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全自动盘料弯管机弯曲装置设计【优秀毕业课程设计含CAD图纸+说明书论文】

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关键词：: 全自动弯管弯曲曲折装置设计优秀优良毕业课程设计 cad 图纸说明书仿单论文

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摘要

全自动盘料弯管机弯曲装置是弯管机不可缺少的一部分，由弯曲模、夹紧模、托架、夹紧油缸、弯曲油缸、托架油缸、弯曲齿条、轴承座、弯曲齿轮等构成。铜管经过导向套筒从弯曲模和夹紧模之间穿入全自动弯管机主机的芯轴杆上，然后夹紧模将铜管夹紧在两模之间,同时托架上升托住铜管,弯曲装置向前翻转作180°弯曲，将铜管弯制成U型管。

空调核心的制冷部件是冷凝管。制冷装置的重要原材料就是冷凝管，是制冷剂的运输通道。就现在看来冷凝管主要由弯管机生产。

本设计对弯管机盘管弯曲装置进行了总体结构、弯曲模、夹紧模的设计；对齿轮齿条进行了计算与校核；对轴承进行了选择与校核；对轴进行了设计与校核。并选取了动力系统,论述了弯管机弯曲装置的调整、故障及其处理方法。

关键词：弯曲齿轮; 弯曲齿条; 弯曲模; 轴承; 油缸

Abstract

Automatic plate material bending machine bending machine bending device is an indispensable part of the bending mold, mold clamping, brackets, clamping cylinder, curved cylinder, cylinder bracket, curved rack, bearing, bending and other gear constitute. Brass through the guide sleeve from between the bending die and the clamping die penetration of automatic bending machine host mandrel rod and the brass mold clamping clamped between the two dies, while boosting the bracket rises brass, bending means flips forward for 180 ° bend, bend copper tube into the U-tube.

Central air conditioning condenser cooling components is. Refrigerating apparatus is an important raw material condenser, refrigerant transport corridors. It now appears that the main condenser manufactured by bender.

The design of the coil bender bending means for the overall structure, the bending mold clamping mold design; gear rack calculated and checked; the bearings selection and verification; the shaft is designed and checked. And select the power system, it discusses the adjustments and fault processing method bender bending means.

Keywords: bending gear; curved rack; flexural modulus; bearings; cylinder

引言 1

第一章弯管机概述 4

1.1 弯管机的发展概况 4

1.2 弯管机研究的意义和价值 5

1.3 弯管机的构成及工作原理 5

1.3.1 弯管机的构成 5

1.3.2 弯管机的工作原理 5

第二章全自动盘料弯管机弯曲装置概述 6

2.1 全自动盘料弯管机弯曲装置的组成及工作原理 6

2.2 全自动盘料弯管机弯曲装置的规格 6

第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 7

3.1 全自动盘料弯管机弯曲装置总体的结构设计 7

3.2 弯曲模和夹紧模的设计 8

3.2.1 回弹角的计算 8

3.2.2 影响回弹的因素 8

3.2.3 弯曲模和夹紧模工作原理 9

3.3 齿轮齿条的设计 10

3.3.1 齿轮传动的优点 10

3.3.2 齿轮的几何尺寸计算 10

3.3.3 齿轮的接触疲劳强度校核 11

3.3.4 齿轮的弯曲疲劳强度校核 12

3.4 轴承的选择与校核 13

3.4.1 轴承的选择 13

3.4.2 所选系列轴承的性能特点 14

3.4.3 轴承的寿命校核 14

3.4.4 轴承的静强度校核 14

3.4.5 轴承的极限转速校核 15

3.5 轴的设计 15

3.5.1 轴的直径计算 15

3.5.2 轴的校核 15

第四章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 18

4.1 全自动盘料弯管机弯曲装置油缸的选择 18

4.2 全自动盘料弯管机弯曲装置液压泵的选择 18

4.2.1 液压泵的选择 18

4.2.2 V型柱塞泵的参数 20

4.2.3 V型柱塞泵的特性 20

第五章全自动盘料弯弯曲装置的调整管机 21

5.1 弯曲角度的调整 21

5.2 托架高度的调整 22

5.3 压力调整 22

5.4 速度调整 22

第六章可能出现的故障及原因 23

6.1 不夹紧的原因 23

6.2 不弯管的原因 23

6.3 弯曲形状差的原因 24

结论 25

参考文献 26

致谢 27

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内容简介：: 中国地质大学长城学院本科毕业设计外文资料翻译系别：工程技术系专业：机械设计制造及其自动化姓名：李萌学号： 05211530 2015年 3 月 1 日外文翻译译文机械设计基础机械设计基础是指机械的装置和机械系统机器、产品、结构、设备与仪器的设计。大部分机械设计需要利用的数学、材料科学和工程力学的知识。我们对整个设计过程感兴趣。它是怎样开始的呢？工程师是不是仅仅坐在铺着白纸的桌旁就可以开始设计了呢？当他记下一些设想后，下一步应该做些什么？什么因会影影响或者控制着应该做出的决定？最后，这一设计过程是怎样结束的呢？有时，虽然并不总是如此，工程师认识到一种需要并且决定对此做一些工作时，设计就开始了。认识到这种需要，并用语言将其清楚地叙述出来，常常是一种高度创造性的工作。因为这种需要可能只是一个模糊的不满，一种不舒服的感觉，或者是感觉到了某些东西是不正确的。这种需要往往不是很明显的。例如，对食品包装机械进行改进的需要，可能是由于噪音过大、包装重量的变化、包装质量的微小的但是能够察觉得出来的变化等表现出来的。叙述某种需要和随后要解决的问题之间有着明显的区别。要解决的问题是比较具体的。如果需要干净的空气，要解决的问题可能是降低发电厂烟囱的排尘量，或者是降低汽车排除的有害气体。确定问题阶段应该制订设计对象所有的要求。这些设计要求包括输入量、输出两特性、设计对象所占据的空间尺寸以及这些参量的所有制约因素。我们可以把设计对象看作是黑箱中的某种东西。在这种情况下，我们必须具体确定黑箱的输入和输出，以及它们的特性和制约因素。这些设计要求将规定生产成本、产量、预期寿命、工作范围、操作温度和可靠性。还存在着许多由于设计人员所处的特定环境或者由于问题本身的性质所产生的隐含设计要求。某个工厂中可利用的制造工艺和设备会对设计人员的工作有所限制，因而成为隐含的设计要求的一部分。例如，一个小工厂中可能没有冷变形加工机械设备。因此，设计人员就必须选择这个工厂中能够进行的其他的金属加工方法。工人的技术水平和市场上的竞争情况也是隐含的设计要求的组成部分。在确定了要解决的问题，并且形成了一系列的书面的和隐含的设计要求之后，设计工作的下一阶段是进行综合以获得最优的结果。因为只有通过对所设计的系统进行分析，才能确定其性能是否满足设计要求。因此，不进行分析和优化就不能进行综合。设计工作是一个反复进行的过程。在这个过程中，我们要经历几个阶段，在对结果进行评价后，再返回到前面的阶段。因此，我们可以先综合系统中的几个零件，对它们进行分析和优化，然后再进行综合，看它们对系统的其他部分有时么影响。分析和优化都要求我们建立或者做出系统的抽象模型，以便对此进行数学分析。我们将这些模型称为数学模型。在建立数学模型时，我们希望能够找到一个可以很好地模拟实际物理系统的数学模型。评价是整个设计过程中的一个重要阶段。评价是对一个成功的设计的最后检验，通常包括样机的实验室实验。在此阶段我们希望弄清楚设计能否真正满足所有的要求。它是否可靠？在与类似的产品的竞争中它能否获胜？制造和使用这种产品是否经济？它是否易于维护和调整？能否从它的销售或使用中获得利润？与其他人就设计方案进行交流和沟通是设计过程的最后和关键阶段。毫无疑问，有许多伟大的设计、发明或创造之所以没有为人类所利用，就是因为创造者不善于或者不愿意向其他人介绍自己的成果。提出方案是一种说服别人的工作。当一个工程师向经营、管理部门或者其主管人员提出自己的新方案时，就是希望向他们说明或者证明自己的方案是比较好的。只有成功地完成这项工作，为得出这个方案所花费的大量时间和精力才不会被浪费掉。人们基本上只有三种表达自己思想的方式，即文字材料、口头表述和绘图。因此，一个优秀的工程师除了掌握技术之外，还应该精通这三种表达方式。如果一个技术能力很强的人在上述三种表达方式中的某一种的能力较差，他就会遇到很大的困难。如果上述三种能力都很差，那将永远没有人知道他是一个多么能干的人！一个有能力的工程师不应该害怕在提出自己的方案时遭到失败的可能性。事实上，偶然的失败肯定会发生的，因为每一个真正有创造性的设想似乎总是有失败或批评伴随着它。从一次失败中可以学到很多东西，只有不怕遭受失败的人们才能取得最大的收获。总之，决定不把方案提交出来，才是真正的失败。机械设计概论机械设计是一门通过设计新产品或者改进产品来满足人类需求的应用技术科学。它是一个广阔的工程技术领域，不仅要研究产品在尺寸、形状和详细结构等方面的基本构思，还要考虑产品在制造、销售和使用等方面的有关问题。进行各种机械设计工作的人员通常被称为设计人员或者设计工程师。机械设计是一项创造性的工作。设计工程师不仅在工作上要有创新性，还必须在机械制图、运动学、工程材料、材料力学和机械制造工艺等方面具有深厚的基础知识。如前面所述，机械设计的目的是生产能够满足人类需求的产品。发明、发现和科学知识本身并不一定能给人类带来益处，只有当它们被用在产品上才能产生效益。因而，应该认识到再一个特定产品进行设计之前，必须先确定人们是否需要这种产品。应当把机械设计看成是设计人员运用创造性的才能进行产品设计、系统分析和制订产品的制造工艺的一个良机。掌握工程基础知识要比熟记一些数据和公式更为重要。仅仅使用数据和公式是不足以再一个好的设计中做出所需的全部决定。另一方面，应该认真精确地进行所有运算。例如，即使将一个小数点的位置放错，也会使正确的设计变成错误的。一个好的设计人员应该勇于提出新的想法，而且愿意承担一定的风险，当新的方法不适用时，就恢复采用原来的方法。因此，设计人员必须要有耐心，因为所花费的时间和努力并不能保证带来成功。一个全新的设计，要求屏弃许多陈旧的，为人们所熟知的方法。由于许多人易于墨守成规，这样做并不是一件容易的事情。以为设计工程师应该不断的探索改进现有产品的办法，在此过程中应该认真选择原有的、经过验证的设计原理，将其与未经过验证的新观念结合起来。新设计本身会有许多缺陷和未能预料的问题发生，只有当这些缺陷和问题被解决之后，才能体现出新产品的优越性。因此，一个性能优越的产品诞生的同时，也伴随着较高的风险。应该强调的是，如果设计本身不要求采用全新的办法，就没有必要仅仅为了变革的目的而采用新办法。在设计的初始阶段，应该允许设计人员充分发挥创造性，不受各种约束。即使产生了许多不切合实际的想法，也会在设计的早期，即绘制生产图纸之前被改正掉。只有这样，才不至于堵塞创新得思路。通常要提出几套设计方案然后加以比较。很有可能在最后选定的方案中采用了某些未被接受的方案中的一些想法。心理学家经常谈论如何使人们适应他们所操作的机器。设计人员的基本职责是努力使机器来适应人们。这并不是一项容易的工作，因为实际上并不存在着一个对所有人来说都是最优的操作范围和操作过程。另一个应该被认识到的重要问题是，设计工程师必须能够同其他有关人员进行交流和沟通。在开始阶段，设计人员必须就初步设计同管理人员进行交流和沟通，并得到批准。这一般是通过口头讨论，草图和文字材料进行的。为了有效地进行交流，需要解决下列问题 : （ 1）所要设计的这个产品是否真正为人们所需要？（ 2）此产品与其他公司的现有产品相比有无竞争能力？（ 3）生产这种产品是否经济？（ 4）产品的维修是否方便？（ 5）产品有无销路？是否可以盈利？只有时间才能对上述问题给出正确的答案。但是，产品的设计、制造和销售只能在对上述问题的初步肯定答案的基础上进行。设计工程师还应该通过零件图和装配图，与制造部门一起对最终设计方案进行沟通。通常，在制造过程中会出现某个问题。可能会要求对某个零件尺寸或公差作一些修改，使零件的生产变得容易。但是，工程上的修改必须要经过设计人员批准，以保证不会损伤产品的功能。有时，在产品的装配时或者装配外运前的试验中才发现设计中的某些缺陷。这些事例恰好说明了设计是一个动态过程。总是存在着更好的方法来完成设计工作，设计人员应该不断努力，寻找这些更好的方法。机械加工车削普通车床作为最早的金属切削机床中的一种，目前仍然有许多有用的和为人们所需要的特性。现在，这些机床主要用在规模较小的工厂中，进行小批量的生产，而不是进行大批量的生产。在现在的生产车间中，普通车床已经被种类繁多的自动车床所取代，诸如自动仿形车床，六角车床和自动螺丝车床。现在，设计人员已经熟知先利用单刃刀具去除大量的金属余量，然后利用成型刀具获得表面光洁度和精度这种加工方法的优点。这种加工方法的生产速度与现在工厂中使用的最快的加工设备的速度相等。普通车床的加工偏差主要依赖于操作者的技术熟练程度。设计工程师应该认真地确定由熟练工人在普通车床上加工的试验零件的公差。在把试验零件重新设计为生产零件时，应该选用经济的公差。六角车床对生产加工设备来说，目前比过去更着重评价其是否具有精确的和快速的重复加工能力。应用这个标准来评价具体的加工方法，六角车床可以获得较高的质量评定。在为小批量的零件（ 100 200 件）设计加工方法时，采用六角车床时最经济的。为了在六角车床上获得尽可能小的公差值，设计人员应该尽量将加工工序的数目减至最少。自动螺丝车床自动螺丝车床通常被分为以下几种类型：单轴自动、多轴自动和自动夹紧车床。自动螺丝车床最初是被用来对螺钉和类似的带有螺纹的零件进行自动化和快速加工的。但是，这种车床的用途早就超过了这个狭窄的范围。现在，它在许多种类的精密零件的大批量生产中起者重要的作用。工件的数量对采用自动螺丝车床所加工零件的经济性有较大的影响。如果工件的数量少于 1000 件，在六角车床上进行加工比在自动螺丝车床上加工要经济得多。如果计算出最小经济批量，并且针对工件批量正确地选择机床，就会降低零件的加工成本。自动仿形车床因为零件的表面粗糙度在很大程度上取决于工件材料、刀具、进给量和切削速度，采用自动仿形车床加工得到的最小公差不一定是最经济的公差。在某种情况下，在连续生产过程中，只进行一次切削加工时的公差可以达到于某些零件，槽宽的公差可以达到孔和采用单刃刀具进行精加工时，公差可达到希望获得最大产量的大批量生产中，进行直径和长度的车削时的最小公差值为是最经济的。铣削除了车削和钻削，铣削无疑是应用最广泛的金属切削方法。铣削非常适合于而且也易于应用在任何数量的零件的经济生产中。在产品制造过程中，许许多多种类的铣削加工是值得设计人员认真考虑和选择的。与其他种类的加工一样，对于进行铣削加工的零件，其公差应该被设计或铣削生产所能达到的经济公差。如果零件的公差设计得比需要的要小，就需要增加额外的工序，以保证获得这些公差这将增加零件的成本。磨削磨削是一种应用最广泛的零件精加工方法，用来获得非常小的公差和非常低的表面粗糙度。目前，几乎存在着适合于各种磨削工序的磨削。零件的设计特征在很大程度上决定了需要采用的磨削的种类。当加工成本太高时，就值得对零件进行重新设计，使其能够通过采用既便宜又具有高生产率的磨削方法加工出来，以获得经济效益。尽管通常认为磨削适用于精加工工序，对那些适合于采用磨削来完成粗、精加工工序的工件，也经常采用磨削方法完成全部加工工作，而不采用车削或者其他加工方法。因此，许多种类的锻件和其他零件，可以采用磨削的方法完成其从毛坯到成品的全部加工，这可以显著地节约时间和费用。磨床有以下几种类型：外圆磨床、无心磨床、内圆磨床、平面磨床和工具磨床。外圆磨床和无心磨床是用来磨削圆柱形工件或者圆锥形工件的。因此，花键轴、轴和其他类似的零件是采用普通的外圆磨床，或者采用无心磨床进行加工的。螺纹磨床用来磨削螺纹量规上的精密螺纹和用来磨削螺纹的中径与轴的同心度公差很小的精密件上的螺纹。内圆磨床用来磨削精密的孔、汽缸孔以及各种类似的，需要进行精加工的孔。平面磨床用来对各种平面工件，或者带有平面的工件进行精加工。可以采用砂轮的边或者砂轮的端面进行磨削。这类机床上装有往复式工作台或者回转式。外文原文 of of a is of to it at a of as he or to be an a to do of it in so a be a a of of a is is at to do a be by by in by in of or is a of of is If is be of or of of is to be of on We to be as in a In we of to be s or of of a on a s a of A be in a of in is of an be to is an in we to an of we of a to to on of we or of of We In it is we is a of is of a of a in we to if or Is it it Is it to to Is it a be or to is in to or to to is a a to or is to or to to is a be on of to be in of A in of is If in is no be of of in a In be or to is a to be a by to In in to at is of to or of It is a of of in of in of of or is a in to a a in of of As of is to a a by do if a a be It be a be a is be to be an to to a of a is to be It is to of no or be to to a On be if a is an to a of is be a is no of a be is to A to an be be or be of be is a a at It be if a be of of be to a of it is to in of by In is up to be It is in of as to to It is of to to to is an is no be is a be to to if to be a to is by in To be (1) a (2) it be of (3) Is it to (4) it be (5) it a to be to of a It be a is in or of a so it be in of be by so be In a in or to is a is a to do it he of a of in in s by a of as of of at s on a on on of be in of an on by a In an be be in of to of a a In 00 00 it is to In on a of of of a in of a of an in of on to up on on 000 be to up on on of be if is is be on Is in be on be On is a is on of of is of to of of of of of As in to be be be in If is to be to of is of of to 沈阳化工大学科亚学院本科毕业设计题目：全自动盘料弯管机弯曲装置设计专业：机械设计制造及其自动化班级： 1204 学生姓名：尚祖卫指导教师：侯志敏论文提交日期： 2016 年 6 月 1 日论文答辩日期： 2016 年 6 月 7 日摘要全自动盘料弯管机弯曲装置是弯管机不可缺少的一部分，由弯曲模、夹紧模、托架、夹紧油缸、弯曲油缸、托架油缸、弯曲齿条、轴承座、弯曲齿轮等构成。铜管经过导向套筒从弯曲模和夹紧模之间穿入全自动弯管机主机的芯轴杆上，然后夹紧模将铜管夹紧在两模之间 ,同时托架上升托住铜管 ,弯曲装置向前翻转作 180弯曲，将铜管弯制成 U 型管。空调核心的制冷部件是冷凝管。制冷装置的重要原材料就是冷凝管，是制冷剂的运输通道。就现在看来冷凝管主要由弯管机生产。本设计对弯管机盘管弯曲装置进行了总体结构、弯曲模、夹紧模的设计；对齿轮齿条进行了计算与校核；对轴承进行了选择与校核；对轴进行了设计与校核。并选取了动力系统 ,论述了弯管机弯曲装置的调整、故障及其处理方法。关键词：弯曲齿轮 ; 弯曲齿条 ; 弯曲模 ; 轴承 ; 油缸 is an of of 80 is an It by of is it 目录引言 . 1 第一章弯管机概述 . 4 管机的发展概况 . 4 管机研究的意义和价值 . 5 管机的构成及工作原理 . 5 管机的构成 . 5 管机的工作原理 . 5 第二章全自动盘料弯管机弯曲装置概述 . 6 自动盘料弯管机弯曲装置的组成及工作原理 . 6 自动盘料弯管机弯曲装置的规格 . 6 第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 . 7 自动盘料弯管机弯曲装置总体的结构设计 . 7 曲模和夹紧模的设计 . 8 弹角的计算 . 8 响回弹的因素 . 8 曲模和夹紧模工作原理 . 9 轮齿条的设计 . 10 轮传动的优点 . 10 轮的几何尺寸计算 . 10 轮的接触疲劳强度校核 . 11 轮的弯曲疲劳强度校核 . 12 承的选择与校核 . 13 承的选择 . 13 选系列轴承的性能特点 . 14 承的寿命校核 . 14 承的静强度校核 . 14 承的极限转速校核 . 15 的设计 . 15 的直径计算 . 15 的校核 . 15 第四章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 . 18 自动盘料弯管机弯曲装置油缸的选择 . 18 自动盘料弯管机弯曲装置液压泵的选择 . 18 压泵的选择 . 18 型柱塞泵的参数 . 20 型柱塞泵的特性 . 20 第五章全自动盘料弯弯曲装置的调整管机 . 21 曲角度的调整 . 21 架高度的调整 . 22 力调整 . 22 度调整 . 22 第六章可能出现的故障及原因 . 23 夹紧的原因 . 23 弯管的原因 . 23 曲形状差的原因 . 24 结论 . 25 参考文献 . 26 致谢 . 27 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文引言 1 引言伴随我国加快经济体制改革和顺利加入央空调行业毫无悬念同其他行业都面临有史以来的巨大挑战和机遇。一方面，正因为成熟的技术和各方面都较规范的管理，中央空调行业很早就打入市场与国际同行业品牌进行竞争，也正是在适者生存强大压力的冲击和激励下，国内中央空调生产企业逐渐积累经验在参加国际竞争中，为了实现国际资源优化配置，将打造出更多优秀的民族品牌，并逐步推向国际市场，这样才能主导激烈的市场竞争；同时，中国是一个巨大的市场潜力股。国际资金、技术和人才等关键生产要素毕竟跃跃欲试的进入，从而加快整个中央空调行业的发展步伐。二方面，随着日渐白热化的市场竞争，随着消费者需求的提高，多样化、个性化和环保化逐步成为发展主题，将促使生产企业及时供应市场需求，转变观念、调整思维，重新定位，主动提出新的战略方案。因此，在 “ 新市场 ” 的大好前景下，怎么样调整空调产业结构和企业经营理念，高新技术和创新产品，最大限度地满足多变的市场需求将成为制约和推进整个中央空调行业突飞猛进发展的主导因素。我们可以肯定的说，在未来 5，我国中央空调行业无论在技术、产品、市场需求、企业经营机制以及行业产业结构等方面都将有一个飞跃。家用中央空调作为家用空调和中央空调两种行业间的结晶，有着强大的生命力，被行业内人士普遍看好。家用中央空调应用于 80m 的住宅，而今我国房产业的发展方向为 100 2m 以上的住宅，在新楼盘建设中比例越来越大。中央空调有了巨大的发展空间。随着理化等学科的技术引进和技术创新，也促使制冷技术也将获得发展。压机效率将得到改善，从而增加系统的能效比。变频技术的广泛应用，高效的直流变频压缩机结合先进的控制技术，空调启动时的电流冲击得到了改善；软件的最新设计，总体内部全自动化半自动化的精确控制，使系统中压缩机、换热器以及电子控制元器件等都有个一合理安全的运作空间，产品节能也就显得更为重要。模糊控制术在中央空调中更是广泛的运用。控制目标方面也变动。蜗牛式温度控制发展到以为基准控制，在控制策略方面，从简单查询表方法模糊控制发展到与其他人工智能领域相结合的智能模糊控制。耐腐蚀、耐高沈阳化工大学科亚学院学士学位论文引言 2 温、传热效率高、传热面积大、加工工艺性好的高效亲水铝箔与高效传热铜管及材料的研究与运用也将对中央空调产品的使用性能产生较大的推进作用。现代的人，生活水平和生活质量的提高必定使人们对健康保护的意识大大增强，健康环保务必会是中央空调技术革新的关键，而这直接体现在末端设备的更新换代中。多层过滤、负离子发生技术、低碳技术、触媒技术、低温技术以及变频技术的运用使人们希望的舒适性和健康性都得到增强的新一代产品成为可能。目前我国空调系统末端装置普遍选用的风机盘管及其粗略的控制模式也将被系统所代替。统实现工商业建筑所需的更宁静、更准确以及温度控制功能的更多新风；统还能打造出智能建筑所必备的能源监察、管理和节能，它本身的结构也可避免人们所担心的漏水和水管维护的烦恼，实现了人们全方面、多要求的健康绿色需求。近十年我国制冷空调行业以迅猛的速度发展，制冷空调工业产值以平均 20 的年增长率增长，好的年份和优良的产品甚至达到 30。作为支持我国国民经济一个新崛起行业，随着建筑业发展、工商设施改建及人民生活质量的提高，中央空调产品的市场的美好前景更是无限，供应范围和供应层次也向多元化、丰富化、绿色化、安全化发展。我国中央空调行业以惊人的速度发展，决定性因素是国内房地产行业的发展。在全年固定资产投资比中 1999 年 1998 年大幅度增长 7 ，房地产投资在所有增长的同比增长中占了大部分，平均年增长高约 18 ，比其他固定资产投资的增长幅度要高出很多。就 1998 年来说，我国楼房建筑面积达平方米，其中，城镇住宅、公共建筑分别为平方米。房地产事业的投资金额加大，办公用房和商业用房所占面积的加大，必将导致中央空调产品供不应求。由此可以看出，若年增长率保持 12 左右，在 2010 年我国中央空调市场需求将创历史新高总量将达 350元人民币。中央空调行业的市场需求是随地域变化而变化的，而当地购买力的影响、气候条件的影响和人民消费观念的影响都较大。由于我国地理位置特殊性，中间包括了寒带、温带和热带以及亚热带，所以中央空调的销售量也必定由南向北呈现下降趋势。可以看出，华北及华东地区中的核心北京、上海为代表的作为政治文化中心及辐射区，主要以写字楼的投资为主，中央空调的市场也就集中在人口多密集的地区；广州、深圳沈阳化工大学科亚学院学士学位论文引言 3 为代表的广东地区主要以贸易经营为主，贸易经营为其主要命脉，因此商品房比较盛行。重庆市身为直辖市，房地产的投资务必上升很快，也别是那些商用营业用户增长更是明显的很，因而，广东、重庆等地区中央空调主要普及在经济商业命脉区和商业网点。目前，随着各地经济都有提高，中央空调产品市场需求将稳步增长。同时，各地区的写字楼、饭店、酒店、工厂、公司、商场、特殊工业厂房都对中央空调有着巨大需求。我国居民生活水平有所提高，这就意味着要求会越来越高，近代全世界空气污染严重。全球温度急剧上升。使人们更不能忍受着高温天气，本来想外出的天气也会在家中。这就促使各地开发商绞尽脑汁解决问题。于此中央空调达到了合理的应用。开发商在各地商场、电影院、餐厅、游乐园、甚至有些学校的教室都得到了合理的应用。这无疑是人们的需求促使了空行业的发展。由此可见，空调无论在何时何地，我国对于空调的需求量都是不能满足的，且市场前景是无法估量的的！在空调内部，起着重要作用制冷部件是冷凝管。冷凝管是制冷装置的重要原材料，它主要有两个用途：制造换热设备最常用的蒸发器、冷凝器，俗称 “ 两器 ” ；作为连接管道和管件。不管哪种用途，它都是制冷剂的通道，其作用十分重要。这就要求铜管生产企业要提高生产效率，采用先进的生产工艺，采用先进的生产设备从而提供优质的冷凝管 5。冷凝管主要靠弯管机生产。我所设计的弯管机盘曲弯曲装置是弯管机上的一部分，它将铜管进行 180 度弯曲从而得到冷凝管。通过这台设备可以提高加工精度和生产效率，所以说设计弯管机盘曲弯曲装置是非常有深远的意义的。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章弯管机概述 4 第一章弯管机概述管机发展情况早期的铜管加工主要依赖于手工完成，生产效率低且加工出的产品质量差，理论滞后于实践的现象比较明显。管材弯管的首要环节是弯曲部分的设计，弯曲很大程度上决定着产品的质量水平，但早期时候对管材的加工要求较小，对工件的加工简单，所以也就能满足当时人们的需求。 20 世纪下半叶随着空调的产生（在二十世纪六 ,七十年代 ,美国地区发生罕见的干旱天气 ,为解决干旱缺水地区的空调冷热源问题 ,美国率先研制出风冷式冷水机 ,用空气散热代替冷却塔 ,其英文名称是 :称为 20 世纪 70料弯管机有了新的发展，对装配时铜管的加工要求提高。同时，冷凝管的使用促使人们不断完善盘料弯管机来满足不同厂家的需要。盘料弯管机逐渐替代了以往以人力加工的方式，结合当时的先进方式并吸收其他机械的发展，采用人力控制的方法对铜管进行加工，相比于人力加工大大提升了生产效率和加工精度。 20 世纪末到 21 世纪初期，盘料全自动弯管机出现，实现全自动操作。各种当今最先进的技术应用其中，液压、气压技术为全自动下料机提供了动力保障，检测装置的采用确保了使用者的安全性和生产的连续性，出现可以让使用者通过各种不同按键的使用来完成复杂的生产过程。弯管机制造商有印度罗斯利，德国，美国本们在自己的国家都有自己的发展特点，国内也有些生产弯管机先进的公司：沉阳汇智精密机械有限公司，沧州圣雄弯管有限公司，张家港市明华机械制造有限公司，浙江迪泰有限公司，每个企业都有自己的企业文化。都有自己的一套先进技术。先进一点的弯管机设计公司会采用全自动设计。一般会用制，能达到安全平稳。能有个好的生产环境。而有的企业现在还采用手动控制，工人手动操作机器，实现半自动控制。但这种生产方式生产的缓慢，需要一个很长的流水线。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第一章弯管机概述 5 管机研究的意义和价值设计弯管机盘曲弯曲装置的目的是满足空调冷凝管的生产需要。随着我国经济的腾飞和人民日益增长的物质需要，空调在我国正在走向普及的道路，冷凝管作为空调的重要零件，其市场的需求量也随着空调的大量生产而日益增加，但空调冷凝管的生产方式与空调的发展并不相符。我国的生产方式依旧落后。很难满足市场的需求，在这种情况下，需要一台能够适应当今发展的弯管机盘管弯曲装置来解决目前生产方式落后的现状。设计这样一台弯管机是非常有意义的。管机的构成及工作原理管机的构成该机器主要由弯曲装置、退料及滑动支撑装置和主机移动装置三大部分组成。弯曲装置的主要功能是弯曲铜管。卸料装置的主要功能是尺寸定位和发夹管的排出。主机移动装置使主机及其上的各个装置在主机轨道上前后移动，以实现发夹管尺寸的调整。管机的工作原理首先弯管机接通电源，油泵启动，弯管机自动运行。接着送料前进，送料前进极限处，芯轴喷油（喷油的时间靠外部的定时器设定），接着弯曲模具夹紧，然后盘管被切断，夹退，然后切断装置后退，弯曲正转，芯轴喷油，接着收紧松开，芯轴退，在这时产品加工结束。接着卸料前进，这时产品的卸料结束。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第二章全自动盘料弯管机弯曲装置概述 6 第二章全自动盘料弯管机弯曲装置概述自动盘料弯管机弯曲装置的组成及工作原理弯管机盘管弯曲装置是将铜管弯曲 180的装置，可以同时对 4 根铜管进行弯曲。通过调整模具、拖架等的位置可以加工其他型号的铜管。弯管机盘管弯曲装置由弯曲模、夹紧模、托架、夹紧油缸、弯曲油缸、托架油缸、弯曲齿条、轴承座、弯曲齿轮等构成。弯曲模具、夹紧模具、托架三点一线。铜管经过导向套筒从弯曲模和夹紧模之间穿入全自动弯管机主机的芯轴杆上，然后夹紧模将铜管夹紧在两模之间 ,同时托架上升托住铜管 ,弯曲装置向前翻转作 180弯曲，将铜管弯制成 U 型管。为防止铜管弯曲部的变形，有万向活动芯轴在铜管内，在弯曲的同时向弯曲处自动喷油润滑。自动盘料弯管机弯曲装置的规格材料的材质：氧铜管；材料状态：软（按用）；材料的尺寸：管 (光管及内螺纹管 )下料长度： 300 下料长度 : L=部不齐度：循环时间： L=1000 18 秒 /每循环；弯曲部椭圆度：弯曲部壁厚减薄率 : 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 7 第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计自动盘料弯管机弯曲装置总体的结构设计总体结构设计如图 1 所示，包括弯曲模、夹紧模、托架、夹紧油缸、弯曲油缸、托架油缸、弯曲齿条、轴承座、弯曲齿轮等。弯曲装置上面装有导向架和导向套筒以用来将铜管顺利导入并支撑铜管。铜管穿入翻转拖架中，进入到弯曲模具中。当接通动力后，芯轴穿入铜管，以免铜管在弯曲过程中产生变形或被压扁，接着夹紧模具夹紧铜管，然后齿条带动齿轮旋转，带动翻转拖架翻转 180 ，完成铜管弯曲，最后芯轴退出，完成一次弯曲过程。整个过程速度较慢，但保证了铜管的优良质量，为空调等电器提供了良好的冷凝管。图 1 为弯管机盘管弯曲装置简图。图 1 弯管机盘管弯曲装置简图沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 8 曲模和夹紧模的设计弹角的计算由于弯曲变形中，塑性变形的同时，必然伴有弹性变形，因此在制作弯曲终了并卸去载荷后，弹性变形将立即恢复，使弯曲件的角度和弯曲半径发生变化，不再和模具的形状、尺寸一致，此种现象称为回弹角。（ 3 式中： a 弯曲件回弹后夹角曲凸模夹角 a 为正，成为正回弹， a 为负，成为负回弹。由于 R/t5,查得软黄铜b=35090a=1 由公式： /900 （ 3 式中：90a 弯曲件夹角为 90回弹角弯曲件为得到将铜管弯曲 180回弹角180a=2 故弯曲模设计成 182 响回弹的因素：（ 1）材料的力学性能材料的屈服极限越高，弹性模数越小，弯曲变形回弹越大，回弹越大，加工硬化作用的材料回弹也大，在具体应用中应注意正确选择材料及选用热处理来消除材料的硬化。（ 2）相对弯曲半径 R/t 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 9 R/t 越大，变形程度越小。弹性变形在总的变形中所占比例就越大，回弹越大，否则相反。实验证明 R/t=1，回弹角最小。（ 3）弯曲角 a a 越小，弯曲变形区长度越长，回弹累积值越大，回弹角愈大。（ 4）弯曲制件形状弯曲制件形状愈复杂，一次弯曲成形角愈多，弯曲时葛布粉的互相牵制作用就愈大，弯曲中拉伸变形成分愈大，回弹值愈小。（ 5）弯曲方式和弯曲模自由弯曲的回弹值比校正弯曲回弹值大，尤其是无底凹模内自由弯曲回弹值最大，而校正弯曲时，校正力愈大，回弹值愈小。 U 型制件弯曲时，凸、凹模的间隙对回弹有较大影响，间隙值愈大，回弹值愈大。间隙值愈小，或为负间隙，则可能出现零回弹甚至于负回弹。同时由于板料厚度偏差存在。使得间隙对回弹影响更明显。曲模和夹紧模工作原理弯曲模和夹紧模是对铜管进行弯曲和定位的。每个弯曲、夹紧模具下都有一个油缸，而托架则安装在由两个托架油缸固定的滑动板上。弯曲前如图 2，弯曲后如图 3。夹紧模材料进给方向弯曲模翻转托料架图 2 弯曲前铜管穿入翻转拖架中，进入到弯曲模具中。当接通动力后，芯轴穿入铜管防止铜管在弯曲过程中产生变形或被压扁，夹紧模具夹紧铜管，齿条带动齿轮旋转，带动翻沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 10 转拖架翻转 180 ，完成铜管弯曲，芯轴退出，完成一次弯曲过程。弯制后的发夹管图 3 弯曲后轮齿条的设计轮传动的优点：瞬时传动比保持恒定不变，准确可靠。传动的功率和速度范围较宽。传动效率高，可达 98%以上。使用寿命长。结构紧凑，体积小。轮的几何尺寸计算：当中心距一定时，应选用较多齿数，这样可以提高重合度，使传动平稳，减小噪声。中速、过载大、短时间间歇运转时，取大值。根据设计要求选取齿轮齿数 z=32,模数 m=5。则分度圆直径 60 。压力角 a 为 20 。齿顶高 * 齿根高 * 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 11 全齿高齿顶圆直径 702 齿根圆直径 72 基圆直径 0c o s 齿距齿厚 =齿槽宽 = 齿条同齿轮，齿轮图如图 4 轮的接触疲劳强度校核齿轮材料选择 40，标准直齿轮，调质表面淬火，硬齿面。齿面硬度为48采用表面淬火，轮齿变形不大，故选 7级精度。齿条同齿轮。齿宽系数选取条同齿轮。齿轮的扭矩 41036 0 齿宽 0 考虑到本弯管机盘管弯曲装置运动均匀平稳，查得使用系数；图 4 齿轮图沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 12 由 V=12m/s,查得查得齿向载荷分布系数 100/K A 查得载荷系数因为齿轮齿条都是锻钢，故查得材料的弹性影响系数；查得区域系数轮最大接触应力计算公式为： 22 ( 1 )H E Zb d u （ 3 则齿轮最大接触应力： 22 ( 1 )H E Zb d u = 411604021031. 5420. 882. 524 由齿轮材料为锻钢查得齿轮的接触疲劳强度极限 =1200接触疲劳寿命系数安全系数 S 取 1，取失效率 1%；齿轮许用应力公式为： K （ 3 故算得 H =1164此 H H ；故齿轮传动齿面的接触强度足够。轮的弯曲疲劳强度校核因为齿轮齿数为 32，查得当 Z=30时，Z=35 时，故由插值法算得沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 13 应力修正系数则 0 . 7 50 . 2 5 0 . 70 . 6 7Y ；则齿轮圆周力 2 375d查得弯曲疲劳强度极限 =700 1， 1，1+d ） 2d +10 故 1 2 9 8 取弯曲疲劳安全系数 S= 故齿根许用弯曲应力计算公式为： .= F N F S（ 3 故算得齿根许用弯曲应力 .= 4 9 0 p F ；齿根最大弯曲应力计算公式为： K （ 3 算得 M p K 0 故 F F ,所以齿根弯曲疲劳强度足够。承的选择与校核承的选择根据设计的要求和条件，选择角接触轴 70095,d=45=75本额定载荷 1C=润滑极限转速 7500r/ 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 14 选系列轴承的性能特点可同时承受径向载荷和轴向载荷。也可单独承受轴向载荷。接触角 a 越大，轴向承载能力越高。由于一个轴承只能承受单向轴向力，应成对使用。承的寿命校核轴承额定寿命公式为： 010 610 （ 3 其中：寿命系数，本设计取 =3；由书查得算得 P= 故 963610 103. 95236010146 . 4258 006010 h；因为机器的寿命为 h，小于轴承寿命；故轴承寿命足够。承的静强度校核静强度验算条件公式为： 000 （ 3 一般工作条件下，滚动轴承安全系数 S；本设计取 S，则当量静载荷 0 1 4 6 N，则 0 0019500 1 3 3 . 21 4 6 . 4C . 故轴承的静强度足够。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 15 承的极限转速校核极限转速验算的条件： m a f ；角接触轴承的负荷角 1 = 4 0,由此查得 f 。则 m i n/5 5 1 27 5 0 i a x ；故轴承的极限转速足够，满足轴承要求。的设计的直径计算轴的设计公式为： (3其中： T 许用切应力， T 轴所受的转矩， N n 轴的转速， r/P 轴传递的功率， d 轴的计算直径， C与轴材料有关的系数。查得系数 C =106,故 633 9 . 5 5 1 0 9 . 60 . 2 m , 查表取轴的标准直径为 10取轴直径 d=10 选取轴的材料为 45 号钢。的校核本设计决定按弯曲许用应力计算对轴进行校核。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 16 画出轴的空间受力简图，如图 5 A H F 轴空间受力简图画出水平面受力图，计算支点反力，画水平面弯矩图，如图 6 A HM x H F 水平面受力及弯矩图考虑到 C 点处可能为危险截面，故计算出 C 点的弯矩。由 00因为平衡，故； F 图 7 垂直面受力和弯矩图求得支点反力 375 。 C 点弯矩 3 0 0 3 7 5 3 0 0 1 1 2 5 0 0C H A m m N m m N m m ；画出垂直面受力和弯矩图，计算支点反力和图 7 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第三章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 17 由 003222A V B V F r N ； C 点弯矩 3 0 0 3 2 2 3 0 0 9 6 6 0 0C V A m m N m m N m m ；求合成弯矩合成弯矩的计算公式为： 22(3所以 C 点的合成弯矩 : 2222 画出扭矩图，如图 8 A 扭矩图计算 C 点处当量弯矩当量弯曲的计算公式是： 22 a T (3所以 C 点的当量弯矩： 2222 5 4 5 1 . 4 1 0 0 . 6 3 1 0 1 . 2 1 0 a T N m m 。校核轴的强度查得 45 号钢 40 ，用插值法得 91 ， M p ，所以，故 C 截面安全。沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 18 第四章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计自动盘料弯管机弯曲装置油缸的选择设计选择的是日本油研的程型油缸，油缸直径 50工程型油缸作为动作执行件，主控部分采用高性能可编程控制器 11。为提高系统的可靠性，我们对所有动作均采用带有终点位置传感器的闭环控制方法。由于气动系统使用压力一般在围 ,因此气缸是不能做大功率的动力元件液压缸包括 5 个部件 ,缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置、排气装置。所选液压缸如图 9 图 9 液压油缸图自动盘料弯管机弯曲装置液压泵的选择压泵的选择油缸的行程： 001 8 2 1 8 23 . 1 4 1 6 0 2 5 53 6 0 3 6 0S d m m 。完成一次弯管的时间规定为 13s,规定泵转速为 1450r/ 故弯管机弯管最大速度 255m ，沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 19 最慢速度 85 。弯曲油缸流量的流量计算公式为： 10004其中： q 泵的几何排量（ cc/ 故得出 Q =因，其中 22 ；由此求得 V= 从而得出；故油缸选择台湾柱塞泵。如图 10 图 10 柱塞泵则弯曲流量 m ；因为，所以 0/ ；弯曲时间 =s; 对于齿轮，故齿轮的转速 m 3/ 。 V 型柱塞泵的参数排量 15cc/沈阳化工大学科亚学院学士学位论文第四章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 20 无负荷流量 1500无负荷流量 1800转速最低： 500r/转速最高： 1800r/ 型柱塞泵的特性 V 型柱塞泵，以独特的设计写盘变化角度功能，广泛用于各种场所。特殊设计，在全力压力区下，保持低噪音功能。由多种控制方式来整合，能形成系统具有省能源、小型号、低成本功能。功率损失小，减低油温上升，可选配较小型油箱。广泛用于工具机、

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