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W11-10×2000卷板机的设计

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W11 10 2000 板机 设计
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内容简介:
开题报告课题名称W11-102000卷板机设计 课题来源导师课题课题类别工程设计一、论文资料的准备1.卷板机原理及分类卷板机是一种将金属板材弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成型设备。根据三点成圆的原理,利用工作辊相对位置变化和旋转运动使板材产生连续的塑性变形,以获得预定形状的工件。该设备广泛用于锅炉、造船、石油、化工、金属结构及机械制造行业。卷板机作为一个特殊的机器,它在工业基础加工中占有重要的地位。凡是钢材成型为圆柱型,几乎都用卷板机辊制。其在汽车,军工等各个方面都有应用。根据不同的要求,它可以辊制出符合要求的钢筒,是种相当实用的器械。卷板机的运动形式可以分为主运动和辅运动两种形式的运动。主运动是指构成卷板机的上辊和下辊对加工板材的旋转、弯折等运动,主运动完成卷板机的加工任务。辅运动是卷板机在卷板过程中的装料、下料及上辊的升降、翘起以及倒头架的翻转等形式的运动。以三辊对称式为例,上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动,通过丝杆丝母蜗杆传动而获得,两下辊作旋转运动,通过减速机的输出齿轮与下辊齿轮啮合,为卷制板材提供扭矩。国内外采用冷卷方法较多。冷卷精度较高,操作工艺简便,成本低廉,但对板材的质量要求较高(如不允许有缺口、裂纹等缺陷,金相组织一致性要好)。当卷制板厚较大或弯曲半径较小并超过设备工作能力时,在设备允许的前提下可采用热卷的方法。热卷的板材一般是在800-850温度范围内进行保温均热,若将工作辊预热则效果更佳。热卷卷板机与普通冷卷卷板机有较大的差异,在工艺上也略有不同,。热卷时不必考虑工作的回弹,但缺点是产生大量的氧化皮及明显的热膨胀等,直接影响工件表面质量及尺寸精度。关于卷板机的分类,国外一般以工作辊的配置方式来划分。国内普遍以工作辊数量及调整型式等来分类,一般分为:(1) 三辊卷板机包括对称式三辊卷板机、非对称式三辊卷板机、水平下调式三辊卷板机、倾斜下调式三辊卷板机、弧形下调式三辊卷板机和垂直下调式三辊卷板机。(2) 四辊卷板机分为测辊倾斜调整式四辊卷板机和侧辊圆弧调整式四辊卷板机。 (3) 特殊用途卷板机有立式卷板机、船用卷板机、双辊卷板机、锥体卷板机、多辊卷板机和多用型卷板机等。2. 国内外卷板设备的发展现状 机械加工行业在我国有着举足轻重的地位,它是国家的国民经济命脉。作为整个工业的基础和重要组成部分的机械制造业,任务就是为国民经济的各个行业提供先进的机械装备和零件。它的规模和水平是反映国家的经济实力和科学技术水平的重要标志,因此非常值得重视和研究。 卷板机采用机械传动已有几十年的历史,由于结构简单、性能可靠,造价 低廉,至今在中小型卷板机中仍被广泛应用。但在低速大扭矩的卷板机上,如采用机械传动,会使传动系统体积庞大,电动机功率大,启动时电网波动也较大,所以目前液压传动越来越多地在卷板设备中得到采用。 近年来,有工作辊的移动采用液压驱动但主驱动仍为机械传动的机液混合传动卷板机,也有全部动作均采用液压驱动的全液压式卷板机。采用液压驱动能降低机器的能耗,便于工作压力、卷板速度的调节以适应不同的工况,便于实现自动控制。科学技术的发展和对国外卷板技术的不断学习和引进,使我国卷板设备的生产技术有了很大提高。近几年,我国生产的三辊可调式卷板机和四辊卷板机越来越多地代替了在卷板设备中一直占据主要地位的对称三辊卷板机。随着液压产品生产技术不断进步,国产液压元件的精度、性能已达到较高的水平。所以,液压传动也越来越多的应用于卷板设备中。目前,用于卷制中薄板的小功率卷板机多采用机械传动或机液混合驱动,用于卷制厚板的大功率卷板机多采用液压驱动或多电机同时驱动。另外,我国引进国外数控卷板技术,在数控卷板工艺和设备研究方面作了大量工作。但无论国内还是国外的卷板机,从数控技术的实现上看,还均不能达到令人满意的结果,还不能根据被卷制坯料的材质、规格尺寸、卷曲曲率等,正确计算和调整工艺参数,达到真正的全自动控制,而是需要较多的人工干预。卷板机制造业作为机床模具产业最大的买方市场,其中进口设备70%用于卷板机,同时也带动了焊接、涂装、检测、材料应用等各个行业的快速发展。数控技术推动了卷板机制造企业的历史性的革命,数控机床有着高精度、高效率、高可靠性的特点,引进数控设备在增强企业的应变能力、提高产品质量等方面起到了很好的作用,促进了我国机械工业的发展。据预测,卷板机制造业:对数控机床需求将增长26%;对压铸设备的需求将增长16%;对纤维复合材料压制设备的需求增长15%;对工作压力较高的挤或冲压设备需求增长12%;对液压成形设备需求增长8%;对模具的需求增长36%;对加工中心需求增长6%;对硬车削和硬铣消机床的需求增长18%;对切割机床的需求增长30%;对精密加工设备的需求增长34%;对特种及专用加工设备需求增长23%;对机器人和制造自动化装置的需求增长13%;对焊接系统设备增长36%;对涂装设备的需求增长8%,对质检验与测试设备的需求增长16%。在今后的工业生产中,卷板机会一直得到很好的利用。它能节约大量的人力物力用以弯曲钢板。可以说是不可缺少的高效机械。时代在发展,科技在进步,国民经济的高速发展将对这个机械品种提出越来越高的要求,将促使这个设计行业的迅速发展。二、本课题的目的(重点及拟解决的关键问题)毕业设计是工科大学生完成学业中最重要的实践环节,是将在大学学到的理论知识系统化、条理化、实用化最关键的一环。通过本毕业设计培养自己综合运用所学的基础理论、专业知识和基本技能,提高分析与解决实际问题的能力;较复杂工程计算的工作能力;计算机绘图与手工绘画相结合的工程图绘制能力。掌握一般机械机构的设计思路、方法和步骤,掌握常用工程材料的性能和选配能力。尽快完成学生到工程技术人员的过渡。重点及拟解决的关键问题:1.卷板机是一个对板材弯曲加工的设备,对机床棍子所能承受的弯曲的弯曲扭矩、齿轮箱的传动比以及高速及斜齿圆柱齿轮传动要求作出明确的计算,它将决定弯曲钢板的厚度。2.卷板机要求辊子传动平稳运行,在很大程度上影响着工件质量的加工,所以要设计好内部传动结构。3.上棍侧架及上辊侧架的转动、连接问题。4.在三辊卷板机的设计使用过程中,通常会遇到回弹量控制、纵向很长零件中部凸起、纵向呈锥度和边缘不平整等几个问题。所以要减少设备的震动。5.加工效率是现代企业的追求之一,能够方便快捷的安装、拆卸工件,可以大大的提高效率。 三、主要内容、研究方法、研究思路1.主要内容:该卷板机结构形式为三辊对称式,上辊在两下辊中央对称位置通过锥齿轮传动作垂直升降运动,通过主减速机的末级齿轮带动两下辊齿轮啮合作旋转运动,为卷制板材提供扭矩。规格平整的塑性金属板通过卷板机的三根工作辊(二根下辊、一根上辊)之间,借助上辊的下压及下辊的旋转运动,使金属板经过多道次连续弯曲,产生永久性的塑性变形,卷制成所需要的圆筒、锥筒或它们的一部分。该卷板机主要有一个上辊、两个下辊、机架及驱动电机传动机构等部分组成。本设计要求对该型卷板机做总体设计和上辊、下辊和机架等机构做结构设计。原始数据:(1) 最大卷板厚度:10mm (2) 最大卷板宽度:2000mm (3) 卷板速度:7.12m/min (4) 满载卷板最小直径:500mm (5) 上辊直径:200mm;下辊直径:190mm;两下辊中心距:300mm (6) 板材屈服极限:245MPa技术要求:1.该机结构形式为三辊对称式,上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动,通过丝杆螺母蜗杆转动而获得,两下辊作旋转运动,通过减速机的输出齿轮与下辊齿轮齿合,为卷制板材提供扭矩;2.卷板机运行要平稳、可靠,要有良好的整体结构刚度;3.结构整体要有较高的强度和抗冲击性能。2.研究方法及思路研究方法:本次设计主要是根据机械设计的一般方法比较法,即国内外已有的同类型机种的参数尺寸,结合我们要设计机型的具体要求、参照来确定其参数。研究思路:(1) 电动机的选择及运动,动力参数的确定1) 选择电动机根据工作载荷,结构特性和工作环境等条件确定电动机种类,类型和结构形式。功率和转速确定具体型号,选择控制方式。2) 运动动力参数的确定-确定装置总传动比,分配各级传动比,为进行传动件设计计算,将工作要求功率或转距推算至各轴上,得各轴的运动和动力参数(各轴的转速功率及扭距)。(2) 传动设计 传动装置中各传动方式设计,包括布置方式,传动精度等级,传动参数强度等级设计,轴承形式选择(3) 结构设计 各传动件结构几何尺寸,结构形式设计,强度校验。轴组件、轴承、联轴器、箱体及各附件的选择。(4) 强度校验 轴组件、轴承、键、销强度校验。(5) 工艺设计 主轴或螺杆工件工艺分析,加工方法,工艺规程制订(6) 润滑与密封 确定各传动件润滑方式,传动装置密封形式,选密封件及润滑剂。4、 总体安排和进度(包括阶段性工作内容及完成日期)3月25日-4月7日 确定方案、修改方案、最终通过方案。(二周) 随时将方案交指导老师审批,方案通过则继续进行,通不过则修改方案,在两周内必须通过方案。4月8日-5月5日 撰写计算书。(四周) 严格按规范要求撰写计算书,包括页面布置、字体、内容、插图等。插图使用AUTOCAD绘制,图文并茂,计算正确完整。5月6日-6月9日 绘制工程图。(五周) 图量符合要求。6月10日-6月16日 整理毕业设计资料,准备答辩6月17日-6月22日 毕业答辩五、主要参考文献1 范宏才主编.现代锻压机械.北京:机械工业出版社,19942 王政等.焊接工装夹具及变位机械图册.北京:机械工业出版社,20063 成都电焊机研究所等.焊接设备选用手册。北京:机械工业出版社,20064 雷玉成等.焊接成型技术。北京:化学工业出版社,20045 陈裕川.现代焊接生产实用手册。北京:机械工业出版社,20056 成大先主编.机械设计手册.单行本.轴及其联接.北京:化学工业出版社,19977 成大先主编.机械设计图册(上、下册).北京:化学工业出版社,19978 陆玉
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