钢筋切断机课程设计.ppt

钢筋切断机,目录,这是目录内容,这是目录内容,这是目录内容,这是目录内容,项目背景,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，需要钢筋切断机按所要求的钢筋的规格的长度将其切断。钢筋切断机是钢筋加工必不可少的设备之一，它主要用语房屋建筑、桥梁、隧道、电站、大型水利等工程中对钢筋的定长切断，一般都是用于剪切建筑用的I级钢，剪切钢筋直径为640毫米。,钢筋切断机有机械传动和液压传动两种。机械传动构造简单，工作可靠，维修方便，液压传动无噪音，体积小，重量轻，移动方便。但液压传动结构复杂，一旦出现故障难以排除，故目前较多使用的仍然是机械传动的钢筋切断机。,(一)机械传动钢筋切断机,图1-1为连杆驱动式钢筋切断机的外形，其传动系统如图1-2所示。,(二)液压传动钢筋切断机,图1-3是DYT一32型液压钢筋切断机的外形、其结构和工作原理如图59所示，工作时，电动机带动偏心轴旋转，偏心抽旋转时使高压油泵中的柱塞作往复运动，将油箱中的液压油不断油缸中。从而推动活塞，使活动刀片前进，当活动刀片和固定刀片相错时，钢筋即被切断。,国内外切断机的对比,由于切断机技术含量低、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)国外切断机偏心轴的偏心距较大，如日本立式切断机偏心距24mm，而国内一般为17mm看似省料、齿轮结构偏小些，但给用户带来麻烦，不易管理因为在由切大料到切小料时，不是换刀垫就是换刀片，有时还需要转换角度。2)国内切断机刀片设计不合理，单螺栓固定，刀片厚度够薄，40型和50型刀片厚度均为17mm；而国外都是双螺栓固定，2527mm厚，因此国外刀片在受力及寿命等综合性能方面都较国内优良。,3)国内切断机每分钟切断次数少国内一般为2831次，国外要高出1520次，最高高出30次，工作效率较高。4)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。,问题提出,综上，目前国内建筑工地使用的钢筋切断机虽能完成切断动作，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，切刀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切断机加以改进，重新设计，以获得动态性能较好的钢筋切断机，使其实现操作简便、调节方便、落料简单、生产效率高等特点。,设计要求,基本工作要求：用手工将不同规格的钢筋按所需长度送至刀口，将其切断；以后再次送入，作下次截断。运动要求：i)在切断过程中，要求切断速度尽可能小，速度尽可能均匀，以保证切削质量，减少冲击;ii)保证切刀行程H;iii)切刀空行程中速度尽可能快，以提高效率；iv)保证切刀的每分钟切断次数（生产率）。动力要求:切刀能产生足够的冲力克服工作阻力，要有较好的传动性能。,有关数据,拟采用三相异步电机作动力源，初定电机转速n2880rpm；切钢筋的最大直径dmax40mm；动刀通过的距离H=44mm；其生产率分型号依次为42次/分；刀在切断过程中所受工作阻力P=400kN，其它行程无阻力。整个机器的尺寸范围为：长宽高1600500750mm。,方案设计比较,驱动装置方案选择一液压驱动（1）液压驱动有作用通过几乎不可压缩的油液的压强来实现，而压力的大小又取决于负载的大小；液压传动可以很容易地实现无级变速；液压输入功率等于油液压强与油液流量的乘积。主要有齿轮泵，叶片泵，柱塞泵。前两种输出为旋转运动，后者输出为直线运动。,（2）基于钢筋切断机的工作状态，环境及成本，最宜选择齿轮泵。齿轮泵有结构简单、体积小、重量轻、工作可靠、自吸性能好、抗油污能力强，但效率低，大，流量脉动大，不能用做变量泵等特点。结构图如右图。采用液压系统配合液压控制装置，可很容易实现机械系统的控制。,2手动驱动当设计要求为便携式钢筋切断机时可考虑此方案。使用手动驱动一般会用到液压和压力倍增机构，设计相对复杂，要求较高。在这里暂不予以考虑。,3电机驱动电机驱动是较为常用和传统的驱动方式，特别是三相交流异步电机应用更为广泛。三相异步电机的输出功率比较大，完全可以满足本设计的驱动要求。,综合考虑本设计的使用功能性能要求以及工况设计成本，本设计采用三相异步电机作为驱动原机,传动装置方案选择,1若采用液压泵作为驱动装置，则应选择液压的传动方式，本设计已经不予以考虑。2带传动带传动为挠性传动，具有防抱死工况的发生，所以在以内燃机或工况较恶劣工作下的电机为原机时常被采用，特别常在第一级传动中出现；但由于是靠摩擦来传递动力，导致部分能量转化为热，效率下降。尽管如此该传动方式符合本设计要求，予以考虑。,3齿轮传动在机械传动中应用最广泛的传动方式，其传动准确可靠，效率很高，噪声小，可以满足不同工况要求，但其加工成本比较高，可实现传动比不是很大，需要多级传动才能达到大传动比的要求。,4组合传动由于机械运动形式、运动规律和机械性能等方面要求的多样性和复杂性，而以上传动机构的局限性，因此常常需要将几种机构配合起来，形成组合传动机构。,日前使用的小型钢筋切断机的传动方式，多采用展开式，如图3-2所示，其三根传动轴轴线呈三角形空间平行分布。（2）从传动方式上进行改进，采用回归式传动方案，如图3-3所示。其三根传动轴轴线呈平面分布，其中有两条轴线重合。这种回归式传动方式较展开式传动方式结构更为紧凑。改变后的曲轴为空心偏心曲轴，而空心轴具有承受较高弯扭载荷的能力和重量轻的特点。因而，采用回归式传动方式使传动方案更趋合理。,(3)将传动式传动增加一级齿轮传动，适当增大传动比，改善受力情况。上述（2）传动方案对多级传动结构改善并不明显，所以依旧采用传统式。运动简图，如图3-3所示。,图3-3传统三级传动运动结构简图,执行装置方案选择,执行机构选择的关键是将旋转运动转化为直线运动，同时保证好的运动和动力特性。有以下三种方案：1采用曲柄滑块机构，如图3-4所示，优点是结构简单，制造成本低，缺点是运动轨迹设计很难达到设计要求，从而导致动力特性不是很好。,2采用齿轮齿条机构，如图3-5所示，优点传动比精确，但在本方案中，亦没有这方面的要求，且动刀运动需要较好的急回特性，明显该机构不满足，故舍弃。,图3-4曲柄滑块机构,3采用凸轮机构，如图3-6所示，该方案优点是设计灵活，可以达到高精度的运动曲线和运动特性要求，但设计也相对复杂。,图3-5齿轮齿条机构,图3-6凸轮机构,综上，本设计采用方案1，性能可以达到设计要求。,系统控制方案选择,如前面图3-3所示，开启制动通过操纵杆离合器控制，在这里不做详细介绍，有意者可以查阅相关书籍资料,齿轮传动机构参数设计选择,I轴齿轮Z1=17m=3齿宽40II轴齿轮Z2=63m=3齿宽28Z3=12m=5齿宽57轴齿轮Z4=22m=5齿宽44Z5=13m=7齿宽77轴齿轮Z6=48m=7齿宽66传动比,执行机构参数设计选择,1.3.1切断过程中的等效阻力矩，执行机构的运动模型.见图3-6,R为曲轴的偏心距;O点为刀片运动的前死点，为活动刀片开始切入时的行程，为最大剪切力出现时的行程;为切断时的行程。,1.3.2活动刀座的受力分析.活动刀座在工作过