文，杜文辽，等液压调直切断机最短工作范围分析及改良设计J郑州轻工业学院学报(自然科学版)，2007，22( 4):80844田野我国钢筋调直切断机的现状及发展J建筑机械化，2005，26( 1):2324，325卢秀春，金贺荣，韩雪艳4 高速数控带肋钢筋矫直切断机J建筑机械:上半月，2009( 8):83856王良文，陈学文国产钢筋切断机的生产现状与改良方向J建设机械技术与管理，2009，22( 3):1131157孟进礼，卫青珍对钢筋切断机发展的几点看法J建筑机械化，2000，21( 2):14158白顺涛，宋树忠型钢筋调直机的应用J建筑机械，2005( 7):1081089林海波，于新数控全自动条状材料切断机的设计与研制J长春工程学院学报(自然科学版)，2009，10( 3):959810徐道春，冯平法，卢秀春，等数控钢筋矫直切断机剪切系统的在线检测与分析J仪器仪表学报，2008( 73974211肖洪博，陈炜调直切断机定长自动控制系统的设计与应用J起重运输机械，2006( 12):232512张金芳，袁俊华，陈伟人机界面型全自动钢筋切断机J混凝土与水泥制品，2010( 4):404113刘瑞东液压随动切断、液压马达送料钢筋定长切断机J混凝土与水泥制品，2010( 5):404114费业泰误差理论与数据处理M5 版北京:机械工业出版社，2004:97715田野，刘永健，马斌高速钢筋调直切断机的短钢筋切断技术研究J建筑机械化，2010，31( 1920，251 51191，50045，of is of is In to an of of at of so on，be in of by be he by so be is mm 任编辑:杜明侠)97第36卷第2期 王文凡，等: 钢筋调直切断机自动控制系统的设计与实现“中国知网”大学生论文管理系统- 1 文标明引文) 检测时间：20163:12:22检测文献: 12符浩毓检测范围: 中国学术期刊网络出版总库中国博士学位论文全文数据库/中国优秀硕士学位论文全文数据库中国重要会议论文全文数据库中国重要报纸全文数据库中国专利全文数据库大学生论文联合比对库互联网资源英文数据库(涵盖期刊、博硕、会议的英文数据以及德国国刊数据库等)港澳台学术文献库优先出版文献库互联网文档资源1900凤侠检测结果总文字复制比：除引用文献复制比： 去除本人已发表文献复制比：篇最大文字复制比：5%（凸轮摆杆剪切系统研究与性能分析）重复字数： 2456 总字数： 11494 单篇最大重复字数： 576总段落数： 1 前部重合字数：0 疑似段落最大重合字数：2456疑似段落数：1 后部重合字数：2456 疑似段落最小重合字数：2456指 标： 剽窃观点 剽窃文字表述 自我剽窃一稿多投 过度引用 整体剽窃 重复发表表格：0 脚注与尾注：0（注释： 无问题部分 文字复制比部分 引用部分）1. 12字数：11494相似文献列表 文字复制比：2456) 剽窃观点：(0)1 凸轮摆杆剪切系统研究与性能分析 576）杨中锋(导师：卢秀春) - 燕山大学硕士论文- 2013否引证：否2 2104020722 王爱辉 527）- 大学生论文联合比对库- 2014否引证：否3 虾头酸碱处理系统设备设计 464）钟文展 - 大学生论文联合比对库- 2014否引证：否4 45080527_涂旺_包装工程_注射中空吹塑成型机的设计 389）涂旺 - 大学生论文联合比对库- 2012否引证：否5 45080528_刘威_包装工程_卧式无菌杯包装机的设计 374）刘威 - 大学生论文联合比对库- 2012否引证：否6 转毂钢球式钢筋矫直切断机的设计研究 330）曲恩;周玉林; - 钢铁- 2006否引证：否7 矿井提升机的设计 315）“中国知网”大学生论文管理系统- 2 大学生论文联合比对库- 2014否引证：否8 刘仁豪05高速织袜机传动机构设计 295）刘仁豪 - 大学生论文联合比对库- 2013否引证：否9 数控冷轧带肋钢筋矫直切断机的系统研究及设计 194）金贺荣(导师：卢秀春) - 燕山大学硕士论文- 2001否引证：否10 20097692_刘建桥_组合式专用铣齿机床结构设计 187）刘建桥 - 大学生论文联合比对库- 2013否引证：否11 宋威 181）宋威 - 大学生论文联合比对库- 2013否引证：否12 赵冰燕164）赵冰燕 - 大学生论文联合比对库- 2013否引证：否13 孙强 101002050326 锤式破碎机设计 164）- 大学生论文联合比对库- 2014否引证：否14 孙强 101002050326 锤式破碎机设计 164）- 大学生论文联合比对库- 2014否引证：否15 小型三轴经济型数控铣床机械设计 87）郑日和 - 大学生论文联合比对库- 2015否引证：否16 矿井提升机的设计 80）王培霖 - 大学生论文联合比对库- 2014否引证：否17 小型秸秆粉碎机结构设计 74）杨元 - 大学生论文联合比对库- 2014否引证：否18 小型秸秆粉碎机结构设计 74）杨元（51001011030） - 大学生论文联合比对库- 2014否引证：否19 小型秸秆粉碎机结构设计 74）杨元（51001011030） - 大学生论文联合比对库- 2014否引证：否20 41100333_贺宁亚_机械工程及自动化_活塞泵曲轴箱体复合式双面专用铣床设计 60）贺宁亚 - 大学生论文联合比对库- 2014否引证：否21 医用棉签卷棉机传动系统设计 45）王光能 - 大学生论文联合比对库- 2013否引证：否22 辅助上肢康复机结构设计 45）谢钦 - 大学生论文联合比对库- 2014否引证：否原文内容西安工业大学北方信息工程学院本科毕业设计(论文)题目：12部）：机电信息系专业：机械设计制造及其自动化班级：浩毓学号：宏强2016年 4月12国知网”大学生论文管理系统- 3 现在生活中必需品的重要组成，也是商场房屋、道路桥梁建筑的主要组成部分，因此，机械加工设备也是不可或缺的，钢筋矫直切断机就是其中必备品之一。钢筋矫直切断机由矫直原理、组成结构、技术参数、选型方法等重要组成部分组成。本设计将从以上几大组成部分研究设计矫直切断机，最终确定了钢筋矫直切断机的总体设计方案。论文首先讨论了多种矫直方案，最终确定采用转毂钢球式矫直方案。论文设计的剪切机构较为简单，为凸轮摆杆剪切机构，再结合行程开关，实现钢筋自动定尺切断。经过对机械结构的设计及传动等计算，最终完整设计出了钢筋矫直切断机。整机传动简单、效率较高。关键词：钢筋矫直切断机；矫直；剪切；行程开关of 2mm is an of of of is is of is up of so be of of in is is to of of of a is is 论 轧带肋钢筋的概述 筋的种类 轧带肋钢筋的表面形式 轧带肋钢筋的基本性能 82 总体方案设计 构方案预选 9方案一：双槽直辊式矫直+锤击式切断 9“中国知网”大学生论文管理系统- 4 辊转毂式矫直+ 液压剪切 9方案三：转毂钢球式矫直+凸轮摆杆式切断 定最优方案及详细设计 103 机械结构设计 直机构设计 要参数计算 传动设计 承的设计选型 料机构设计 要参数计算 的结构设计 承的设计选型 尺切断机构设计 轮轮廓曲线的设计 要参数计算 传动设计 的结构设计 轮转动惯量计算 承的设计选型 合器的选型 254 其他结构设计 架及护板的设计 26“中国知网”大学生论文管理系统- 5 265 结论 28致谢 31毕业设计（论文）知识产权声明 32毕业设计（论文）独创性声明 33附录1 34附录2 36主要符号表n 电机转速P 功率a 中心距的基准长度作情况系数V 带速D 辊直径筋的重量计算公式为动比F 钢筋横截面积b 材料强度极限A 剪切功D 被剪钢筋直径1 筋矫直切断机在国内外的建筑工地不断延续使用，随着房屋、建筑物、桥梁的的逐年增多，国内外对该设备的社会需求量越来越大，但是我国国内的设备很难满足社会的需求，对于矫直精度高的物体很难达到标准。同时，切断要求相对较高的钢筋使用建筑，国内的加工机器很难或者不能够达到要求，想要达到需要的标“中国知网”大学生论文管理系统- 6 必须花费大量的资金进口国外的先进设备。对于冷轧带肋钢筋矫直的理论实际研究从来没有停止，但是研究结果总是差强人意，不能达到预期的效果。冷轧带肋钢筋在使用前必须进行将钢筋卷轴拉开矫直切断之后，才可以使用。现在应该解决的问题是钢筋表面的划伤，冷轧肋钢筋的系统参数也不能准确无误的设计出来，只能依靠前人设计的现有的圆钢筋矫直切断的参数。国内在冷轧带肋钢筋矫直切断机方面的研究还较为缺乏，而使用进口设备的费用是一般用户难以承担的。那么如今我们就必须设计一台精度高、效率高的矫直切断机来满足市场需求。国内对钢筋矫直技术的研究起步较晚，而德国、日本等国家起步较早，如今对钢筋矫直切断机的研究也有了较好的发展。在最近十几年里，对国内钢筋矫直理论和切断技术的研究做出了很大的努力也有了很好的研究成果。例如2数控冷轧带肋钢筋矫直切断机就已经达到了全国领先地位，离全球技术相距不远，这在提高矫直质量的同时，也保护了矫直后的钢筋表面，还实现了自动定长切断，切割长度、切割总数、单根重量及总重等数据的记录及完成工作任务自动停车等功能。筋的种类钢筋的分类标准有很多，比如按直径大小可分为钢丝、细钢筋和粗钢筋；按力学性能可分为级钢筋、级钢筋、级钢筋、级钢筋四个等级；按生产工艺可分为热轧钢筋、冷轧钢筋和冷拉钢筋；按作用可分为受压钢筋、受拉钢筋箍筋等；按轧制外形可分为光面钢筋、带肋钢筋、钢线和冷轧扭钢筋。本文主要研究冷轧带肋钢筋的矫直切断设备。轧带肋钢筋的表面形式国内生产的钢筋是三面带肋钢筋。横肋的一面与其它两面不同，肋的中心线与钢筋轴线的夹角是4060 。外形如图1中，K=3(三面带肋)；F一个肋的纵向截面积；B肋与钢筋轴线的夹角；D钢筋公称直径；C肋的间距国内大部分生产厂家在生产过程中只生产三面带肋钢筋，只有一小部分厂家生产两面带肋钢筋。极个别厂家还生产表面带阴螺纹的冷轧钢筋。在本文的设计计算中将参考应用最为广泛的三面冷轧带肋钢筋的参数，牌号为1轧带肋钢筋的基本性能国际上对冷轧带肋钢筋的屈服强度是有要求的（a550直径为412于普通钢筋混凝土结构。例如楼板生产厂家生产的楼板、建筑工地房梁立柱、桥梁建筑结构加强筋等。全球对钢筋的力学性能也作出了非常明确的规定：a550b55010 12%。我国设定的延伸率10 8%。经查阅可知，钢筋的弹性模量E=05N/中国知网”大学生论文管理系统- 7 构方案预选方案一：双槽直辊式矫直+锤击式切断使用时，首先按下启动按钮，使整个钢筋矫直切断机处于工作状态。通过牵引辊将钢筋首先送入双槽直辊式矫直装置进行矫直（其主要原理是矫直装置各个上调直辊的下压量逐渐变小，被矫直钢筋的直线度逐渐减小）。当来自拉料装置、经矫直的钢筋从刀架中穿过并顶住受料架尾端的定尺挡板，使定尺挡板随钢筋同时后移，固连在挡板上的拉杆带动滑动刀台，当刀台滑动到锤砧位于锤头下方时，锤头击打在锤砧上，上切到与下切刀配合将钢筋切断。滑动刀台与回位弹簧固连，在切断完成后滑动至初始位置。结构示意图如图22槽直辊式钢筋矫直切断机方案二：斜辊转毂式矫直+ 液压剪切使用时，首先按下启动按钮，使整个钢筋矫直切断机处于工作状态。钢筋进入斜辊转毂式矫直机构。以斜辊与钢筋之间的滚动摩擦力的轴向分力替代拉料机构牵引钢筋轴向运动。矫直的钢筋从刀台中穿过并碰撞行程开关，经由控制电路发出信号，控制液压缸推动上切刀与固定在机架上的下切刀配合将钢筋切断。结构示意图如图22辊转毂式钢筋矫直切断机方案三：转毂钢球式矫直+凸轮摆杆式切断使用时，首先按下启动按钮，使整个钢筋矫直切断机处于工作状态由拉料机构将钢筋送入矫直机构中进行矫直。转毂内安装有钢球模，由预调高度的钢球模完成钢筋的矫直。经过矫直的钢筋由送料辊送入凸轮摆杆剪切机构中并触碰尾端行程开关，行程开关闭合使带轮轴与凸轮轴之间离合器闭合，摆杆与上切刀固连，共轭凸轮运动使摆杆下压，与固定在机架上的下切刀配合将钢筋切断。结构示意图如图22定最优方案及详细设计本文采用转毂钢球式矫直和凸轮摆杆式切断相结合，设备主要由矫直系统、切断系统、驱动系统、传动系统、限位装置及底座等几部分组成。结构示意图如图2筋矫直切断机结构示意图3 直机构设计本设计采用转毂钢球模式矫直。该矫直方式在矫直过程中钢筋与钢球是纯滚动摩擦。其特点是降低耗能，同时可使钢筋表面无划伤。该矫直方法的特点是用转毂的旋转代替圆材的旋转，达到矫直目的。钢球模的交错布置使条材在前进中经受多次反弯曲来达到矫直，是选择最优化方案的重要依据。钢球模造成的弯曲属于低频弯曲。由于钢球模安装在转毂上，所以会随着转毂一起旋转，因此钢筋的旋转形式变成全周性的高频旋转弯曲。转毂内的钢球模均等间隙分布，一般转毂矫直方案所用的钢球模数为57个，并且其交错的偏心量可调，以此来保证矫直精度。本文预选7个钢球模，其中两端钢球模起定位作用，中间3个模块起矫直作用。钢筋从入料口进入导料装置，由导料装置送“中国知网”大学生论文管理系统- 8 过钢球模随着转毂的高速旋转进行钢筋的矫直。结构如图33要参数计算钢筋矫直精度为直线度小于1过调整钢球模保证。钢筋在矫直过程中与钢球的相对运动轨迹如图3过对运动轨迹的分析可计算出两者之间的相对滚动速度为（中，R钢筋半径；n转毂转速；钢筋与钢球之间相对滚动速度。钢筋前进速度为（中, 为螺旋升角。1 钢球，2钢筋图3球在钢筋表面上的运动轨迹由图31=2=3=2钢筋直径为D，所承受的弯矩M=M=2，钢球转毂式矫直中接触方式为点接触，可求出由于J=0，故。任意矫直力表达式为（毂驱动总功率为（中，为皮带传动效率。1、2、4钢球，3钢筋，P模距图3国知网”大学生论文管理系统- 9 与钢筋与钢球滚动摩擦功率、转毂轴承摩擦功率及旋转弯曲的塑性变形功率有关，但这三个力相对比较小，所以电机可根据转速大小来选择。由于转毂在设备中起矫直作用，所以其转速不宜过大，故预设为110r/动比选择i=4,所以电机选择 带传动设计（1）确定计算功率计算功率中，算功率，A工况系数，见表1；P所需传递的额定功率。所以）选择90,选取带型为3）带轮基准直径选小带轮的基准直径5。2）定带速v=5m/60*1000） （）计算大带轮的基准直径由i 根据表3调整，得80m/s（4）中心距据带传动总体尺寸的限制条件或要求的中心距，.7（(定中心距50算相应的带长873国知网”大学生论文管理系统- 10 d=1940算中心距动的实际中心距近似为a 2 (3.9)a=683因为在带轮及带的制造过程中都存在误差，并且带属于非刚性构件以及随带的使用时间越久带会越松弛，故给出变动范围如下：a+d (5)确定带的根数z=r=承的设计选型由于转毂在工作过程中，钢筋是在往前走的同时被矫直，所以使用的轴承需同时承受径向载荷及轴向载荷，故选用角接触球轴承。由于角接触球轴承承受的是单向的轴向力，所以采用一对轴承配套使用。通过计算轴向载荷选择接触角为25，轴外径为50以选用一对7210料机构设计导料机构是由拉料辊和送料辊组成，拉料辊将钢筋送入矫直机构中，矫直后的钢筋由送料辊送入剪切机构完成切断。拉料辊及送料辊都有上、下两个夹辊，下辊由电机通过减速器输入动力，而上辊设计为上下可调，通过螺旋压紧，两端设计两个同轴导套以引导钢筋通过。结构如图33要参数计算辊直径：D=100以钢筋每米重量为以需完成钢筋总量为000/国知网”大学生论文管理系统- 11 以钢筋通过速度为8602）0 d 轴的结构设计（1）初步确定轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调制处理。根据表5，取12，于是得轴的最小直径为图3了使所选的轴直径与带轮的孔直径相适应，故取轴连接直径为162）拟定轴系零部件的装配方案本设计中选用如图33料辊轴系零部件三维图（3）确定轴的各段直径和长度1）轴右端制出一轴肩以满足带轮的轴向定位要求，故取直径为20轮与轴配合的毂孔长度为20部为紧固螺母安装位置，螺纹选取度为10）根据齿轮安装孔直径为22设计此处的轴段直径为22轮的右端与轴承之间的定位是采用轴套。因轴套端面需可靠地压紧齿轮，所以此轴段应略短于轮毂宽度。根据齿轮轮毂宽度为40确定此轴段长度为38轮的左端采用轴肩定位，国家规定轴肩高度h=(23)R,由轴径d=22R=1取h=3轴肩处的直径为25肩宽度b5上，轴的各段直径和长度已基本确定。（4）轴上零件的轴向定位辊与齿轮均采用平键连接。通过查表7得出齿轮轴段平键截面bh=5槽长为28了保证齿轮与轴配合时的同轴度，故选择齿轮轮毂与轴的配合为H7/样，带轮与轴的连接，选用平键66与轴的配合为H7/沟球轴承与轴的圆周定位是由过渡配合来保证的。此处选轴的直径尺寸公差为5）确定轴上圆角和倒角尺寸参考表8确定轴上圆角及倒角。取轴端倒角为轴肩处的圆角半径均为图33的结构图（6）求轴上的载荷根据轴的结构图（图3出计算简图并根据计算简图做出弯矩图和扭矩图（如图3“中国知网”大学生论文管理系统- 12 定电机选型为转速为740 r/r/所以i=740/选减速器为 轴承的设计选型由于导料辊在工作过程中，钢筋垂直于导料辊轴向运动，所以使用的轴承只承受径向载荷，故选用一对深沟球轴承即可。因为轴外径为20以选用一对6004轴承。料机构停止送料，为了能及时启停需选用一套离合制动器，在本设计中选用尺切断机构设计剪切机构采用凸轮摆杆剪切，其中采用共轭凸轮。凸轮摆杆式剪切机构是由以下几部分组成：飞轮、带轮、电磁离合器、共轭凸轮及剪切摆杆。除摆杆外其余部件根据上述组成依次安装在主轴上，凸轮轴与主轴运动同步，飞轮的主要功能是蓄放能量。下切刀与机架固连，上切刀与摆杆固连，摆杆另一侧与共轭凸轮相互完全啮合。摆杆可绕其转轴往复摆动。如图3作时，钢筋通过剪切机构碰触行程开关，开关闭合使电磁离合器闭合，剪切系统对钢筋进行切断，完成切断后，离合器摩擦片脱开、制动器啮合，飞轮与主轴脱开，主轴、凸轮等在制动器的作用下迅速停至原位置。由于该剪切机构采用了摆杆结构，容易得到很大的剪切力，这使主轴上的力减小了很多，延长了其寿命。图3切机构三维图该剪切机构的优点是：响应快，动作平稳，精度高，并且钢筋的切头不会有油污。轮轮廓曲线的设计共轭凸轮中，主凸轮用来实现剪切动作，副凸轮是为了让摆杆始终与主凸轮结合，能够精确回位。预设每个凸轮厚度为20文采用作图法设计了主凸轮轮廓曲线，如图33要参数计算钢筋在剪切过程中，其剪切力的变化是有规律的。它的规律是：随切刀切入深度的增加，剪切力也随之增大。根据切刀的切入深度可确定剪切力范围。切入深度达到一定值时，剪切力达到极大值。本设计中钢筋直径为12度极限为380前进速度为40mm/s。1中国知网”大学生论文管理系统- 13 1切刀磨钝系数，切刀磨钝后，由于切刀间隙增大，切断力将会随之增大，一般去剪极限强度与抗拉极限强度之比，一般取 钢筋横截面积（b 材料强度极限（代入数据得钢筋所受最大剪切力约为110=中，A剪切功（J）；P剪切力（d被剪钢筋直径（代入数值，可的剪切功约为415J，考虑到机构摩擦及离合器结合所消耗之功，工程计算中常乘以系数 每次消耗总功为498J。工作载荷不是恒定的，所以应该使它的输出功率大于平均负载功率。=1000*60*） （中，N电机功率（K电机安全运转系数；总效率，一般取70%90%；n钢筋切断次数（次/代入数据可的电机功率为1.2 此选的电机型号为 带传动设计（1）确定计算功率计算功率算功率，A工作情况系数，见表1；“中国知网”大学生论文管理系统- 14 需传递的额定功率。所以）选择60,选取带型为（3）带轮基准直径选小带轮的基准直径5。2）定带速v=3m/60*1000）3）计算大带轮的基准直径初选传动比i=4,由i 根据表3调整，得80m/s（4）中心距据带传动总体尺寸的限制条件或要求的中心距，.7（(定中心距10算相应的带长465d=2480算中心距动的实际中心距近似为a 2a=且带属于非刚性构件以及随带的使用时间越久带会越松弛，故给出变动范围如下：“中国知网”大学生论文管理系统- 15 a+d(5)确定带的根数z=r=的结构设计（1）初步确定轴的最小直径。选取轴的材料为45钢，调制处理。根据表5，取12，得轴的最小直径为来与飞轮机构连接，如图3了使轴与所选离合器能更好的配合，选取轴连接直径为162）拟定轴系零部件的装配方案本设计中选用如图33料辊轴系零部件三维图（3）确定轴的各段直径和长度1）右端半离合器的轴向定位不采用轴肩，可预设直径为20度为30离合器通过销钉完成轴向定位，选轴直径为16度为20）根据共轭凸轮安装孔直径为24轮的右端与轴承之间的定位是采用轴套。因轴套端面需可靠地压紧齿轮，所以此轴段应略短于凸轮宽度。根据凸轮轮毂宽度为40确定此轴段长度为38轮的左端采用轴肩定位，轴肩高度h=(23)R,由轴径d=24R=1取h=2轴环处的直径为28环宽度b5上，轴的各段直径和长度已基本确定。（4）轴上零件的轴向定位半离合器与凸轮均采用平键连接。通过查表7得出凸轮轴段平键截面bh=8槽长为28了保证凸轮与轴配合时的同轴度，故选择齿轮轮毂与轴的配合为H7/样，半联轴器与轴的连接，选用平键50与轴的配合为H7/沟球轴承与轴的圆周定位是由过渡配合来保证的。此处选轴的直径尺寸公差为5）确定轴上圆角和倒角尺寸参考表8确定轴上圆角及倒角。取轴端倒角为轴肩处的圆角半径均为图33的结构图（6）求轴上的载荷根据轴的结构图（图3出轴的计算简图并根据计算简图做出轴的弯矩图和扭矩图（如图3图3的载荷分析图“中国知网”大学生论文管理系统- 16 轮转动惯量计算剪切机构在工作时,主要靠飞轮降速释放出贮存的动能获得能量。在钢筋切断过程中，飞轮依靠其自身的惯性力通过离合器及凸轮机构作用给上切刀提供切断力，帮助电机克服剪切阻力实现切断
- 温馨提示:
1: 本站所有资源如无特殊说明，都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
2: 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等，如果需要附件，请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
3.本站RAR压缩包中若带图纸，网页内容里面会有图纸预览，若没有图纸预览就没有图纸。
4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
5. 人人文库网仅提供信息存储空间，仅对用户上传内容的表现方式做保护处理，对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑，并不能对任何下载内容负责。
6. 下载文件中如有侵权或不适当内容，请与我们联系，我们立即纠正。
7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。
人人文库网所有资源均是用户自行上传分享，仅供网友学习交流，未经上传用户书面授权，请勿作他用。
川公网安备: 51019002004831号