Φ76-Φ89mm新型圓形截面管材滾切機設計【畢業(yè)論文+CAD圖紙全套】

買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 摘 要 隨著切割機的發(fā)展，采用滾切機在線切斷管材是近幾年在國外發(fā)展起來的新技術。這種滾切機是利用三把帶有楔角的圓盤形滾切刀片，采用滾動壓入的方法將管材切斷。由于采用了滾壓無屑剪切，刀具的滾切行程略大于管材壁厚即可切斷管材，因而效率高 (尤其是對于大直徑管材 )?？梢詫崿F(xiàn)小噪音、無切屑、小 (無 )毛刺切管，并可保證管材切口絕對垂直于管材軸線。從而可簡化生產(chǎn)工藝、減少設備的投資、降低生產(chǎn)成本，并可改善生產(chǎn)環(huán)境，解決了長期困擾鋼管企業(yè)的噪音問題。 我設計是端面凸輪式鋼管在線滾切機，滾切式切斷的工作原理是利用三把帶楔角 的碟形滾切刀片均勻的安裝在刀頭架上，刀頭架由驅(qū)動齒輪帶動旋轉(zhuǎn)，齒輪由齒條驅(qū)動，端面凸輪推動齒條從而使刀頭架進給的同時實現(xiàn)徑向進給，刀片與被切管材接觸后，除繞管材公轉(zhuǎn)外，還繞自身中心軸旋轉(zhuǎn)，在管材表面實現(xiàn)純滾動，在徑向進給系統(tǒng)的作用下逐漸將管材切斷。這種切斷方式可實現(xiàn)切口斷面輪廓不失真。滾切式即近年來發(fā)展的旋轉(zhuǎn)楔入法。 關鍵詞 管材 滾切機 端面凸輪 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 of in in of is to a it is a a is be no in of My is AM of is to of in is by AM to in to in in of is in 文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 目 錄 摘要 . I . 1 章 緒論 . 1 . 1 . 3 . 3 . 4 第 2 章 方案確定 . 5 . 5 . 6 第 3 章 滾切機本體設計 . 10 數(shù)選擇及基本數(shù)據(jù)確定 . 10 切力的計算 . 12 切力的理論分析 . 12 向加工力的計算 . 13 向加工力的計算 . 14 盤軸及軸上部件 . 14 夾座的設計 . 15 輪參數(shù)選擇及齒輪軸強度校核 . 16 給架、進給環(huán)設計 . 20 . 21 . 22 第 4 章 部件設計 . 23 緊裝置設計 . 23 . 24 . 25 車行走裝置設計 . 26 車動力傳動方式的選擇 . 27 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 車主體的受力分析 . 27 走小車電動機的選取 . 29 章小結 . 29 結論 . 30 致謝 . 31 參考文獻 . 32 附錄 1 . 錯誤 !未定義書簽。 附錄 2.文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 1 章 緒 論 課題背景 管材在連續(xù)生產(chǎn)過程中，在線切斷設備是整個生產(chǎn)線中的關鍵設備之一。我國目前有 1700多條直縫焊管生產(chǎn)線，普遍采用飛據(jù)在線鋸切管材。采用飛據(jù)在線鋸切管材存在如下問題：一是切后管斷面留有毛刺，為去除毛刺后續(xù)工序必須加平頭設備；二是鋸切過 程噪音污染嚴重；三是鋸切增加了金屬消耗；四是當鋸切大直徑管材時，生產(chǎn)效率特別低。 管材在生產(chǎn)和使用過程中，為切除頭尾不合格部分或?qū)㈤L管分切成定長等，切斷工序是不可少的。由于管材斷面形狀呈空心狀，在切斷過程中，其切口的斷面形狀很易失真。因而管材切斷技術的要求更高。除了通常要求的切口斷面宏觀平直、毛刺小，生產(chǎn)率高、噪音小、金屬損耗少以外，還要求斷面輪廓形狀不失真或少失真。因而國內(nèi)外一直在探討各種因素對切口質(zhì)量的影響規(guī)律，以尋求新的切斷方法。 采用滾切機在線切斷管材是近幾年在國外發(fā)展起來的新技術。這種滾切機是利用 三把帶有楔角的圓盤形滾切刀片，采用滾動壓入的方法將管材切斷。由于采用了滾壓無屑剪切，刀具的滾切行程略大于管材壁厚即可切斷管材，因而效率高 (尤其是對于大直徑管材 )?？梢詫崿F(xiàn)小噪音、無切屑、小 (無 )毛刺切管，并可保證管材切口絕對垂直于管材軸線。從而可簡化生產(chǎn)工藝、減少設備的投資、降低生產(chǎn)成本，并可改善生產(chǎn)環(huán)境，解決了長期困擾鋼管企業(yè)的噪音問題。 該項技術具有廣泛的應用空間，在鋼鐵、汽車、建筑、家電、礦山等行業(yè)都有著良好的應用前景。在圓形截面管材在線或離線切斷方面將會發(fā)揮巨大的作用。 我國目前普遍采用飛鋸切斷鋼管 。采用滾切機在線切斷鋼管是近些年發(fā)展起來的新技術，該設備是在被切斷管材的圓周方向均勻布置 3 個圓刀片，刀片在傳動系統(tǒng)的帶動下繞鋼管旋轉(zhuǎn)的同時沿著鋼管的徑向移動，從而在鋼管周向純滾動并且逐漸切斷鋼管，采用滾切機在線切斷鋼管可實現(xiàn)噪音小、無切削、無毛刺，并可保證管材切口絕對垂直管材軸線，從而可簡化生產(chǎn)工藝，減少設備投資，降低生產(chǎn)成本，并可改善生產(chǎn)環(huán)境。目前我國從國外引進了幾套鋼管在線滾切機，這些引進設備存在如下問題：一是設備的一些零配件國內(nèi)還無法滿足要求，有些零配件的標準、規(guī)格與我國不一致，因此給設備維護帶來困難 ；二是切后斷口處鋼管外徑變大 (對于厚壁管 )、內(nèi)徑縮口，控制不好容易超差，買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 從而必須增加必要的平頭設備。目前國內(nèi)關于管材滾切機的研究大多集中在設備方面，而關于影響管材滾切質(zhì)量的理論研究較少。 凡兩端開口并具有中空封閉斷面的，且其長度與斷面周長之比較大的鋼材，都可稱為管材。按其斷面幾何形狀，管材可分為圓形和異性斷面管。管材生產(chǎn)有無縫管材生產(chǎn)和焊管生產(chǎn)。無縫管材生產(chǎn)大多用不同的穿孔設備將實心的管坯作成空心的毛管，再進行加工得到合格的成品鋼管。焊管生產(chǎn)是將管坯 (鋼板或帶鋼 )用不同的成型方法彎曲成所需要的管筒形狀，然后 施以不同的焊接方法將其接縫焊合而使其成為管材。直縫焊管生產(chǎn)有連續(xù)式和間斷式兩種形式?，F(xiàn)代化的直縫焊管機組大都是連續(xù)式的。 本設計是直縫焊管在線滾切機的研制，針對的管材是直縫焊管。通過對目前使用的飛鋸式、飛刀式、滾切式、沖剪式等四種焊管在線切割機構的分析比較，在吸收國內(nèi)外有關機構特別是日本所供應機器的基礎上，重新設計制造出一種新型的滾切式鋼管滾切機。本課題研究的是鋼管在線滾切機。 焊管以帶鋼或鋼板為原料，用不同成型方法彎曲成管筒的形狀，然后施以不同的焊接方法，獲得具有一定強度的焊縫而形成的管材。在國民經(jīng)濟各部 門中，焊管用途十分廣泛，主要用于：輸送管道、基本建設用管、化工容器、儲油罐以及在機械制造、汽車、農(nóng)業(yè)、輕工等部門和一些特殊用途。 從焊縫的形狀，焊管分為直縫和螺旋縫。這里我們只討論直縫焊管，從 1900年第一臺電焊設備建造使用開始，電焊鋼管生產(chǎn)至今已有上百年歷史了，直縫焊管生產(chǎn)有連續(xù)式和間斷兩種形式，現(xiàn)代化的直縫焊管機組大都是連續(xù)式的。直縫焊管生產(chǎn)工藝流程如下圖所示： 帶鋼卷 矯直 閃光對焊 活套 成型機 焊接 清理焊劑 冷卻 定徑 切斷 矯直 渦流探傷 平端面 水壓試驗 檢查 打印 涂油 包裝 而我的畢業(yè)設 計研究的是以上流程中的切斷過程，通過我和同學一段時間的了解和查閱資料得知，在我國的直縫焊管機組中，鋸切設備一直是個薄弱環(huán)節(jié)，在連續(xù)式生產(chǎn)過程中，將鋼管切成定尺式是非常重要的。由于管材斷面形狀呈空心狀，在切斷過程中，其切口的斷面形狀很易失真，因而管材切斷技術的要求很高，除了通常要求的斷面宏觀平直、毛刺小，生產(chǎn)率高。噪音小、金屬損耗少以外，還要求斷面輪廓形狀不失真或減少失真，因而國內(nèi)外一直在探討各種因素對切口質(zhì)量的影響規(guī)律，以尋求新的切斷方法。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀 下面介紹目前應用最多的幾種剪切機。 管材在生產(chǎn)和使用過程中，為切除頭尾不合格部分或?qū)㈤L管分切成定長等，切斷工序是不可少的。由于管材斷面形狀呈空心狀，在切斷過程中，其切口的斷面形狀很易失真。因而管材切斷技術的要求很高，除了通常要求的斷面宏觀平直、毛刺小，生產(chǎn)率高、噪音小、金屬損耗少以外，還要求斷面輪廓形狀不失真或減少失真，因而國內(nèi)外一直在探討各種因素對切口質(zhì)量的影響規(guī)律，以尋求新的切斷方法。 國內(nèi)外現(xiàn)有的管切方法有兩大類：非剪切類和剪切類 2。 非剪切類的切斷方法 (1)冷鋸鋸切法 (2)砂輪片切斷法 這兩種方法都屬于同一類 型，只是有鋸片和砂輪片作為切斷工具之分，兩種均有金屬損耗，而且由于切斷片轉(zhuǎn)速很高，轉(zhuǎn)動中有震顫，因而在表面有明顯的切削痕跡，呈現(xiàn)不平度較大，在切口結束時很難去除較大的毛刺，至今尚未解決，因而一般的此類切削方法都不得不在切斷后曾設銑頭機將斷面銑平。 (3)切管機法 以車刀切斷，切管機有鋼管轉(zhuǎn)動，車刀不動和鋼管不動車刀轉(zhuǎn)動兩種。前者類似車床切削，但速度不能快。后者設備較復雜，一臺切管機所切管徑范圍不能太大，切削速度也不可能太大，因為有金屬損耗。 (4)旋轉(zhuǎn)楔入法 鋼管相對不動，在管材外圍有三個刀片，一起繞鋼管 回轉(zhuǎn)，同時刀片座徑向移動而將管材切斷，由于此刀片是楔形的，因而且切口傾斜呈坡口狀，而且在刀刃楔入管壁時，切口處的金屬向管壁的內(nèi)外流動使切口的外圍和內(nèi)周均呈隆起狀，即切口邊緣附近的外徑增大，內(nèi)徑減小。 圖 1轉(zhuǎn)切入法示意圖 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 剪切類切斷方法 (1)沖剪法 沖剪法是在切口兩側各有圓孔形固定刀片夾住鋼管，切口處有活動刀片，當?shù)度袎合蚬懿臅r，刀尖使管壁局部引力集中而破裂，刀刃壓入管壁，此方法為有屑切斷，剪切過程速度快，噪音小 ，但由于切斷開始會在刀尖管壁處壓下凹坑，最后殘留在切口附近，為此必須設置擴展法和修正工序，以目前的技術，凹坑至今不能完全消除。 (2)雙重剪切法 針對沖剪法的缺點產(chǎn)生凹坑，在沖剪法刀尖壓入處的管材上先刨一個坑，但由于槽寬略大于刀片厚度，從而在切口斷面會有一個不太明顯的小臺階。 (3)芯棒剪切法 為防止剪切空心的管材被壓扁，在管材內(nèi)設置芯棒，芯棒由隨著活動刀片一起移動的活動芯棒以及和固定刀片一起固定不動的固定芯棒組成，活動刀片在單向移動時進行剪切，此類方法用途很多，比如剪切汽車減震器所用管件的布哈姆切管機就是 采用整個原理。但所切管件長度應小于 150 本設計采用滾切式切斷，滾切式即近年來發(fā)展的旋轉(zhuǎn)楔入法。滾切式的工作原理是利用三把帶楔角的碟形滾切刀片均勻地安裝在刀頭架上，刀頭架由主傳動帶帶動旋轉(zhuǎn)，刀片由內(nèi)凸輪帶動徑向進給，刀片與被切管材接觸后，除繞管材公轉(zhuǎn)外，還繞自身中心軸旋轉(zhuǎn)，在管材表面實現(xiàn)純滾動，在徑向進給系統(tǒng)的作用下逐漸將管材切斷。這種切斷方式可實現(xiàn)無切屑，小噪音剪切，并其可以保證切口斷面輪廓不失真。 本章小結 本章主要介紹的是飛據(jù)在線鋸切管材存在的問題，為了解決這些問題近幾年國內(nèi)外發(fā)展 起來的滾切機在線鋸切管材的新技術，以及介紹了該技術的應用范圍和采用該技術的好處，還有對國內(nèi)外對滾切機的研究現(xiàn)狀及國內(nèi)外現(xiàn)有的管切方法的簡單描述。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 2 章 方案確定 舊型滾切機在實際應用中存在的問題 目前，飛鋸機是鋼管切斷的主要設備主要功能是將在線生產(chǎn)的管材定尺切斷。它不僅控制管材的定尺切斷精度，同時制約著生產(chǎn)線的生產(chǎn)速度。飛鋸的通常形式為電機帶動鋸片高速旋轉(zhuǎn)將管子切斷。由于其切削機理為高溫熔融狀態(tài)下的摩擦過程，這種形式結構簡單，造價低，但噪音大，切口毛刺大，對于小 型機組很方便使用；但對于直徑在 273于大規(guī)格焊管生產(chǎn)線上的飛鋸機，國內(nèi)傳統(tǒng)的形式有三種： (1)單鋸片式 用一張鋸片一次切斷整根鋼管。鋸片直徑很大，如鋸切 508 14004004的方矩形管，鋸片直徑需在 1600切功率需達 250管子端口不好，毛刺大，又不好清除。 (2)滾切式 其結構是通過一組刀片的徑向旋轉(zhuǎn)、擠壓鋼管切斷。雖然比大直徑的鋸片有一定的優(yōu)越性，但僅使用于圓管，不能用于方矩形管和開口 型材，并有收縮口現(xiàn)象，且在鋼管級高、璧厚大時切斷就非常困難了。 (3)雙劇平推式 這是國外 20世紀 50年代淘汰產(chǎn)品，它不僅結構龐大，功率消耗大，致命缺陷是切斷面不平、錯位，切削過程中易變形，導致管子切口有階梯，若是圓管還可在平頭工序修正，若是方形管就很難處理了。 目前，用于切割圓形截面管材，或者圓管材生產(chǎn)線上截斷管材時采用的滾切機，在不允許管材旋轉(zhuǎn)時，其滾刀必須繞管材中心公轉(zhuǎn)，同時滾刀沿管面滾動且向中心運動，達到切斷管子的目的。 對于上述切割圓形截面管材的技術中，如中國某發(fā)明專利，管材截面滾切機，其中闡述的滾切機性能可靠，工作穩(wěn)定，達到了很好的效果 6。但是在實際應用中，由于設計的圓盤軸上的滾切裝置與旋轉(zhuǎn)環(huán)上的傳動齒輪之間具有較大的軸向距離，并且旋轉(zhuǎn)環(huán)和圓盤軸的旋轉(zhuǎn)配合面在圓盤軸的軸徑上，而非圓盤外圈上，導致旋轉(zhuǎn)滾切機構在機架外的懸臂較長，受力狀態(tài)也不好，這樣，若有加工產(chǎn)生的質(zhì)量偏心，會在滾切工作時產(chǎn)生徑向振動，因而降低了圓盤刀的使用壽命；另外，因離合器為常離狀態(tài)，在啟動時，旋轉(zhuǎn)環(huán)僅靠圓盤軸與其的摩擦力矩驅(qū)動，由于摩擦力矩很買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 小，使旋轉(zhuǎn)環(huán)啟動滯后，造成滾切裝置 上的滾輪撞擊內(nèi)凸輪面而產(chǎn)生啟動沖擊；此外，在滾切結束時，該滾切機中的離合器的分離時刻不易控制；在退刀后，滾切裝置相對內(nèi)凸輪的停止位置不夠準確，造成圓盤刀讓開距離不足，而妨礙管子再次送入容易打刀，以及存在加緊裝置的夾緊中心和滾切中心對中困難、設備的重量較大等實際問題。 目前，用于加工切割金屬管材，或制管生產(chǎn)線上截斷管材，其滾刀的進刀都是采用液 壓方式。即利用液壓缸驅(qū)動，通過齒條機構實現(xiàn)滾刀的徑向進刀，從而滿足了切管的使用要求。但最關鍵的問題是，如在使用液壓缸通過拔叉推動移動環(huán)時易產(chǎn)生偏截，不易保證徑向進刀的同步 性；另外其整體結構稍顯復雜，并且需要配置一套液壓系統(tǒng)，及其維護成本高。 為了解決這一問題，對于公開的另一種金屬切管機，它是采用機械式進刀方式，利用多級齒輪傳動機構，實現(xiàn)對管材的切斷。一方面是利用間斷的凸輪塊實現(xiàn)滾刀的徑向進刀；由于設有形成完整的圓周凸輪，不能周而復始的連續(xù)工作。另一方面通過驅(qū)動軸上的單向離合器控制齒輪機構的反向轉(zhuǎn)動才能完成退刀，這樣會產(chǎn)生較大的沖擊。該傳動結構采用四對大小齒輪相互嚙合，還不能實現(xiàn)自動退刀運動，導致傳動系統(tǒng)較為復雜。 在管材以及型材生產(chǎn)過程中，常常采用冷，熱劇進行切斷；而其鋸片 在實際應用中經(jīng)常會出現(xiàn)瓢曲變形、裂痕、崩齒、糊齒等現(xiàn)象，這不僅會影響軋鋼生產(chǎn)效率，也會給生產(chǎn)現(xiàn)場帶來安全隱患并增加鋸片消耗。在實際生產(chǎn)過程中有部分鋸片經(jīng)數(shù)次使用后，由于各種外在及內(nèi)在原因會出現(xiàn)瓢曲變形現(xiàn)象主要表現(xiàn)鋸片整體呈現(xiàn)一個碟形，一面鼓出，另一面凹入，將鋸片豎起，用手在鋸片頂部施加一個軸向力往復晃動，感覺到其剛性并不太差，這時產(chǎn)生的是碟形塑性變形；二是鋸片呈扭曲狀變形，片體的周向跳動很大，將鋸片豎起晃動時感覺剛性很軟，嚴重時甚至有站不住的感覺，鋸片外圓周呈荷葉形狀。 因此，必須加以改進和完善。 設計原理 經(jīng)過對現(xiàn)有滾切機的結構分析，我總結出目前滾切機出現(xiàn)的主要問題。分別是： 1)滾切機構懸臂長問題； 2)起動時產(chǎn)生沖擊的問題； 3)離合器的分離時刻不易控制； 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 4)退刀時滾切裝置相對于內(nèi)凸輪的停止位置不夠準確； 5)夾緊裝置的夾緊中心和滾切中心對中困難的問題。 在此基礎上進行改進，完成了本次畢業(yè)設計。 參考中國某專利新型圓管材滾切機 5原理圖如圖 2 圖 2國某專利新型圓型截面管材滾切機工作原理圖 為實現(xiàn)其目的，本設計提供的新型圓形截面管材滾切機，包括傳動軸上分別設置的傳動件 與所對應在圓盤軸上和位于其上的旋轉(zhuǎn)環(huán)上連接的傳動件；所屬圓盤軸的圓盤端面徑向滑槽內(nèi)安裝有滾切裝置；其中，它具有一個內(nèi)圈是內(nèi)凸輪，外圈是一個滾切大齒輪的旋轉(zhuǎn)環(huán)安裝于圓盤軸的圓盤外圈位置上；在所述旋轉(zhuǎn)環(huán)、圓盤軸和機架上安裝起動和退刀控制裝置；和在所述機架管材入料端設置一個夾緊裝置。因此，通過旋轉(zhuǎn)環(huán)直接沿圓盤軸的圓盤外圈轉(zhuǎn)動，進一步降低了軸向尺寸，并且使旋轉(zhuǎn)配合面、大齒輪上的嚙合點、內(nèi)凸輪對滾切裝置的施力點三者相距很近，受力狀態(tài)得到明顯改善，避免了振動發(fā)生；此外，還通過設置了起動及退刀控制裝置，保證起動時，控制旋 轉(zhuǎn)環(huán)被驅(qū)動同步運轉(zhuǎn)，避免了起動沖擊，離合器切合時刻準確，有利于滾切裝置滾切裝置退刀后，停在處于相對內(nèi)凸輪的最大退刀位置點上；另外，增設了夾緊裝置，提高了夾緊管材的穩(wěn)定性和對中可靠性。 連桿與鉸接的所述活動刀架間的夾角是 100 180隨著夾角的變化來實現(xiàn)進刀。轉(zhuǎn)盤上設置一個以上的連桿與相對應帶有滾刀的刀架連接。本管材截面滾切機采用了轉(zhuǎn)盤上通過鉸接的連桿與刀架組成一連桿進退刀機構，并在旋買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 轉(zhuǎn)筒相配合的轉(zhuǎn)盤上安裝一摩擦減速裝置，通過該裝置的作用實現(xiàn)了轉(zhuǎn)盤產(chǎn)生相對于旋轉(zhuǎn)筒的方向轉(zhuǎn)動，用以控制連桿進退刀機構進行切割 或者非切割運動，因而該連桿與帶有滾刀的刀架機構，和所設置的摩擦減速裝置是實現(xiàn)本管材滾切機的關鍵。解決了現(xiàn)行的滾切機采用的凸輪機構控制滾刀，以及多齒輪組件傳動所帶來的整體機構復雜的問題。 本設計涉及在旋轉(zhuǎn)環(huán)、圓盤軸和機架上組合安裝起動及退刀控制裝置，包括旋轉(zhuǎn)環(huán)一徑向端開有一個導通的槽孔和相鄰的沉槽，則在旋轉(zhuǎn)環(huán)上的槽孔內(nèi)設置的棘軸上安裝有棘爪，和在所述沉槽內(nèi)設置一個彈簧片構成棘輪機構；所述棘爪與對應圓盤軸的圓盤外圈上呈 120 設置用于交替配合或脫開的三個角形棘槽；所述棘爪的 另一端與所對應在機架上設置的接近開關接近或遠離。這樣有利于起動同步平穩(wěn)，退刀時刻準確，易于控制。 根據(jù)設計的特點，所提及滾切裝置除上述采用滾刀作為切刀之外，可以在滾切裝置上直接固定車刀，同樣可以完成管材切割。 在本設計中，由機架的入料端安裝一個管材夾緊裝置。所述的管材夾緊裝置包括固定在機架上的滑道盤，滑道盤一側面上呈現(xiàn) 120設有三個徑向滑道分別安裝滑塊；所述滑道盤和滑塊之間安裝返回彈簧，滑道盤和其上同心安裝的蓋板共同為滑塊的滑動導向；該滑塊的一段作為夾緊口，另一端通過銷軸安裝滾輪；該滾輪對應所述滑道盤和蓋 板的外圈上具有的夾緊凸輪；則夾緊凸輪內(nèi)圈是由三段相同的收縮曲線首尾相連成的圓周內(nèi)凸輪，外圈上固定安裝有轉(zhuǎn)壁，通過液壓缸或氣缸矯連接在機架上。因此，該滾輪相對于滑道盤和蓋板外圈上具有的夾緊凸輪轉(zhuǎn)動。當要夾緊時，液壓缸伸長，推動轉(zhuǎn)臂連帶夾緊凸輪一起轉(zhuǎn)動，其夾緊凸輪內(nèi)凸輪面壓迫夾緊滾輪迫使三個滑塊，沿滑道盤上的徑向滑道同時向管子壓緊，自動對中夾緊管子。當要松開管子時，液壓缸縮回，拉動轉(zhuǎn)臂使夾緊凸輪回轉(zhuǎn)，返回彈簧推動滑塊回退。在本設計中，夾緊凸輪的轉(zhuǎn)動也直接采用電液推桿推動，這樣可以在制管生產(chǎn)線上往復運動的滾切機上 僅供電即可保證滾切進行。 本設計的關鍵是在旋轉(zhuǎn)環(huán)的內(nèi)圈設置內(nèi)凸輪，外圈設置滾切大齒輪，讓旋轉(zhuǎn)環(huán)集合多項功能，明顯減少了其旋轉(zhuǎn)部分在機架外的懸臂長度，既降低了設備制造成本，又減少了滾切機構偏心振動傾向，可以提高圓盤刀的使用壽命。其次，讓旋轉(zhuǎn)環(huán)直接沿圓盤軸的圓盤外圈轉(zhuǎn)動，進一步降低軸向尺寸，并且使旋轉(zhuǎn)配合面、滾切大齒輪上的嚙合點、內(nèi)凸輪對滾切裝置的施力點三者相距很近，受力狀態(tài)得到明顯改善，設備重量也降低了很多。因其旋轉(zhuǎn)部分重量和懸臂尺寸大幅減少，避免了振動發(fā)生。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 由上邊的分析可以得到以下一些結論： 1) 滾切機 設計采用了旋轉(zhuǎn)環(huán)上的整圈內(nèi)凸輪，控制圓盤刀徑向進刀，可適用于不同管徑的切割，而且連續(xù)穩(wěn)定，周而復始的工作，特別適合制管生產(chǎn)線上的使用；此外通過離合控制滾切機同向旋轉(zhuǎn)情況下實現(xiàn)退刀，這樣會帶來對滾切裝置的沖擊。 2) 傳動機構簡單可靠，只采用兩對傳動機構，具有結構簡單，制造成本低。 3) 滾切機可以通過提高傳動軸的轉(zhuǎn)速來改進提高切割速度，而且每圈的切割速度不變，不影響刀具的使用壽命。 4) 滾切機通過調(diào)整旋轉(zhuǎn)環(huán)內(nèi)凸輪的線段來增減相對應的滾切裝置，具有使用靈活的特點。 5) 通過在機架上安裝了夾緊裝置， 提高了夾緊的穩(wěn)定性和對中可靠性。 本設計能有效的解決旋轉(zhuǎn)滾切機構懸臂長、起動時產(chǎn)生沖擊、離合器的分離時刻不易控制、退刀后滾切裝置相對內(nèi)凸輪的停止位置不夠準確，以及夾緊裝置的夾緊中心和滾切中心對中困難等問題。 本章小結 本章主要是對現(xiàn)有滾切機存在的問題進行了描述，學習研究有關方面的資料，加以比較，解決存在的問題方法，同時簡單敘述了本設計的原理。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 第 3 章 滾切機本體設計 參數(shù)選擇及基本數(shù)據(jù)確定 鋼管切斷規(guī)格為外徑 769厚為 4管生產(chǎn)速度為 30m/管定尺長度為 12m。 由以上鋼管剪切參數(shù)可知 t=鋼管定尺長度 /鋼管生產(chǎn)速度 =12m/30m/4s 即在鋼管剪切的每個行程時間為 24s。 即小車運行一個切斷來回時間為 24s。 鋼管切割的最大壁厚為 4片在切割前和切斷后應有一個多余的進刀距離，據(jù)參考有關圖紙和結合實際，定為 4 圖 3如上面圖 3刀片徑向切斷行程 S=4 3=12 當?shù)镀瑥较蛐谐檀_定為 12定小車運動一個切斷行程時間為 8s，即在其他的 246 在小車運動的 8s 內(nèi)，包括 2個過程：小車與鋼管同步時間和回程時間。 此設計確定切斷時間為 5s，即刀片的徑向進給速度為 s。 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 綜上所述，確定以下參數(shù)： s 刀尖運行時間 )為 5s 2度為 s 102 4 圓盤刀的設計 計算及校核 刀尖到中心距離為 45毫米，刀具厚為 6毫米，切削鋼管管有不同直徑之分，直徑范圍 769管為 4毫米，刀尖夾角太小雖鋒利但強度不夠，刀尖角度太小雖強度大但是不鋒利，綜合考慮后尖端的夾角為 30。如下面圖 3 圖 3買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 滾切力的計算 滾切力的理論分析 滾切力是滾切機的設計和使用的重要參數(shù)，它是由刀片楔尖剪斷金屬的純剪切力、刀片兩側面排開已被剪斷的金屬的擠壓力和刀片兩側面與被排開金屬間的摩擦力這 3 部分組成的。 圖 3純剪切力的確定 純剪切力可由下式計算 (3式中， 金屬的最大單位剪切抗力 1(3式中， K 為與外摩擦及刀刃變鈍有關的系數(shù)，對于冷剪，通過 K= 常 1， s 為材料斷裂時的平均延伸率； b 為被切材料的強度極限。 當每片刀的進給量為 h 時，剪切面積可按圖 3的陰影部分計算，即 22222 22 式中， 為管的切槽底半徑； m=R+ +2h；角 、 可由圖 3的幾何關買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 系求得。 擠壓力的確定 用帶有楔角的圓盤形刀片滾切管材如同用楔形沖頭壓入半無限體，所不同的是管材的壁厚是有限的。因此我們可以參考文獻構造如圖 3示的滑移線場。我們將擠壓力與摩擦力分開考慮，圖中顯示出了無摩 擦力的情況。在滾切中刀片的兩個側面作用有正擠壓應力 p，從而可求得由 (3式中 F 是刀片與被剪切管間單側擠壓面積。 圖 3 摩擦力的確定 滾切力中的摩擦力部分即為刀片與被擠壓金屬間的摩擦力在合力方向的分量 u (3式中， 于冷剪，一般 u= 總的滾切力即為上述 3部分力之和 )c o s( s i a x (3徑向加工力的計算 進行求解可使用 m a t l a b)2/4/( t a n (c o 解得 sm a x 2/1 ）（ p b 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 D 圈徑向進給量滾刀公轉(zhuǎn) 3/1 L 4 5 6c o m a x ）（ 的摩擦系數(shù)為刀刃與被切割管材間2.0u 切向加工力的計算 轉(zhuǎn)盤軸及軸上部件 已知刀尖受力為 F 則：對材料為 40需用應力在直徑為 0 即有： 2/4 (3即 62 10835/4 得 即軸直徑 ，能滿足條件，此處保證滿足強度要求 D=30 刀盤緊固軸承的選取： 因為傳遞刀尖切削力，故選取普通深溝球軸承，采用形式為兩端固定支撐形式，選用型號為深溝球軸承 6306，其基本尺寸如下： d=30 D=72 B=19處載荷 20=10于基本額定負荷 以軸承的選取滿足要求。 3 4 . 7 4 )2b(加工力，即取兩者較大的作為切向、文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 3刀夾座的設計 管材加工范圍是 769據(jù)本設計的需要，刀夾座結構如圖 3 由于刀具實現(xiàn)的徑向切削，故調(diào)整螺栓主要受軸承傳遞給刀架的徑向切削力，即調(diào)整螺栓可近似看成只受剪力： M P 200004 2321 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 M s所選 圖 3夾座三維示意圖 齒輪參數(shù)選擇及齒輪軸強度校核 根據(jù)空間需要等條件，確定齒輪參數(shù)：齒數(shù)： 38 模數(shù)： 6m 則 在允許誤差范圍內(nèi)可用 i買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 中心距： 表 1 第一組滾切齒輪組合小、大齒輪的參數(shù)： m 6 m 6 d 213mm d 468mm 215mm 470mm 38 Z 75 圖 3輪 取齒寬系數(shù)為 ： 可以得到小齒輪的齒寬為： 于齒寬沒有嚴格要求，所以分別取：小齒輪齒寬 34齒輪齒寬 39 由于進刀方式為端面凸輪，所以端面凸輪的轉(zhuǎn)速為 135+1/3r/ 53862 )( 21 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 所以 2676 4 、傳動軸承與傳動鍵的選取 選用軸承時，首先應當考慮深溝球軸承，其它的結構形式，往往價格昂貴，交貨期難以保證。 深溝型球軸承內(nèi)、外圈溝道的斷面為圓弧形，其半徑以球徑大 2% 4%，是很常用的一種滾動軸承。 這種軸承深溝較深，承受徑向負荷時，球在溝底圓內(nèi)外接觸，承受軸向負荷時，球在溝道邊緣附近接觸，因此能同時承受徑向和軸向負荷，使用方便。 深溝型球軸承的形狀簡單，能夠進行精密加工，可以達到很高的集合精度，因此，摩擦、振動及噪聲很小，適用于高速旋轉(zhuǎn)。 綜合考慮本設計中各種要求，所選傳動軸承 如圖 3 3 0t t 0c o c c o s ()c o c c o s (*44434343434343n vi n vi n vi n n n af*（）（則）（齒頂高消減系數(shù)中心距變動系數(shù)配兩輪的變位系數(shù)合性能等方面的要求分根據(jù)齒根根切條件及嚙所以則 2)(1 3 54 8 0384343紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 圖 3盤軸大 軸承 軸承代號： 276型號： 6030基本尺寸： d=150D=225B=35 3入軸 軸承 圖 3軸承代號： 276 型號： 6216基本尺寸： d=80D=140B=26動軸鍵的選擇： 圖 3買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 進給架、進給環(huán)設計 進給架是一個改進機構，在參考以往的單軸撥叉機構后，設計出端面凸輪進給機構，它的優(yōu)點是進給架左右運動時，能靠軸承與進給環(huán)之間的環(huán)摩擦和相互作用力推動，避免了軸承直接和進給環(huán)之間的接觸，減少了軸承的磨損，延長了軸承壽命，減少了維修費用。 當進給架在軸向運動時，可近似忽略其徑向運動。 故進給架僅受軸向力 F=20 3/4=15純剪切原理，當材料為 40用應力在直 徑為 0 100： 即有： 即有： 62 1083 544 1 5 1 0 4 . 7835D 進給架軸的直徑只要滿足 即可滿足要求。 所以此處選擇的 D=60要求。 當選用 60 的軸時，考慮其受動載荷 0 該選用軸承基本額定動載荷大于 10500N 的軸承。 根據(jù)以上要求，查閱機械設計手冊，選用深溝球軸承 6212： d 買文檔就送您 紙全套， Q 號交流 401339828 或 11970985 電動機選取 電動機是專業(yè)工廠生產(chǎn)的標準機器，設計時要根據(jù)工作特性、工作環(huán)境以及載荷大小、性 質(zhì) (變化性質(zhì)、過載情況等 )、啟動性能、啟動、制動、正反轉(zhuǎn)的頻繁程度以及電源