数控蛇形管弯管机设计【7张CAD图纸和说明书】
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河北建筑工程学院毕业设计计算书指导老师：孙有亮设计题目：蛇形管弯管机 设计者：刘海洋设计项目 计算与说明 结果56第 4 章 新型弯管机的主要结构及性能4.1 新型弯管机的主要结构4.1.1 主传动4.1.2 夹紧机构4.1.3 导向压料机构第 4 章 新型弯管机的主要结构及性能4.1 新型弯管机的主要结构4.1.1 主传动如图 41 所示主传动主要由床身、主轴、主驱动油缸、双排链条及链轮等组成。链轮与主轴之间用双平键联接。驱动油缸的活塞杆两头与链条固接在一起。弯管时液压缸左腔进油而右腔回油推动活塞右移，从而带动链条右移，链条通过链轮带动主轴顺时针旋转，使管坯在弯管模上缠绕弯曲。弯管结束后，液压缸右腔进油而左腔回油，使主轴及弯管模复位。通过液压油量的调节可以使弯管机平稳工作快速复位，提高工作效率。4.1.2 夹紧机构如下图 42 所示，夹紧机构主要由滑座、连杆、液压缸、夹紧块、齿形定位块和丝杠微调副组成。因为在弯管的整个过程中夹紧块都必须与弯管模一起夹紧管坯，故夹紧块及整套夹紧机构都要与弯管模同步旋转，弯管结束后也要在一起复位。因此宏观调整通过夹紧机构和导向压料机构上的齿形定位块与定位齿条的啮合传动实现，精确定位则通过丝杠螺母副实现。夹紧管坯时，通过液压油驱动四连杆机构动作致使滑座沿着导轨上升并同时推进，直至夹紧块与弯管模在同一平面内并将管子夹紧。夹紧块是通过夹紧滑块、齿形定位块和定位齿条固定联接在滑座上的。通过齿形的定位和丝杠的调节，夹紧块能在滑座上移动。松开管坯时，也是由四连杆机构使滑座和夹紧块后退并下降，直至整个夹紧机构藏到转臂内腔为止。为了适应管材规格及弯曲工艺参数的变化，夹紧模的行程和压料模的行程都能进行宏观调整和精确微调。4.1.3 导向压料机构导向压料机构与夹紧机构基本相似，主要由滑座、河北建筑工程学院毕业设计计算书指导老师：孙有亮设计题目：蛇形管弯管机 设计者：刘海洋设计项目 计算与说明 结果574.1.4 液压系统1. 液压系统及电磁铁动作连杆、液压缸、导板、导向滑块、齿形定位块和丝杠微调副组成。导板很长，内壁为圆弧形，起导向作用。导向力由油缸通过连杆增力机构带动导向滑块来实现。导向滑块在垂直于管坯轴线方向上的行程也是通过齿形定位块和丝杠来调节。弯制管件时，导板在导向力的作用下十周压着管坯，并随着管坯的前进而向前移动。4.1.4 液压系统1. 液压系统及电磁铁动作图 43 所示为新型弯管机的液压系统原理图。该系统为普通开式液压系统，主要由一个 PVL1226 双联叶片泵、一个 Y80315180M4 三相异步电动机、一个双作用双活塞杆油缸、四个 YG 系列标准油缸、五个三位四通电磁换向阀、一个三位两通电磁换向阀、四个电磁换向阀、一个电磁溢流阀、两个单向阀、两个远程调压阀以及四个液控单向阀等元件所组成。操作人员装好管坯后，通过点动按钮控制电磁铁11DT 得电，从而使抽芯油缸活塞动作以调整芯棒的位置。芯棒的位置调整好后，点动另一按钮控制 7DT 得电，调整支撑托辊的位置。接着按下启动按钮，在可编程控制器（PLC）的控制下依次进行以下动作：1）磁铁 11DT 得电，卡盘 2 夹紧管坯2）服电机 2 得电，管坯自动进给3）电磁铁 7DT 得电，卡盘 1 夹紧管坯4）电磁铁 12DT 得电，卡盘 2 松开管坯5）步进电机 2 得电，丝杠复位如果进给量1m,重复步骤 1）-5）6）电磁铁 6DT 得电，压料模压紧管坯7）电磁铁 4DT 得电，夹紧模夹紧管坯8）电磁铁 9DT 得电，主驱动油缸带动链轮使主轴旋转，从而带动弯管模和加紧模一起转动，对管坯进行弯曲加工河北建筑工程学院毕业设计计算书指导老师：孙有亮设计题目：蛇形管弯管机 设计者：刘海洋设计项目 计算与说明 结果582. 液压系统设计特点9）弯管结束后电磁铁 10DT 得电，弯管模复位10） 磁铁 3DT 得电，夹紧模退11） 电磁铁 5DT 得电，压料模退12） 电磁铁 11 得电，卡盘 2 夹紧管坯13） 电磁铁 8DT 得电，卡盘 1 松开管坯14） 伺服电机 2 得电，丝杠进给15） 电磁铁 7DT 得电，卡盘 1 夹紧管坯16） 电磁铁 12DT 得电，卡盘 2 松开管坯17） 伺服电机 2 得电，丝杠复位18） 伺服电机 1 得电，管坯旋转空间角重复步骤 618 操作，直到弯管结束系统中电磁铁的动作顺序见表 4-12. 液压系统设计特点1) 系统回路为集成块回路，其连接方式采用叠加式，从而降低了成本，减少了连接管路和液压油的泄漏与污染，使得系统集成度高，便于维护，并保证了工作的可靠性2) 四个油缸回路都采用液控单向阀的锁定回路，减少了工作中的压力损失，并保证油缸活塞在任意位置都能够保持，从而使弯管机的夹紧、压料、支撑等动作可靠3) 主驱动油缸采用了回油节流调速回路，使得系统速度可调，工作速度平稳、无冲击，速度负载特性好4) 仅用一个电磁溢流阀形成卸荷回路，系统结构简单，能量利用合理，功耗小，节能效果明显5) 采用两个远程调压阀、两个电磁换向阀荷一个电磁溢流阀做成调压单元，可以实现三级系统压力（14MPa、8MPa 和 5MPa）以适应不同直径和弯曲半径的管坯河北建筑工程学院毕业设计计算书指导老师：孙有亮设计题目：蛇形管弯管机 设计者：刘海洋设计项目 计算与说明 结果594.1.5中频加热系统4.1.6控制系统1.系统的硬件构成6) 采用组合泵供油，通过开关控制电磁阀1DT、2DT 得、失电来实现容积调速，以达到平稳弯管、快速复位的目的，工作效率高，结构简单。4.1.5 中频加热系统中频弯管技术是利用中频电流对管件局部感应加热，使管件在弯曲力矩的作用下连续弯曲成型。利用该技术可以得到高质量的弯管，被广泛应用于电力、石化、造船、锅炉等行业，尤其能满足电力建设中高质量弯管的要求。如果在电站管系中采用小曲率半径的弯管，则可使之结构紧凑，减少管系占用空间、运输和安装费用，并能通过优化设计，提高管道系统的运行质量。实验表明，平面假设在一直到破坏的大变形条件下仍可近似的运用，而且当弯曲时甚至是在大变形下，横剖面的形状畸变也可略去，感应加热小半径弯管是一种塑性大变形弯曲，在 800-1000 的弯管温度下，可以近似看作纯塑性弯曲。4.1.6 控制系统1.系统的硬件构成系统的硬件为 SIMATIC S7300 系列主要由CPU312IFM 可编程控制器（PLC） 、扩展模块 SM321、SM322 、SM332 各一个、E6CQ 增量旋转编码器、MPT001微型可编程终端、各种主令电器（按钮和行程开关）及各种执行机构（电动机、伺服电机和电磁阀）构成。其中，PLC 的最大程序存储能量为 6KB，可处理52 个开关量（输入 26 点，输出 26 点） 。它采用编程器或 STEP 7 Basis 支持软件和 PG720 适配器进行梯形图编程，完全满足新型弯管机的控制需要。另外本系统设有急停按钮，一旦出现紧急事故，可以通过按下急停按钮停止系统的一切工作，确保人身和设备安全。河北建筑工程学院毕业设计计算书指导老师：孙有亮设计题目：蛇形管弯管机 设计者：刘海洋设计项目 计算与说明 结果602.系统的软件设计特点4.2 新型弯管机的性能特点2. 系统的软件设计特点可编程控制器的软件设计就是设计系统的梯形图。根据加工工艺要求，梯形图程序主要包括：1) 油泵电机的启动及主控;2) 工作循环及整个加工过程控制；3) 发生误操作时系统自锁控制；4) 故障报警控制；5) 急停控制4.2 新型弯管机的性能特点与原有弯管机相比，新型弯管机的整体性能有显著提高，主要有以下几点：1. 实现了弯管过程的自动化，工作效率高用原有弯管机加工管坯时，整个弯管过程都需要工作人员手动操作，工作效率低下。新型弯管机采用可编程控制器控制，使管坯从进给、自动加热、压料到弯管都可按预定程序自动进行，通过容积调速使弯管模平稳弯管而快速复位，大大提高了加工效率，并减轻了工人的劳动强度。而且由于双弯管模弯管系统的采用减少了蛇形管旋转机构，在节约成本的同时大大提高了生产率。2. 弯管工艺精度高原有弯管机全凭工作人员通过自制量角模片和通过卷尺测量及目测判断，进行工作，难以保证弯管的加工精度，致使成品率较低。新型弯管机采用可编程控制器对弯管角度自动准确控制，弯管精度达到1，完全满足弯管产品精度要求。3. 机械效率高，能耗低原有弯管机采用单泵供油，用溢流阀控制系统压力，系统压力一旦调定即不可再变，这样会造成能源浪费。新型弯管机采用双联定量泵组合供油，通过调压单元可实现三级系统压力，从而降低功耗，提高总的机械效率。河北建筑工程学院毕业设计计算书指导老师：孙有亮设计题目：蛇形管弯管机 设计者
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