本次設(shè)計(jì)全面闡述冷彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)特點(diǎn),并對(duì)重要部分的工作原理進(jìn)行深入了解并改進(jìn)了部分零件的設(shè)計(jì)。主要加工過(guò)程是借助旋轉(zhuǎn)軋輥與其接觸摩擦的作用,將被軋制的金屬體(軋件)拽入軋輥的縫隙間,在軋輥壓力作用下,使軋件主要在厚度方向上完成塑性成型。
本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)主要包括:電動(dòng)機(jī)的選取,傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì),減速器的設(shè)計(jì),軸系部件的設(shè)計(jì)。其中傳動(dòng)部件中軸的設(shè)計(jì)、齒輪的設(shè)計(jì)以及鏈傳動(dòng)是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)此次設(shè)計(jì)在吸取類(lèi)似產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí),采用結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、使用價(jià)格低,并且符合設(shè)計(jì)要求。
近年來(lái), 我國(guó)的冷彎型鋼用戶, 由原來(lái)于般農(nóng)用拖車(chē)和普通結(jié)構(gòu)件等小范圍內(nèi)使用, 如今已逐步擴(kuò)展到建筑結(jié)構(gòu)、汽車(chē)、機(jī)車(chē)車(chē)輛、起重機(jī)械、輕工機(jī)械、電氣、家電、家具、裝飾、集裝箱、交通設(shè)施、電梯等行業(yè)。
(1) 建筑行業(yè)是使用冷彎型鋼的大戶。如些冶金、汽車(chē)制造業(yè)的廠房多采用冷彎型鋼結(jié)構(gòu), 廠房的大跨度達(dá)30m, 內(nèi)設(shè)吊車(chē)的大起重量為30 t , 廠房均為雙跨或三聯(lián)跨, 建筑面積1.5~2萬(wàn)平方米。輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房, 具有施工周期短、用鋼量低( 70~80 kg /)[1] 、工程綜合造價(jià)低等特點(diǎn), 其優(yōu)勢(shì)已逐漸為廣大用戶認(rèn)同。
(2) 汽車(chē)制造業(yè)要求品種多, 產(chǎn)品精度高。我國(guó)在50 年代制造第臺(tái)解放牌汽車(chē)時(shí), 已開(kāi)始應(yīng)用了冷彎型鋼為原料的構(gòu)件(風(fēng)窗框) , 近年隨著汽車(chē)制造行業(yè)的迅速發(fā)展, 對(duì)所需要冷彎型鋼的品種、數(shù)量及質(zhì)量, 都提出了更高的要求。汽車(chē)制造中, 載重汽車(chē)及大型客車(chē)應(yīng)用冷彎型鋼的數(shù)量大, 主要用于制作車(chē)廂邊框、墻板、底板、車(chē)體框架、底部大梁及車(chē)門(mén)窗框等。小型客車(chē)及轎車(chē)的冷彎型鋼需要量不大, 但其用于制作門(mén)窗框件、各種導(dǎo)軌、構(gòu)件及裝飾件等, 斷面復(fù)雜、尺寸精度高。使用的材料除了優(yōu)質(zhì)碳素鋼之外, 還有鍍鋅板、不銹鋼等, 還有要求高的冷彎型鋼。
過(guò)對(duì)冷彎行業(yè)的了解(本市加工廠和網(wǎng)絡(luò)),認(rèn)識(shí)到冷彎加工行業(yè)進(jìn)來(lái)對(duì)我們生活的影響越來(lái)越大,但是在冷彎加工的過(guò)程中卻存在著各種各樣的難題,如在電機(jī)的選擇上以及加工不同材料、不同規(guī)格工件時(shí)需要注意的各方面問(wèn)題上沒(méi)有統(tǒng)的規(guī)定等,所以萬(wàn)澤錦達(dá)對(duì)冷彎行業(yè)有更好的了解以及為冷彎的發(fā)展提點(diǎn)見(jiàn)解和方法,并在此衷心希望冷彎行業(yè)在我國(guó)有更好的發(fā)展
國(guó)外相應(yīng)機(jī)器的研究狀況、
隨著冷彎成型理論研究的深入,冷彎型鋼的成型工藝也隨之有所改進(jìn)。產(chǎn)生了四輥式成型、柔性冷彎成型、CAT成型、“輥沖”的孔加工法等新的冷彎成型工藝[2]。并且俄羅斯切列波維茨克鋼鐵廠發(fā)明了生產(chǎn)沖孔冷彎型鋼的技術(shù)[3];日本拓殖大學(xué)的小奈宏教授論述了用計(jì)算機(jī)控制的冷彎成型機(jī)械的變截面型鋼成型技術(shù)及設(shè)備組成;瑞典Ortic公和德國(guó)Bemo公共同開(kāi)發(fā)了種關(guān)于冷彎型鋼的彎曲截面和可變形狀截面的輥彎成型方式即Monroe方式;而ORTIC系統(tǒng)則是英國(guó)Rollsec Design有限公開(kāi)發(fā)研制的,其大特點(diǎn)是在設(shè)計(jì)方法上強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)與理論的結(jié)合,該系統(tǒng)不僅能對(duì)任意斷面形狀的產(chǎn)品進(jìn)行工具設(shè)計(jì)[4],而且能對(duì)整條冷彎生產(chǎn)線上的設(shè)備, 如機(jī)架、飛鋸、輸出輥道、液壓裝置等進(jìn)行設(shè)計(jì)。
目前對(duì)冷彎成型的數(shù)值模擬研究并不完整,主要集中于簡(jiǎn)單斷面型材,但已顯示了其無(wú)比的優(yōu)越性和強(qiáng)大的生命力。使用數(shù)值模擬手段, 可以準(zhǔn)確地計(jì)算分析成型過(guò)程、檢驗(yàn)工具設(shè)計(jì)模型、設(shè)計(jì)結(jié)果,從而使工具設(shè)計(jì)成本和風(fēng)險(xiǎn)性大大降低。
國(guó)內(nèi)相應(yīng)機(jī)器的研究狀況
目前,我廠自主設(shè)計(jì)和研制的加工設(shè)備,從整體上看與國(guó)際先進(jìn)水平相比還有很大的差距,但某些技術(shù)正在追趕先進(jìn)水平。如北京科技大學(xué)的朱書(shū)棟等對(duì)冷彎成型的基本理論進(jìn)行了全面的研究,得到了冷彎過(guò)程中的四種基本變形方式的應(yīng)力應(yīng)變表達(dá)式和變形功的數(shù)學(xué)表達(dá)式,對(duì)冷彎型鋼的孔型設(shè)計(jì)和生產(chǎn)有著普遍的指導(dǎo)意義。北方交通大學(xué)的張樂(lè)樂(lè)教授等采用基于更新拉格朗日法(UL法)的彈塑性大變形樣條法,結(jié)合動(dòng)模型,分析并模擬了普通槽鋼成型過(guò)程中變形帶材的位移場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng),對(duì)具體的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)有重要的指導(dǎo)意義。另外,20世紀(jì)80年代初期北京科技大學(xué)金屬壓力加工系與我廠合作,在國(guó)內(nèi)先開(kāi)展冷彎CARD 技術(shù)的研究。自80年代中期以來(lái),我們?nèi)f澤錦達(dá)與上海鋼鐵工藝研究所、東北大學(xué)、北京冶金設(shè)備研究等多家單位陸續(xù)開(kāi)始了這方面的研究工作[5]。
雖然國(guó)外冷彎較為成熟,但其價(jià)格昂貴,設(shè)計(jì)過(guò)程繁瑣,操作復(fù)雜,設(shè)計(jì)理論、思想實(shí)行技術(shù),盡管對(duì)其作某種程度的修改,可以解決國(guó)內(nèi)廠家的些生產(chǎn)問(wèn)題,但是并不能完全改變我國(guó)廠家的生產(chǎn)狀況,況且引進(jìn)國(guó)外設(shè)計(jì)軟件技術(shù)還需要花費(fèi)大量資金進(jìn)行培訓(xùn)和維修,并且不能進(jìn)行二次開(kāi)發(fā),因此為促進(jìn)我廠冷彎型鋼生產(chǎn)的發(fā)展,有必要開(kāi)發(fā)自己的冷彎CAD軟件,并且要重視與計(jì)算機(jī)結(jié)合的較行的技術(shù)在冷彎成型技術(shù)方面應(yīng)用和開(kāi)發(fā)。而我國(guó)的鋼鐵工業(yè)又處在個(gè)新的發(fā)展高潮,因此應(yīng)該抓住這個(gè)機(jī)遇,重點(diǎn)穩(wěn)步發(fā)展這新興的冷彎型鋼產(chǎn)業(yè),為我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。
傳動(dòng)系統(tǒng)采用鏈?zhǔn)絺鲃?dòng),電機(jī)選用變頻調(diào)速電機(jī),通過(guò)減速器減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)齒輪,電機(jī)齒輪帶動(dòng)大齒輪運(yùn)轉(zhuǎn),通過(guò)鏈條的傳動(dòng)帶動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng),軸通過(guò)大小弧齒輪的傳動(dòng)使軋輥轉(zhuǎn)動(dòng),其中軋輥主動(dòng)被動(dòng),而軋輥?zhàn)赞D(zhuǎn)主要作用是平衡軋件在出口出的旋轉(zhuǎn),以便于收料節(jié)約空間。軋機(jī)的傳動(dòng)軸和軋輥軸通過(guò)錐齒輪嚙合裝在軋輥支架內(nèi),便于調(diào)整軋制速度。電軋制力與軋制功率可以通過(guò)公式計(jì)算電機(jī)的選擇根據(jù)軋輥轉(zhuǎn)速和軋制速度進(jìn)行選擇。`
本課題主要研究的是冷彎?rùn)C(jī)的傳動(dòng)部分,所以在設(shè)計(jì)過(guò)程中的難點(diǎn)是:通過(guò)工件需求對(duì)電機(jī)的確定、各傳動(dòng)部件的計(jì)算以及確定
在冷彎的過(guò)程中,要求材料行走緩慢、平穩(wěn),這樣可避免因速度過(guò)快而使材料發(fā)生翹曲變形,且易于實(shí)現(xiàn)控制。整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在底座上,傳動(dòng)結(jié)構(gòu)要求緊湊,外廓尺寸小。因此要保證傳動(dòng)比大,傳動(dòng)效率高,傳動(dòng)平穩(wěn)性和可靠性較好,使得整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)緊湊。二級(jí)減速為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng),同時(shí)具備上述特點(diǎn),充分滿足生產(chǎn)要求。
冷彎鋼材在行走時(shí)主要受到輔助系統(tǒng)門(mén)式托架的滾動(dòng)摩擦阻力和冷彎滾輪的摩擦阻力[6]。通過(guò)分析,這兩種力都比較小,主要是受到冷彎滾輪通過(guò)型鋼傳遞過(guò)來(lái)的擠壓力。經(jīng)分析得知,驅(qū)動(dòng)主動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩并不是很大,所以驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率般較小,Y系列三相異步交電動(dòng)機(jī)小功率即可滿足要求。
傳動(dòng)方案的確定
機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)擬定的般原則
(1)采用簡(jiǎn)短的運(yùn)動(dòng)鏈;
采用盡可能簡(jiǎn)短的運(yùn)動(dòng)鏈,有利于降低零部件的重量和制造成本,也有利于提高機(jī)械傳動(dòng)效率和減小積累誤差[7]。為了使運(yùn)動(dòng)鏈盡量短,所以應(yīng)注意原動(dòng)機(jī)的類(lèi)型和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇,以簡(jiǎn)化傳動(dòng)鏈。
(2)優(yōu)先選用基本結(jié)構(gòu);
基本結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,設(shè)計(jì)方便,技術(shù)成熟,故在滿足功能要求的條件下,應(yīng)優(yōu)先選用基本機(jī)構(gòu)。若基本機(jī)構(gòu)不能滿足或者不能很好的滿足機(jī)械的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力要求時(shí),可以適當(dāng)?shù)貙?duì)其進(jìn)行變異或組合。
(3)合理安排不同類(lèi)型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序;
般來(lái)說(shuō),在機(jī)構(gòu)的排列順序上有如下的些規(guī)律:先,在可能的情況下,轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)構(gòu)(如凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等)通??偸前才旁谶\(yùn)動(dòng)鏈的末端,與執(zhí)行機(jī)構(gòu)靠近。其次,帶傳動(dòng)等摩擦傳動(dòng),般都安排在轉(zhuǎn)速較高的運(yùn)動(dòng)鏈的始端,以減小其傳遞的轉(zhuǎn)矩,從而減小其外形尺寸。這樣安排,也有利于啟動(dòng)平穩(wěn)和過(guò)載保護(hù),而且原動(dòng)機(jī)的布置也方便。
(4)合理分配傳動(dòng)比;
運(yùn)動(dòng)鏈的總傳動(dòng)比應(yīng)合理分配給各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu),具體分配方法應(yīng)注意以下幾點(diǎn):
? 各種傳動(dòng)的每級(jí)傳動(dòng)比要在值范圍內(nèi),以符合各種形式的傳動(dòng)特點(diǎn),有利于發(fā)揮性能,并使結(jié)構(gòu)緊湊。如級(jí)傳動(dòng)比過(guò)大,對(duì)機(jī)構(gòu)的性能和尺寸都是不利的。例如當(dāng)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比大于8至10時(shí),般應(yīng)設(shè)計(jì)成兩級(jí)傳動(dòng);當(dāng)傳動(dòng)比在30以上時(shí),常設(shè)計(jì)成兩級(jí)以上的齒輪傳動(dòng)。但是,對(duì)于帶傳動(dòng)來(lái)說(shuō),般不采用多級(jí)傳動(dòng)。
? 當(dāng)傳動(dòng)鏈為減速傳動(dòng)時(shí),必須十分注意機(jī)械的安全運(yùn)轉(zhuǎn)問(wèn)題,防止發(fā)生損壞機(jī)械或傷害人身的可能。如,為防止機(jī)械因過(guò)載而損壞,可采用具有過(guò)載打滑現(xiàn)象的摩擦傳動(dòng)或裝置安全聯(lián)軸器等。對(duì)于以上要求,在設(shè)計(jì)過(guò)程中應(yīng)盡量滿足。
(5)兩種方案的對(duì)比
本次設(shè)計(jì)中,在動(dòng)力傳動(dòng)過(guò)程是有兩種方式,帶傳動(dòng)和鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)。因此在選擇時(shí)要充分考慮工作環(huán)境和工作強(qiáng)度等因素。
? 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)
帶傳動(dòng)靠摩擦力工作且?guī)Ь哂袕椥?,能緩和沖擊,吸收震動(dòng),傳動(dòng)平穩(wěn)無(wú)噪音;結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,維護(hù)制造方便,成本較低同時(shí)具有過(guò)載保護(hù)作用。鏈傳動(dòng)用在工作可靠,低速重載,工作環(huán)境惡劣,以及其他不宜采用齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的場(chǎng)合,例如翻土機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用鏈傳動(dòng),雖然經(jīng)常受到土塊、泥漿和瞬時(shí)過(guò)載等的影響,依然能夠很好的工作。
? 帶傳動(dòng)在高速級(jí),鏈傳動(dòng)在低速級(jí)
若將鏈傳動(dòng)放置高速級(jí),加劇運(yùn)動(dòng)的不均勻性,動(dòng)載荷變大,震動(dòng)和噪音增大,降低鏈傳動(dòng)的壽命,鏈傳動(dòng)只能實(shí)現(xiàn)平行軸間的同向傳動(dòng),運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保證恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比,磨損后易發(fā)生跳齒,工作時(shí)有噪音,不宜用在載荷變化很大、高速和急速反向的傳動(dòng)中,即應(yīng)布置在低速級(jí)[8]。而若將帶傳動(dòng)放置低俗級(jí),使結(jié)構(gòu)尺寸增大,及應(yīng)布置在高速級(jí),與電機(jī)直接相連,可以起到緩沖吸震的作用,還能起到過(guò)載打滑的作用,保護(hù)零件,放在高速級(jí),功率不變的情況下,高速級(jí)速度高,帶傳動(dòng)所需的有效拉力小,帶傳動(dòng)的尺寸也較小。
而在本次設(shè)計(jì)中,除傳動(dòng)比要求不是很高,外加工作環(huán)境的影響。因此決定采用鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)。
通過(guò)對(duì)以上內(nèi)容的了解和分析結(jié)合在實(shí)習(xí)和老師的多次指導(dǎo)終確定了冷彎?rùn)C(jī)的整體傳動(dòng)方案。
屆“中國(guó)能源戰(zhàn)略國(guó)際論壇”6日在中國(guó)石油大學(xué)開(kāi)幕。來(lái)自政府、能源公、學(xué)界的代表百余人將在兩天時(shí)間內(nèi)能源政策、能源金融與市場(chǎng)、能源公國(guó)際化經(jīng)營(yíng)與管理、能源公國(guó)際并購(gòu)與證券市場(chǎng)等問(wèn)題展開(kāi)討論。自二00年以來(lái),國(guó)際石油價(jià)格持續(xù)攀升,出現(xiàn)全球石油供給不足的現(xiàn)象。在國(guó)際油價(jià)持續(xù)高位運(yùn)行和中國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)快速增長(zhǎng)的背景下,中國(guó)國(guó)內(nèi)能源供給長(zhǎng)期處于偏緊狀態(tài),石油對(duì)外依存度不斷上升。中國(guó)石油安全的主要目標(biāo)是避免供油中斷和油價(jià)大幅度波動(dòng)帶來(lái)的危害。、中國(guó)中化集團(tuán)、中國(guó)工程、BP公、哈斯基能源公的相關(guān)代表也參加了本屆論壇。主方力求本著為中國(guó)能源戰(zhàn)略研究提供前沿學(xué)術(shù)支持的初衷,力求成個(gè)高水準(zhǔn)、高起點(diǎn)的國(guó)際性學(xué)術(shù)議。本屆論壇、博鰲亞洲論壇秘書(shū)長(zhǎng)龍永圖以及能源副徐錠明均表示在現(xiàn)在論壇很多、能源問(wèn)題越來(lái)越重要的情況下,搭建這樣個(gè)合作交的平臺(tái)很有必要。龍永圖很高興這是個(gè)“國(guó)際論壇”,而不是“中國(guó)人聚在起研究怎么對(duì)付外國(guó)人的論壇”。機(jī)械設(shè)備