卷板机设计_毕业设计Word格式文档下载.docx
- 文档编号:729217
- 上传时间:2023-04-29
- 格式:DOCX
- 页数:95
- 大小:1.61MB
卷板机设计_毕业设计Word格式文档下载.docx
《卷板机设计_毕业设计Word格式文档下载.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《卷板机设计_毕业设计Word格式文档下载.docx(95页珍藏版)》请在冰点文库上搜索。
动,用以夹紧钢板,两个侧辊可以沿斜向升降,在四辊卷板机上可进行钢板的预弯工作,它靠下辊的上升,将钢板端头压紧在上下辊之间,再利用侧辊的移动使钢板端部发生弯曲变形,从而达到所要求的曲率。
它的优点是:
1、预弯及卷圆时,钢板可不调头。
2、上下辊能夹紧钢板,防止弯曲时滑脱。
3、侧辊能起定位作用,在进料时可使钢板找正。
便于弯曲锥形件,椭圆形件及仿形加工。
综合以上各种卷板机的综合特点,在本次毕业设计中我选择了W1240X2000
型四辊卷板机进行设计
1.3W12X2000型四辊卷板机的用途
W12X2000型四辊卷板机是专供金属板的卷曲和弯曲圆筒之用,是锅炉、造
船、石油化工、水泥、电机及电器制造业中的主要设备之一。
在常温的情况下,它可以将长达2m,厚度达40mm的钢板弯曲成圆柱面、圆锥面或任意形状的柱面或其一部分,在加热的情况下,它可以将长达2m,厚度达70mm的钢板卷曲成圆柱形或其一部分,它可以对一些厚度大,用常规方法无法弯卷的钢板进行加工,在加工的过程中它还可以对金属板端部进行直接弯曲,免去了端部预弯的工序,这是四辊卷板机比一般三辊卷板机优越之处。
因此,W12X2000型四辊卷板机在锅炉、造船、石油化工、水泥、电机及电器制造业中得到了广泛应用。
同时,这种设备的上市大大减轻了工人的劳动强度,提高了企业的效益。
1.4
传动系统设计
W1240X2000型四辊卷板机是以上辊为主动辊,由主电动机通过主减速器
及联轴器,从而带动上辊工作,下辊的作用是提供一定的向上力,(设该力为夹紧力W),与上辊一起夹紧所卷钢板,使上辊与被卷钢板间产生足够的摩擦力,在上辊旋转时能够带动钢板运动。
两个侧辊用以形成卷筒所需的曲率,使板料达到所需的目的。
在我设计的这台四辊卷板机中,我采用了由主电动机通过主减速器以及联轴器,从而带动上辊的旋转。
而下辊的运动我采用在下辊的两端各放一个液压缸,通过液压缸内的液压油作用于活塞而使下辊能够实现上下的升降运动,以便夹紧钢板,用液压系统来控制下辊筒的升降以及两个液压缸在上升的过程中保持同步上升。
在下辊的两侧设有两个侧辊,两个侧辊分别由两个电动机通过两个单级减速器以及联轴器带动;
两个电动机可以分别单独控制也可以同时控制,两个侧辊可以沿着机架导轨做倾斜运动,通过丝杆丝母蜗轮蜗杆传动。
第2章
卷板机轴辊受力分析
2.1
作用在卷板机辊子上的弯曲扭矩
板料的最大变形弯矩M
M=æ
K
ç
è
1
+K0Sö
Ws
2R
'
÷
ø
S
kg·
mm
板料具有原始曲率半径R1时的初始变形弯矩
=
æ
K
+
2R÷
W
sö
1ø
s
M
式中:
K1截面的形状系数,矩形断面取K1=1.5
K0材料的相对强化模数,对于30,35钢取K0=14
W为横截面的断面模数,矩形截面
= d
B /6
2
,
(B为材料宽度, 为
d
板材的屈服极限,35钢ds=250MPa);
则W=5.33´
105
R为弯曲最小半径,在最大弯矩产生于板材弯成上辊半径时,得到弯曲
的最小半径。
(R
= +
D
B
2 2
,D为上辊直径,
mm;
B为板材厚度,mm)。
Gs为板材屈服极限
Gs=250MPa
R1为板料由平板(R1=¥
)开始弯曲时的初始变形弯矩
M1=k1×
w×
ss
kgfmm
=(1.5+14´
402´
260)´
5.33´
105´
25=3.44´
107kgfmm
M1=1.5´
5.33´
25=2.0´
107kgfmm
2.2
卷板机的空载扭矩
Mn4=m(G1+G2+G3)d2
G1、G2、G3分别为板料、万向接送和主动辊的重量(kg)
d-
主动辊轴颈的直径(mm)
滑动摩擦系数。
用青铜轴套时,取m=0.05-0.08
m
G1=pDtLr=3.14´
0.6´
0.012´
1.8´
7.8´
106=0.31´
103kgf
G3=pd
4Lr=3.14´
0.244´
10=0.63´
10kgf
6
3
所以对G+G G取110
1 2 3
´
则:
Mn4
=0.06´
1´
103´
2402=7.2´
103
2.3
四辊卷板机的卷板力
=æ
M
R+2÷
sina
Sö
è
侧辊所受的力为
P
C
3.44´
107
260+40ö
sin25°
=2.92´
105kgf
2÷
=所加液压力=3´
3.14´
1252=1.47´
PH
辊筒所受到的力为
P=
2M
a
tga
2´
tg25°
=5.23´
105kgf
则Pa'
=Pa+PH=(5.23+1.47)´
105=6.7´
将板料从平板弯曲到R'
时消耗于板料变形的扭矩M
n1
=(M+M)æ
1-1ö
Da
R
R÷
4
因为R1=¥
,
所以M =(2.0´
107+3.44´
107)
480 =1.13´
107kgf×
260
消耗于摩擦阻力的扭矩Mn2
Mn2=
f(P 2P 2P) ç
P
a c H
+ +
+m
×
+
Pd
c cD H
dbDaö
c
2D÷
bø
f----
滚动摩擦系数(mm)滚筒与板料间。
冷卷f=0.8mm热卷f=2mm,
工作辊与支承辊间f=0.3mm.
m0.05
da、db、dc分别为a、b、c、辊轴径,其中da=288mm,db=240mm,dc=204mm。
所以将上面数值代入得:
Mn2=1.33´
板料松紧的摩擦阻力MT
fP
(
+ + )+m
2P 2P
c H
PP
ad
D H2D
MT
Mp
= ´
1.6910 0.055.2310 252
5
480
240 480
ö
´
420
5.0210
2 400÷
=1.11´
送进板料所需的拉力T
T=(M +M
n1 T
)Da
=(1.13´
107+1.11´
107)´
480=5.38´
109kgf
拉力在轴承中所引起的摩擦损失Mns
ns
=(M
+M
)mda
107+1.11´
0.05´
2886.72´
105kgfmm
480
机器送板料的总力矩MP
=m(p+p
1 a H
)Da
式中;
m1-----
辊筒与未加工板料见滑动摩擦系数m1=0.2
=0.2´
(5.23´
105+1.47´
105)´
480
驱动扭矩
=3.22´
Mn=Mn1+Mn2+Mn3+Mn4
=1.13´
107+1.33´
107+9.39´
103+6.72´
=2.47´
作用在卷板机辊子上的压力(弯曲力)
å
P=
2ss×
b×
h2
t
250´
402
580
=2758.62KN
ss--
钢板材料的屈服极限
b---
h---
t----
钢板的宽度(m)
钢板厚度(mm)
两侧辊间的中心距(mm)
MK
= ×
s×
×
bh21
4 r
r-
辊子辊身直径
能够卷最小钢管直径
250´
4
1400=34.29kN×
m
Mk
=480
第3章
电动机的选择与计算
3.1
功率计算
N=é
M +å
Pæ
f
ê
ë
+mdö
ù
2v×
1
ú
û
h
确定式中各参数的值:
f-- 辊子与钢板的滚动摩擦系数,钢板为0.0008d--- 辊筒的轴径
v--- 辊身线速度
h---
传动效率,0.68---0.80
m--
辊子轴承处摩擦系数,滑动轴承为0.05—0.07
34.29+2758.62×
æ
0.0008+0.07´
0.288ö
´
0.48´
60 0.65
=39.86KW
考虑到工作机器的安全系数,取功率为45KW的主电动机。
3.2
电动机的选择
由于四辊卷板机在工作中没有什么特殊的要求,因此在本次设计中我选用Y
系列的电动机。
Y系列的电动机具有效率高,性能好,噪声小,体积小,重量轻,运行可靠,维修方便的特点,主要应用于灰尘多、土扬水溅的场合、如农用机械、矿山机械、搅拌机、碾米机等,为一般用途电动机。
根据前面计算的结果,主电动机选择Y280M-8型三相异步电动机,额定功率45KW,满载转速740r/min,额定转矩1.8,最大转矩2.0,质量592kg.
第4章
主减速器的设计
4.1
电动机的确定
hc 联轴器效率,hc=0.99
hg 闭式圆柱齿轮传动效率,hg=0.97
hb 一对滚动轴承效率,hb=0.99
hcy 主辊的传动效率,hcy=0.96
按照设计要求以及工作条件选用Y系列三相异步电动机,卧式封闭结构,
电压380V。
电动机型号的选择,根据前面计算的结果,主电动机选择Y280M-8型三相异步电动机,额定功率45KW,满载转速740r/min,额定转矩1.8,最大转矩2.0,质量592kg.
减速器中各部分的传动效率如下:
则各部分的传动效率:
h01=hc=0.99
h12=hbhgη12=hbhg=0.99´
0.97=0.9603
h23=hbhg=0.99´
0.97=0.9603
h34=hbhg=0.99´
h4w=hbhg=0.99´
h总=0.99´
0.9603´
0.9603´
0.9603´
0.9603=0.8332
(2)工作辊的旋转转速
n=1000´
6=3.98r/min
w
p´
取nw=4r/min
4.2
传动比的分配
总传动比i
总
=nm=740=185
n 4
由传动方案可知:
i01=1
;
i45=1
所以本设计的三级减速器的总传动比为i=185,
主减速器传动系统各级传动比的分配如下:
i12=6.5
i23=5.6
i34=5
4.3
传动系统的运动和动力参数设计
1.传动系统各轴的转速、功率和转矩计算如下:
0轴:
(电动机轴)
n0=nm74r0/min
p0=pm=45kw
T=9550´
p0=9550´
45=580.74N×
n
740
1轴:
(减速器的高速轴)
= =
i
74r0/min
01
p1=p0×
h01=45´
0.99=44.55kw
T1=T0×
i01×
h01=580.74´
0.99=574.93N×
2轴(减速器的中间轴)
n=n1=740=113.85r/min
i 6.5
12
p2=p1×
h12=44.55´
0.9603=42.78kw
T2=T1×
i12×
h12=574.93´
6.5´
0.9603=3588.68N×
3轴(减速器的另一根中间轴)
n=n2=113.85=20.33r/min
23
5.6
p3=p2×
h23=42.78´
0.9603=41.08kw
T3=T2×
i23×
h23=3588.68´
5.6´
0.9603=19298.77N×
4轴(减速器的低速轴)
n=n3=20.33=4.066r/min
34
p4=p3×
h34=41.08´
0.9603=39.45kw
T4=T3×
i34×
h34=19298.77´
5´
0.9603=92663.04N×
将上述计算结果和传动比及传动效率汇总如表4-1
电动机
三
级
圆柱
齿
轮减速
器
轴号
0轴
1轴
2轴
3轴
4轴
转速n(r/min)
113.85
20.33
4.066
功率P(kw)
45
44.55
42.78
41.08
39.45
转矩T(Nm)
580.74
574.93
3588.68
19298.77
92663.04
L两轴联接件、传动件
联轴器
齿轮
传动比i
6.5
传动效率η
0.99
0.9603
4.4
高速级斜齿圆柱齿轮传动的设计计算
4.4.1
选择精度等级,材料和齿数
1)材料及热处理。
由表10-1选得大、小齿轮的材料均为40Cr并经调质及表面
淬火,齿面硬度为48—55HRC。
1)表面淬火,轮齿变形不大,故精度等级、大小齿轮的齿数以及螺旋角分别为:
精度等级为7级,小齿轮齿数Z1=24、大齿轮的齿数Z2=156。
2)选取螺旋角,初选螺旋角b=14°
4.4.2
按齿面接触强度设计
³
2kT
·
t 1
fe
u1
da
u
]÷
ZZ
H×
E
[s
H ø
1)确定公式内的各计算数值:
1.试选kt
=1.6
2.由文献[1],选取区域系数ZH
=2.433
3.由文献[1],查得ea1=0.78
ea2=1
ea=1.78
4.因大、小齿轮均为硬齿面,故宜选取小的齿宽系数,fd
=0.7
6.计算接触疲劳许用应力(失效概率1%,安全系数S=1)
5.由文献[1],查得sHlim1=sHlim2=1100MPa。
[s]
H1
=K
HN1 Hlim1
0.91100 990MPa
[sH]2
=KHN2×
sHlim2=0.95´
1100=1045MPa
[s
H
]=[sH]1+[sH]2=990+1045=1017.5MPa
7.小齿轮的转矩T1=574930N×
8.计算应力循环次数
N1=60n1jLh=60´
740´
(2´
8´
300´
15)=3.19´
109
N2=N1/i12=3.19´
109/6.5=0.49´
由文献[1],查得KHN1=0.9
KHN2=0.95
2)试算小齿轮的分度圆直径
d1t³
3
1.6´
5749307.5æ
2.433´
189.8ö
0.7´
1.78 ´
6.5´
1017.5
=70.53mm
3)计算圆周速度
v=p×
d1t×
n1=3.14´
70.53´
740=2.73m/s
60´
1000
4)计算齿宽b及模数mnt
b=fd×
d1t=0.7´
70.53=49.37mm
nt
=d1t×
cosb=70.53´
cos14°
=2.85
Z
24
h=2.25×
mnt=2.25´
2.85=6.4
b/h=49.37/6.4=7.7
5)计算纵向重合度eb
eb=0.318×
fd×
Z1tanb=0.318´
24´
0.25=1.34
6)计算载荷系数K
根据
v=2.73m/s,7级精度,查文献[1],取Kv=1.08,由文献[1],查得
KHa
=KFa
=1.4,从文献[1]中的硬齿面;
齿轮栏中查得小齿轮相对支承非对称
布置,6级精度,KHb£
1.34时,
KHb
= +
1.050.261
+0.6
f f
d d
)
+0.16´
10b
-3
=1.05+0.26´
(1+0.6´
0.72)´
0.72+0.16´
10-3´
49.37=1.22
考虑齿轮为7级精度,取KHb=1.25,故载荷系数
K=KA×
KV×
KHa
- 配套讲稿:
如PPT文件的首页显示word图标,表示该PPT已包含配套word讲稿。双击word图标可打开word文档。
- 特殊限制:
部分文档作品中含有的国旗、国徽等图片,仅作为作品整体效果示例展示,禁止商用。设计者仅对作品中独创性部分享有著作权。
- 关 键 词:
- 板机 设计 毕业设计