钢筋调直机设计要点

—ret ——ret —'(Ro十J)cos(3-9)将式（3-8）和式（3-9）代入式（3-4）,最后取得：=0.6arctg理 0.4arctg斗 （3-10）'（Ro+J）cosa Ro+-将公式（3-8）代入公式（3-4）即可看出，任一位置X处的矫直辊半径Ro与r和〉有关，可以表示为Rx二F（X，Ro,r，）即矫直辊辊形与基准钢筋半径r、矫直辊辊腰半径F0、矫直辊倾角〉等原始参数有关。321.2基准钢筋半径r的选取本文认为，应以矫直钢筋平均直径的偏大值来设计直辊，首先是因为以矫直机矫直范围中的之间钢材为基准设计矫直辊， 当用于矫直可矫钢筋范围中的最大和最小钢筋时，矫直机调整幅度小；其次是因为在其它参数相同的情况下， 基准直径越大，辊形愈平缓，（见图4-8）矫直辊的磨损均匀性也就愈好，钢筋表面产生划伤的可能性也就愈小。这是因为转毂旋转角速度是一定的， 与每个矫直辊相接触的钢筋上只有一点与矫直辊无相对滑动，而其它各点与矫直辊均存在相对滑动，而矫直辊辊形愈平缓，矫直辊辊面上各点的旋转线速度差就越小， 矫直辊与被矫钢筋接触线上各点的相对滑动速度也就越小，矫直辊的磨损也就灰愈均匀，钢筋表面产生划伤的可能性就会愈小。即X(um)X(um)图3-7矫直辊辊形比较321.3辊腰直径与辊距的设计在选定基准钢筋半径r后，就应根据实际需要选择矫直速度，而矫直速度与矫直辊辊腰直径R0及矫直辊倾角「有关，所以的选择应考虑其对矫直速度的影响。此外矫直辊辊腰半径 的选择还应考虑矫直稳定性和矫直辊的磨损均匀性。在其它参数相同的情况下， 越大，矫直辊辊形越平缓（见图3-8），矫直辊磨损就越均匀，也不易在被矫直钢筋表面产生划伤等矫直缺陷，但辊形越平缓，矫直辊对被矫钢筋的约束能力就越弱，矫直时钢筋易偏离矫直中心线，矫直稳定性就越差。此外，在矫直辊旋转角速度一定的情况下， Ro越大，矫直速度也就越大，产量也就越高。反之，则情况相反。同时， 在斜辊矫直中，由于钢筋与矫直辊的接触线较长，从而不必按斜辊接触强度来计算辊径。辊腰直径比辊端直径细，且辊身较长，因此要求辊子有足够的弯曲强度，辊子的两端不仅有可能与压弯的钢筋相接触而且是钢筋在矫直时必须通过的部分， 因此，辊端成圆角。矫直辊辊长的选择首先要保证钢筋与矫直辊之间的接触线达到足够的长度，以满足矫直辊和钢筋的接触长度要求，避免因应力过大而造成压痕、划伤等矫直缺陷；其次，辊长的选择还要与辊距相匹配，以保证机器结构尺寸要求。在统计数据的基础上，用类比法进行了参数的确定。辊腰半径 Ro=（2.5~5）r辊子全长 I。=（4~5）F010 15 20 25 30 38 40X(nn)图3-8矫直辊辊形对于转毂式多斜辊矫直机来说，辊距P是矫直机的一个基本结构参数，它主要受结构条件、强度条件和矫直可能性的约束，既影响矫直质量，又决定着矫直机的尺寸。首先，须从矫直机的结构尺寸进行考虑，辊距P的选取要确保矫直辊在最小调角时辊与辊之间互不干涉；其次，须对机器受力进行考虑，在矫直弯矩一定的情况下，辊距越大，矩直力越小，机器受力情况越好，矫直辊和机架的强度要求也就越易满足。辊距P越小，矩直力越大，矫直辊受到的扭转应力和辊身接触应力增大，使得辊身表面过早磨损和削落，影响矫直辊寿命，同时也易于擦伤钢筋表面；同时，对矫直可能性进行考虑，钢筋直径d值越小，为实现塑性变形，钢筋在斜辊之间的弯曲半径也应越小。辊距越小，对钢筋可能产生的反弯曲率越大，矫直质量越高，因此，应尽量选择较小的辊距，综合考虑，确定辊距的原则是：既要保证矫直质量又要满足矫直辊的强度要求。辊距P=（1.2~4.4）I。由文献［4］可知，在弹塑性变形区内，矫直辊应绕基准钢筋旋转 2周以上。对于基准钢筋，矫直辊旋转一圈前进的导程为 s=2「：rtg>,于是弹塑性变形区长度Ip应满足:Icp_2s=4-rtg： （3-11）由文献⑸可知：Icp=0.42P2二 0P84 （3-12）将式（4-11）代入式（4-12），得：P:5二tg： （3-13）321.3矫直辊倾斜角:的设计矫直辊的倾斜角不仅对于接触条件及高频弯曲次数有直接影响，也对于保证钢筋各个断面的变形在各矫直辊下不发生同步性的重复有决定性作用。 因此，〉值的选取对钢筋的矫直质量有重要影响。矫直辊倾角:-的选择除考虑矫直速度外，还应考虑矫直质量和矫直稳定性。在其它参数相同的情况下，当。增大时，辊形变陡（见图3-9），矫直速度增大，

产量增加；转毂旋转一周，钢筋前进的导程s=2「：rtg＞也增大，这样钢筋在弹塑性弯曲矫直区中的弯曲矫直次数为i=lcp/s（注： 为弹塑性变形区长度）就减少，矫直质量就不易保证，同时，倾角越大，钢筋与矫直辊接触线越短，接触应力就越大，易出现矫直缺陷，但由于辊形变陡，矫直稳定性会变好。反之，则情况相反。由接触区长度准则，倾斜角:最大值可由下式得出二dtg：max=lcosmax （3-14）式中d—矫直钢筋直径（mm）l—矫直辊工作部分长度（mm）辊子工作部分长度l:cos2am ml=（R0r） tg亠rsin：sin （3-15）sina式中 R0—辊腰半径（mm）；r—钢筋半径（mm）；:-—矫直辊倾斜角（0）；1「一理论辊形中距辊腰丄l处矫直辊的包角（。）2将式（3-15）代入（3-14）中，得：-dtgmax"(Rd-dtgmax"(Rdr)2—rsin：maxSin:maxsin]cos：max(3-16)理论上上500，矫直辊对钢筋的包容度为28%，满足矫直条件。将数据代入上解得解得:max二56.2由文献［4］给出,tg：max乞5tgmin(3-17)tg：max乞5tgmin(3-17)在00~30。之间,tg〉用sin〉代替，最大误差为•仏=tg3°血30 13.4%可以近似地把tg^min=sin:-min代入上式后，倾斜角tg30°:-的最小值可由式（3-18）求出2tg^maSinm亍X5Sbnmin （3-18）得-min=29.90505050S050544332211l)s0505050S050544332211l)s510152025303540X(mni)图3-9矫直辊辊形（r=5mm,R0=23mm）另外从钢筋与双曲线辊形接触后保持直线状态来考虑，钢筋直径d越大，辊子的倾斜角越大。同时考虑到在实际操作中，：•值越大，两矫直辊在钢筋轴线方向所形成的有效空间越大，进料容易。又因为钢筋理论出口速度v=0.6m/s，钢筋出口速度提高，在冷轧带肋钢筋矫直过程中，为避免划伤，必须保证钢筋肋顶面与矫直辊面接触，而且接触面积尽量大，由GB13788-92,冷轧带肋钢筋三面肋沿钢筋横截面周圈上均匀分布，其中有一面必须与另两面反向，肋中心线和钢筋纵轴线夹角1为40。〜60。，则〉取值为40。〜60和30。〜50。，:取值范围为30。〜60。。但随〉值增大，钢筋与辊子接触区长度减少，与辊子一次接触的肋面数目减小，钢筋接触应力增大，肋面易被压伤。综合考虑上述因素，取 :宜取偏大值。322矫直辊辊系的配置斜辊矫直主要依靠足够的接触区长度及在接触区内一定的高频弯曲次数， 而不单靠辊数的增加。增加辊数等于增加低频弯曲次数， 加长塑性区，其对提高矫直速度更为重要。同时。，也增加了钢筋的硬化和矫直功率，而且结构更大。为此，在保证矫直质量的前提下，辊数尽量少些。辊数的多少直接取决于辊系的配置方式，辊系的配置方式对于矫直质量、被矫直钢筋的尺寸和形状精度具有重要的影响。在本设计中，综合 1-1和2-2辊系配置的特性，采用了前四个斜辊1-1，后两个斜辊2-2的复合配置方式。图3-112—2辊系配置示意图1-1辊系（见图3-10）适用于一般棒材及厚管材的矫直，被矫直钢筋受三次低频弯曲，形成三个塑性弯曲区，若在弹塑性变形区内，每个矫直辊绕钢筋旋转4次，则等于在弹塑性变形区内，矫直辊绕钢筋总共旋转 12次，即增加了高频弯曲次数，得到较好的矫直效果，但是钢筋头尾在小于或等于半个辊距的长度内得不到矫直，有时会造成大量的切头损失。2-2辊系（见图3-11）中，在矫直辊的对面加上压紧辊，扩大了钢筋塑性变形区，只要保证圆材压紧区，圆材的每层圆周上的纤维将受到一致的变形， 即使圆材的原始弯曲较大，在受到相同的较大弯曲之后，各条纤维的塑性变形虽有不同，但弹复能力会基本一致，故能得到明显的矫直效果。同时 2-2辊系能消除圆材的甩尾和由此引起的噪音，有利于钢筋两端的矫直，且不易产生表面擦伤，能保护冷轧带肋钢筋的表面质量。成对配置的辊系还可以对管材椭圆度有圆整作用；起到配置的作用，减小转毂的偏心，减轻振动。但随着转毂质量增加，动载荷增大，矫直功率也随之增加。在相同功率条件下，矫直速度降低。为了保证矫直速度（本设计中v=36m/min），减少转毂的动载荷，综合前两

种辊系的优点，采用1-1-2（3/3）的辊系配置方式，尾部两个矫直辊同时起固端作用，实现了钢筋的全长矫直，能够取得很好的矫直效果。1—矫直辊1—矫直辊2—矫直钢筋3—转毂图3-121—1—2（3/3）辊系配置示意图323矫直速度Vx为钢筋前进的速度，即矫直速度，目前，关于矫直速度的理论与实验研究都不多，有的只是按统计经验来确定矫直速度，在本文中把钢筋看作直材,于矫直过程中的打滑现象，用系数来表示。VoVon二d60从而钢筋的前进速度为VxVx=v°.tg：二60加入修正系数丫（取0.92~0.96），得Vx=%©Vx=%©n二d60图3-13钢筋与矫直辊的运动关系3.2.4对矫直质量影响的几个因素3.2.4.1压下量对矫直质量的影响钢筋的纵向弯曲是应用弹塑性弯曲矫直原理实现矫直的。对于 1-1-2(3/3)型转毂式斜辊矫直机来说，由于二、三、四辊的偏移(压下量)；钢筋呈弹塑性弯曲状态，经过多次弹塑性反复弯曲而实现矫直(图4-15)。关于压下量的大小，各国给出的公式各不相同，且差别极大，如文献［15］建议弹塑性变形高度应达到80%,而文献［51］则认为弹塑性变形高度达到35%即可实现矫直目的，文献［52］对矫直所需的轴反弯曲线曲率进行了数值分析和计算，得到的结果与文献 ［51］基本相符。实际上压下量的大小应视矫直机的辊距和被矫钢筋的原始弯曲度、 材质、规格和辊子磨损情况作相应的调整。 在其它参数相同的情况下，辊距越大，钢筋原始弯曲度越大，材料屈服强度越大、直径越小，辊子磨损情况越严重，压下量应取的越大，反之，则情况相反。3.2.4.2矫直速度对矫直质量的影响以前，人们对矫直速度对矫直质量的影响不够重视，实际上，矫直速度也是影响矫直质量的一个关键因素。矫直速度的大小应与被矫直钢筋的原始弯曲度、规格及材质相适应。钢筋的原始弯曲度大、直径大、材料屈服强度高时应采用较低的矫直速度进行矫直，反之，贝『情况相反。在其它参数相同的情况下，采用高速矫直，矫直质量不好，而采用低速矫直时就可获得较好的矫直效果， 这主要与材料的性能有关，应使矫直速度低于材料的变形速率，确保材料发生弹塑性变形，因此，在保证产量的前提下最好采用低速矫直。3.2.5矫直系统设计计算在我所设计的冷轧带肋钢筋矫直切割机设计过程中所取参数如下：采用3+61-1-1(3/3)的辊系配置方式，基准钢筋直径r=INT(1.1I)=5mm，辊腰直2径Ro=(12.5~25)mm,取R°=20m,辊子全长I。=(50~100)mm,取I。=90mm,矫直辊倾角-=50。，辊距取P=280mm。实践证明，矫直效果良好。3转毂式斜辊矫直力能参数计算一般来说，如图3-14所示在矫直辊上，除作用有垂直压力F(更确切的说，是垂直于通过矫直辊轴线，并平行于钢筋轴线的平面力)夕卜，还作用有力图使矫直辊在角平面转动的力偶M，切向力T和轴向力S，角为钢筋与矫直辊的最大接触角。当把矫直辊受到的压力视为总压力的垂直分力时，所做的计算已达到工程计算所允许的精度，即其它分力的影响可以考虑不计图3-14矫直辊受力示意图矫直力是原始曲率和钢筋直径等参数的函数，转瞽式斜辊矫直机由于辊系配置方式不同，受力状态和钢筋变形状态都不尽相同，也就有不同的矫直力表达式。因此在力学计算时，必须结合各个辊系的特点来进行，做到具体问题具体分析。对于1-1辊系（图3-15），将矫直力作为集中力考虑，力的作用点分别为各个矫直辊辊腰部分，由三弯矩方程求出各辊的矫直力在本设计中，由于采用了1-1-2（3/3）的辊系配置方式，考虑到第5,6辊起固端和导向作用，在第五辊力作用点处发生弹塑性弯曲，钢筋在辊系中产生4次弯曲。矫直辊受力点之间称为接触区，在接触区内钢筋的弯曲曲率认为是相等的，但实际中接触区中间的曲率要比两端的大，因此两端的压力不可能集中作用于一点，而可能是由外向内迅速递减的压力，因此一种简化的考虑，按图 3-16的受力模型进行简化，矫直辊受力为集中力J=lcos:J=lcos:(3-20)对于直径为d的冷轧带肋钢筋，矫直辊的平均直径为 ，辊身长度为I，接l与j的近似关系为:l与j的近似关系为:第一个矫直辊所受力F_2M航1P由三弯矩方程可求得2MF2 （2M，2+M，3）P对于转毂式斜辊轿直机压下量既不需过大，也不需有严格的递减规律，因此M的取值不必保持差别。即6Mt6MtM•P同理，对于第三个矫直辊F3=2M1(M2+2M3+M4)P而对于底四、五、六矫直辊的受力(P+J)MM:

J(P-J)F4=(F+Fi+E)-(B+F)得1-1-2(3/3)配置的辊系，其合力为*2(F+F3+F5)=2[2M也+8M也+(P+J)MM•]P P J(P-J)=20匝匝20(PJ MjLpj(p-j)f人4转毂式斜辊矫直机矫直功率计算转毂式斜辊矫直机矫直功率可分为克服塑性变形所需功率与克服摩擦所需功率两部分组成。克服塑性变形所需功率包括两部分：钢筋低频弯曲塑性变形所需功率Ns、旋转弯曲的塑性变形功率Nxs；克服摩擦所需功率包括两部分：矫直辊摩擦功率Nm!、转毂轴承摩擦功率Nm2。下面分别加以说明计算。3.4.1钢筋低频弯曲塑性变形所需功率Ns由于矫直辊的交错布置及矫直辊均有一定的压下量使得钢筋在前进过程中要受多次的反弯。矫直辊的数量I越多，反弯次数越多，这个弯曲次数属于低频弯曲次数。同时矫直辊随转毂旋转而转动，钢筋的弯曲变成全圆周性的旋转弯曲，它属于高频弯曲。钢筋低频弯曲塑性变形所需功率Ns为Ns二Us(I-2)Vx (3-22)式中Vx--矫直钢筋的前进速度。3.4.2旋转弯曲的塑性变形功率Nxs转毂式斜辊矫直机的矫直辊做的较细，而矫直辊的倾斜角较大，矫直辊与被矫直钢筋的接触长度较短，则在功率计算时，不考虑其等效接触区，按式(3-23)计算其功率。Ns=0.1p(I-2)Uxs・n (3-23)60式中n--转毂转速。

3.4.3矫直辊摩擦功率Nmi矫直辊与钢筋之间主要是滚动摩擦，同时矫直辊两端轴承也存在摩擦损耗,摩擦功率等于两种摩擦功率之和，如式(4-24)所示：d^：ng60(3-24)60(3-24)二dn(2f：；_db)60Dgcos：式中f--辊子与钢筋之间的滚动摩擦系数;J--辊子轴承摩擦系数；ng--矫直辊转速；db--辊子轴头直径；Dg--辊子直径。3.4.4转毂轴承摩擦功率Nm2一般来说，球轴承比滚子轴承的摩擦力矩小，摩擦功率小，在本设计中同时考虑到转速较高、轴向载荷较大，转毂轴承进口一端采用深沟球轴承，出口端采用成对的角接触球轴承配置方案。转毂轴承摩擦功率Nm2由(4-25)求得:兀DbnNm2」(PQ)b (3-25)60式中 P--皮带张力；Q--转毂自重；Db--转毂轴头直径；丄--转毂轴承摩擦系数。转毂驱动总功率为1N (Nm1Nm2Ns.Nxs.) (3-26)式中--皮带传动功率

5设计计算本设计题为冷轧带肋钢筋矫直切断机，力学系统设计参数以 10mm为设计计算基准。冷轧带肋钢筋的力学性能见第一章绪论部分，其它参数见矫直系统设计部分，矫直速度（即矫直钢筋前进速度） vx=0.6m/s,钢筋的强化系数■=0.01，弹塑比取叮-0.90，二t=500皿巳。由式（2-5）及（2-8）得钢筋塑弯比11M・二0.7（1一‘）T‘（ 1）二0.7（1—0.01）10.01（ 1）=1.69TOC\o"1-5"\h\z: 0.9冷轧带肋钢筋的弹性极限弯矩为』 3 J■ 3MtR-1 5 500=84780N.mm=0.049kN.m4 4接触区的理论长度，由式（3-20）求出J=lcos：=90cos50=0.058m由公式（3-21）得垂直矫直力的总和力为'FT-20 2（0.220.058）]0.0491.69=12.43kN0.22 0.058（0.22-0.058）将相应数据代入公式（2-10）得低频弯曲的塑性变形能为3Us『T｛（1_2，）4（1<尸71-'）【二一2（1-于—2arcsin】•.[J一（打川一节—辔？]｝（1—•）225 500225 50051.910(0.12-0.1160.001)0.99=0.163kN将相应数据代入式（2-13）得高频弯曲的塑性变形能为(1一’)(2(1一’)(21291000(^0.01)(0.134-0.4950.3630.003)=2.045kN将相应数据代入公式(3-22)得钢筋低频弯曲塑性变形所需功率Ns=us,(I-2皿=0.163(6-2)0.6=0.39kN本设计中，矫直速度为vx=0.6m/s，则所需转毂转速n=1140r/min,将相应数据代入公式(3-14)，得旋转弯曲的塑性变形功率Nxs=0.8（1=2.94kN-0.10.24（6一Nxs=0.8（1=2.94kN60辊子与钢筋之间的滚动摩擦系数 f=0.0002m；辊子轴承摩擦系数」=0.002；辊子轴头直径db=0.015m。将其它所有相应数据代入式(3-24)，得矫直辊摩擦功率K1兀dn(2f+Pdb)L兀><0.012x980x(2x0.0002+0.002x0.016)_Nm1 F - 12.4360Dgcosa 60汇0.046汇cos50°=0.106kw本设计中，同时考虑到转速较高、轴向载荷较大，转毂轴承进口一端 深沟球轴承，出口端采用成对的角接触球轴承配置方案。皮带张力 P=0.9kN;转毂自重Q=0.5Kn;转毂轴头直径Db=0.065m；转毂轴承摩擦系数 工=0.0025-将其它相应数据代入公式(3-25)，转毂轴承摩擦功率 Nm2为..' 兀Dbn 兀汉0.065汉980Nm2"(PQ)b0.0025(0.90.5) 0.0103kw6060皮带传动功率=0.9,得转毂驱动总功率为11N一(Nm1Nm2NsNxs"爲阴9294。106O.。1。3)“45kw即矫直电机功率取5.5kw.图3-18Nxs-关系图由上面的计算可以看出，在矫直功率中旋转弯曲的塑性变形功率 Nxs所占的比重最大，而Nxs与矫直辊系配套参数、钢筋本身特性及转速有关，即 Nxs表示为Nxs（p,I,R,；「1,E,，「，n）。除•、，外，Nxs与其它参数近成正比关系，而对于Nxs与'的关系，在图3-18中（nir2）可以看出，Nxs与'反比关系，且Nxs随着值增大变化明显，转速越大，这种变化也越剧烈。在图 3-18中（m・r2）可以看到与的关系也符合这种规律，但变化趋势不如与剧烈。由此可知，在矫直功率的计算过程中，弹区比系数是最重要的一个参数。 的确定对矫直功N的精确计算有着重要的意义。3.6本章小结本章首先阐述了冷轧带肋钢筋的矫直原理，并对冷轧带肋钢筋矫直切断机的矫直系统进行了分析研究，提出了系统的参数确定的方法；提出了新的矫直辊系配置方案，并针对所提出的矫直辊系，建立了相应的力学模型，推导计算了钢筋矫直切断机的矫直功率，并对矫直功率的各个影响因素作了定性的分析钢筋矫直切断机的总体方案4.1冷轧带肋钢筋矫直切断机使用范围及特点本机器主要适用于建筑工程，道路桥梁，水利电力工程，混凝土预制构件，冶金和机械行业的领域。对冷轧带肋钢筋矫直切断机的要求是，自动化程度高，可实现定尺切断，并自动落料。容易调整，操作安全、方便、灵活，坚固耐用，矫直精度高，能够保证矫直后的表面质量，表面无肉眼可见的划痕。并能矫直切断光圆钢筋及管棒材,适用范围广泛。图4-1为机器原理图。图4-1钢筋矫直切断机原理示意图2轧带肋钢筋切断机技术性能指标矫直钢筋抗拉强度：12mm时，二b=550N/mm2矫直钢筋直径：4~12mm定尺切断长度：其中手动：50mm-任意长度机动：1000mm~12000mm切断长度误差： 乞5mm牵引速度：36m/min3总体方案及工作原理冷轧带肋钢筋矫直切断机结构主要分为导入装置、 矫直装置、承料机构、切断机构，传动系统及行程控制系统，如图4-1所示。4.3.1导入装置和压紧装置：导入装置引导盘料钢筋进入前压料辊，而后进入矫直装置，托承钢筋后部，限制钢筋在床尾处的大幅度摇摆，并起安全作用。以往的矫直机导入装置为保证工作可靠稳定，采用绝对刚性结构，结构偏笨重，特别是因为刚性大，造成钢筋表面划伤和微观冲击硬化，这一点对于冷轧带肋钢筋的影响尤为明显。在本设计中，加入柔性弹簧，导管通过柔性弹簧弹性浮动支撑在支架上，如图 4-2所示。1—支架2—1—支架2—柔性弹St3—导管T图4-2当钢筋通过导入装置被咬入矫直装置后，对导管产生冲击碰撞，冲击能量经导管传给柔性弹簧并由柔性弹簧吸收；当钢筋离开接触面后，柔性弹簧中的能量自然释放，由于该能量的吸收和释放是在弹簧中完成，能避免钢筋表面产生微观冲击硬化。同时，由于导管弹性浮动的支撑在机架上，钢筋与导管的接触长度增加，从而能够减轻或避免导管对钢筋的划伤。压紧机构在矫直装置前、后各一套。辊轮缘表面上开有沟槽，尺寸与钢筋直径相适应。上轴辊为浮动机构，转动手轮，使上辊轮与下辊轮压紧钢筋，防止在矫直过程中钢筋产生旋转现象。4.3.2矫直装置可用于盘条料矫直的方法有反弯矫直、拉伸矫直、拉弯矫直及旋转矫直等，在冷轧带肋钢筋矫直中，多采用斜辊式转毂矫直法，其优点主要表现在：1）钢筋矫直过程中不旋转，没有甩尾现象，钢筋表面不受损伤，特别适合带肋钢筋的矫直。2)由于采用复合辊系，钢筋在全长范围内都获得了矫直，矫直精度高。3)结构简单，既可矫直定尺料，也可矫直盘卷料。在本设计中米用斜辊式转毂矫直法，并提出了一种新的矫直辊系配置方案，图4-3所示为多辊式转毂矫直装置简图。1—被娇直的钢筋2—3—矫賣辐4—皮带轮图4-34.3.3切断机构为了满足用户的使用要求，切断机构必须实现定长剪切。一般用机械式定长，即在承料架槽上放置定尺切断装置，切断锤头随着偏心轴的转动上下往复运动，矫直后的钢筋由压辊送入承料架，当其顶撞切断挡块后，传动拉杆使下刀架随之向前运动，上刀架进入锤头的锤击区域，实现对钢筋的定长切断。或加入暂停机构，使得切断钢筋时，钢筋暂时停止运动。现在，有的切断装置采用杠杆摇摆式或凸轮飞剪式，由电磁铁，碰接开关和传动杆组成长度控制器，实现定长切断。4.3.4承料机构承料架作为钢筋矫直切断机的辅助设备，对钢筋矫直机实现整机功能起着重要作用，要实现承料与落料的功能，做到结构简单、动作快捷，对矫直后的钢筋不划伤。在剪切之前，承料架对矫直的钢筋起承料作用；定长切断后，要使得切断后的钢筋快速下落，而后对后面的钢筋起承料作用。4.3.5传动系统该钢筋矫直切断机主要有两个传动路线：钢筋送料，钢筋切断。当钢筋达到所定尺寸时立即停止，切断机构随即带动切刀产生切断运动，当把钢筋切断后钢筋即自动从承料架上自动落下，行程开关复位切刀停止运动，送料机构开始送料，从而形成送一一停一一切一一落一一送的循环达到自动切断。为了完成这个接歇运动在两个传动轴上安装了电磁离合器，使送料和切断分开进行，而主电机一直处于工作状态，具体传动图和电路图如下:M1，M2为电磁离合器，ST为行程开关电路图4本章小结本章主要提出了钢筋矫直切断机的总体设计方案。在已有机型的基础上加以改进，增加了自动定尺装置，对原有的承料槽也加以了改进，使钢筋可以自动落料。钢筋矫直切断机剪切机构的分析与研究1概述冷轧带肋钢筋通过矫直机构矫直后，经牵引辊和测量轮进入承料槽，根据用户要求需要定尺切断。钢筋的定尺切断要求准确，切断误差小、切口端面平整、无明显压痕。因此，切断结构对钢筋的矫直质量有重要影响。 下面着重叙述矫直切断机的切断和定尺部分：5.1.1生产工艺对切断定尺的精度和生产能力的要求从目前来看，在浇筑工程中使用的冷轧带肋钢筋，对钢筋的长度定尺精度要求一般在一20mm左右，当用于建筑用焊网时，纬线的长度定尺精度在 _3mm,经度的长度定尺精度，一般在一10mm；作为预制构件的预应力钢筋时，由于钢筋长度的参差不齐将影响预制构件的性能。因此，钢筋的长度定尺精度应达到 二5mm以内。目前国内矫直切断机的钢筋前进速度为0.4~0.9m/s，—般在0.5~0.7m/s之间，生产效率相对较低，已经不能满足市场需要，用户对提高矫直切断机生产能力的愿望越来越迫切。要提高生产能力就必须提高钢筋前进速度， 而剪切机构的形式制约着钢筋的前进速度。5.2剪切形式的分类按矫直切断机的剪切方式分类，大体可分为三种：旋转式剪切，上下移动式剪切，下移式剪切。如图（5-1）所示。町旋转武剪切b）上下移动式剪切图5-1其工作原理如下，工作时，绕在盘料架上的钢筋，首先通过牵引轮，进入矫直筒，在连续转动的转毂内的矫直辊作用下被矫直，矫直的钢筋从切片中间通过，进入承料槽。当矫直钢筋端头触动定长装置的信号发生器时，发生器发出信号，操动切断刀具动作，切断钢筋后刀具返回下一次的启动位置。定尺剪切讯号的发出大体有三种形式：机械信号，行程开关（接触或非接触式）发出的电信号，光电码盘发出的电讯号。一般地说，定尺的精度主要取决于从发出讯号到切力响应的时间误差。机械讯号的精度最高，误差可在 一1mm，这是因为它与刀具直接刚性连联， 响应时间很短，时间误差很小。其他形式的定尺误差在二5~30mm之间。举例来说：当定尺长度为10m,前进速度为0.5m/s，误差为5mm就意味着剪切系统的每次切断响应时间的误差不大于 0.01s，当前进速度为1m/s时，误差为5mm就意味着剪切系统的每次切断响应时间的误差不大于0.005s。综合分析以上各种剪切方式，根据本机设计原理决定采用下切式剪切方式，其按刀具的的驱动方式又可分为：摆动式，锤击式，液压式三种，在本机中决定采用摆动式这种设备的剪切机构类似一把铡刀，当钢筋通过固定在机架上的定刀孔进入承料架并触动定长开关后，摩擦刀式离合器动作，带有凸轮的转轴旋转一周，凸轮使带有切刀的摆臂摆动，从而完成一个切断动作。目前所知，国外进口的矫直切断机的剪切机构大都采用这种方式。具体示意图如（ 5-2）。这种方式反应比较敏捷，当钢筋触动行程开关后电磁摩擦离合器马上启动，带动切断轴转动，从而带动切刀产生切断运动。4申1—刀架2—切刀3—曲杆4—凸轮图5-25.3设计计算在设计切断形式时主要考虑的是切断的时间及钢筋的长度误差， 要保证机器在整个送料切断过程动作连贯，无停滞现象，钢筋的长度误差在 _5mm之内。对于该机来说主要是考虑电磁离合器的反应时间， 本机所选取的电磁摩擦离合器的具体反应时间为：接通时间 0.004s断开时间0.005s衔铁吸引时间0.002s所以对于切断长度为I钢筋来说，切断时间t仁60(s)/980(r/min)=0.061(s)送料时间t2=L/0.6(m/s)反应时间t3=(0.0040.002)2二0.012s所以总时间为T=L/0.6+0.061+0.012于采用了电磁电磁摩擦离合器顾切断误差主要是由于电磁电磁摩擦离合器的反应时间，所以该机的误差值为 0.005s0.6m/s=3mm符合要求。5.4本章小结本章对矫直切断机现有的剪切机构进行了分类，并作了系统研究分析；在

对已有的切断机构的分析讨论后采用了下切式切刀； 详述了一个工作循环内，剪切机构的动作过程。钢筋矫直切断机的承料机构6.1承料机构分析在钢筋矫直切断过程中，最后的工序是承料和落料，这也是很重要的一道工序，矫直后的钢筋在切断前要在承料架中向前运动，必须避免矫直的钢筋受划伤、变弯。切断后的钢筋能及时落料。承料机构尺寸长（ 6~12m）,结构又要避免庞大复杂，经济成本又不要太高。在生产实践中，由于承料机构设计问题而使整台机器不能正常运行的时间屡见不鲜。目前，钢筋矫直切断机的承料机构主要是由不等边的大角钢、小角钢、支承柱和定长装置（拉杆和挡料板）组成。如图6-1所示，大角钢和小角钢之间形成一个承料槽，承料槽的宽度b值大小根据被矫直钢筋直径随时调整。大角钢上每隔200~300mm装有一支承柱，支承柱由钢球、支撑弹簧、调节螺母和套体组成，起到托料和落料作用，拧动套体，通过支撑弹簧调整钢球位置和钢球对矫直后的钢筋的支撑力。确保钢筋装满料槽后从上向下连续被挤出。定长装置起钢筋长度尺寸定位作用，挡料板右移，被矫直切断的钢筋长度尺寸增大，反之减少，拉杆上装有复位弹簧，根据被矫直钢筋直径的大小确定复位弹簧的数量， 确保剪切完成后，方刀台及时返回初始位置。矫直后的钢筋进入承料槽，钢筋与承料槽的顶面和两个侧面产生滑动摩擦，因为大、小角钢的长度尺寸较大（一般每节长2m），不易火处理，表面很软，则大、小角钢与钢筋接触的部分很快磨损，需要经常修补或更换，同时还会造成矫直后的钢筋在承料架里运行过程中产生划伤，这一点对冷轧带肋钢筋矫直后的表面质量的影响尤为明显。 钢筋运动受阻而易重新产生弯曲，定长误差加大。且支撑柱的调节是一个反复烦琐的过程，稍有不是，则有可能造成钢筋不能及时落料。6.2钢筋矫直切断机承料机构的设计根据我们低成本，结构简单的设计原则，在原有承料机构的基础上进行了改进，在结构设计上力求简单可靠，既可以满足承料作用，又可以解决定长误差大的问题。其解决方案如下所述：采用一个整角钢为承料的支架，并在角钢上侧装上一轴在其上面装上可滑动的行程开关，来控制切断钢筋的长短，并在角钢上面每隔一段距离钻两个垂直的销钉孔，使得装上销钉后可以使形成开关定位。角钢的两个面之间的角度大于90度从而可以使角钢在不受外力的作用时可以自动落下。为了使钢筋在送料时不下落，在角钢的下面放置一排钩子用于固定钢筋，使得钢筋在送料时不至落下。钩子全部固定在一根装于角钢中部的轴上面，该轴与角钢为间歇配合并在轴端装一推杆，当切刀把钢筋剪切完后撞击推杆，使得轴

向外转动，从而钩子也连着向下运动，切断后的钢筋也顺势自动落下，行程开关复位，电磁离合器启动，钢筋继续向前送料。具体示意图如图 6-1。图6-16.3本章小结本章对生产实际中的几种承料