鋼筋切斷機(jī)課程設(shè)計(jì).ppt

鋼筋切斷機(jī),目錄,這是目錄內(nèi)容,這是目錄內(nèi)容,這是目錄內(nèi)容,這是目錄內(nèi)容,項(xiàng)目背景,鋼筋在建筑上應(yīng)用非常廣泛，它可以用作預(yù)制構(gòu)件，鋼筋混凝土和箍筋等。為此，需要鋼筋切斷機(jī)按所要求的鋼筋的規(guī)格的長(zhǎng)度將其切斷。鋼筋切斷機(jī)是鋼筋加工必不可少的設(shè)備之一，它主要用語(yǔ)房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對(duì)鋼筋的定長(zhǎng)切斷，一般都是用于剪切建筑用的I級(jí)鋼，剪切鋼筋直徑為640毫米。,鋼筋切斷機(jī)有機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)兩種。機(jī)械傳動(dòng)構(gòu)造簡(jiǎn)單，工作可靠，維修方便，液壓傳動(dòng)無(wú)噪音，體積小，重量輕，移動(dòng)方便。但液壓傳動(dòng)結(jié)構(gòu)復(fù)雜，一旦出現(xiàn)故障難以排除，故目前較多使用的仍然是機(jī)械傳動(dòng)的鋼筋切斷機(jī)。,(一)機(jī)械傳動(dòng)鋼筋切斷機(jī),圖1-1為連桿驅(qū)動(dòng)式鋼筋切斷機(jī)的外形，其傳動(dòng)系統(tǒng)如圖1-2所示。,(二)液壓傳動(dòng)鋼筋切斷機(jī),圖1-3是DYT一32型液壓鋼筋切斷機(jī)的外形、其結(jié)構(gòu)和工作原理如圖59所示，工作時(shí)，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)，偏心抽旋轉(zhuǎn)時(shí)使高壓油泵中的柱塞作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，將油箱中的液壓油不斷油缸中。從而推動(dòng)活塞，使活動(dòng)刀片前進(jìn)，當(dāng)活動(dòng)刀片和固定刀片相錯(cuò)時(shí)，鋼筋即被切斷。,國(guó)內(nèi)外切斷機(jī)的對(duì)比,由于切斷機(jī)技術(shù)含量低、易仿造、利潤(rùn)不高等原因，所以廠家?guī)资陙?lái)基本維持現(xiàn)狀，發(fā)展不快，與國(guó)外同行相比具體有以下幾方面差距。,1)國(guó)外切斷機(jī)偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機(jī)偏心距24mm，而國(guó)內(nèi)一般為17mm看似省料、齒輪結(jié)構(gòu)偏小些，但給用戶帶來(lái)麻煩，不易管理因?yàn)樵谟汕写罅系角行×蠒r(shí)，不是換刀墊就是換刀片，有時(shí)還需要轉(zhuǎn)換角度。2)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)刀片設(shè)計(jì)不合理，單螺栓固定，刀片厚度夠薄，40型和50型刀片厚度均為17mm；而國(guó)外都是雙螺栓固定，2527mm厚，因此國(guó)外刀片在受力及壽命等綜合性能方面都較國(guó)內(nèi)優(yōu)良。,3)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)每分鐘切斷次數(shù)少國(guó)內(nèi)一般為2831次，國(guó)外要高出1520次，最高高出30次，工作效率較高。4)國(guó)外機(jī)型一般采用半開(kāi)式結(jié)構(gòu)，齒輪、軸承用油脂潤(rùn)滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉(zhuǎn)體處用手工加稀油潤(rùn)滑國(guó)內(nèi)機(jī)型結(jié)構(gòu)有全開(kāi)、全閉、半開(kāi)半閉3種，潤(rùn)滑方式有集中稀油潤(rùn)滑和飛濺潤(rùn)滑2種。,問(wèn)題提出,綜上，目前國(guó)內(nèi)建筑工地使用的鋼筋切斷機(jī)雖能完成切斷動(dòng)作，但其執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒(méi)有考慮到對(duì)切刀運(yùn)動(dòng)規(guī)律和動(dòng)力特性的要求，切刀工作過(guò)程中產(chǎn)生的沖擊很大，切斷效率較低。因此，有必要將現(xiàn)存的鋼筋切斷機(jī)加以改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)，以獲得動(dòng)態(tài)性能較好的鋼筋切斷機(jī)，使其實(shí)現(xiàn)操作簡(jiǎn)便、調(diào)節(jié)方便、落料簡(jiǎn)單、生產(chǎn)效率高等特點(diǎn)。,設(shè)計(jì)要求,基本工作要求：用手工將不同規(guī)格的鋼筋按所需長(zhǎng)度送至刀口，將其切斷；以后再次送入，作下次截?cái)?。運(yùn)動(dòng)要求：i)在切斷過(guò)程中，要求切斷速度盡可能小，速度盡可能均勻，以保證切削質(zhì)量，減少?zèng)_擊;ii)保證切刀行程H;iii)切刀空行程中速度盡可能快，以提高效率；iv)保證切刀的每分鐘切斷次數(shù)（生產(chǎn)率）。動(dòng)力要求:切刀能產(chǎn)生足夠的沖力克服工作阻力，要有較好的傳動(dòng)性能。,有關(guān)數(shù)據(jù),擬采用三相異步電機(jī)作動(dòng)力源，初定電機(jī)轉(zhuǎn)速n2880rpm；切鋼筋的最大直徑dmax40mm；動(dòng)刀通過(guò)的距離H=44mm；其生產(chǎn)率分型號(hào)依次為42次/分；刀在切斷過(guò)程中所受工作阻力P=400kN，其它行程無(wú)阻力。整個(gè)機(jī)器的尺寸范圍為：長(zhǎng)寬高1600500750mm。,方案設(shè)計(jì)比較,驅(qū)動(dòng)裝置方案選擇一液壓驅(qū)動(dòng)（1）液壓驅(qū)動(dòng)有作用通過(guò)幾乎不可壓縮的油液的壓強(qiáng)來(lái)實(shí)現(xiàn)，而壓力的大小又取決于負(fù)載的大??；液壓傳動(dòng)可以很容易地實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)變速；液壓輸入功率等于油液壓強(qiáng)與油液流量的乘積。主要有齒輪泵，葉片泵，柱塞泵。前兩種輸出為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，后者輸出為直線運(yùn)動(dòng)。,（2）基于鋼筋切斷機(jī)的工作狀態(tài)，環(huán)境及成本，最宜選擇齒輪泵。齒輪泵有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、重量輕、工作可靠、自吸性能好、抗油污能力強(qiáng)，但效率低，大，流量脈動(dòng)大，不能用做變量泵等特點(diǎn)。結(jié)構(gòu)圖如右圖。采用液壓系統(tǒng)配合液壓控制裝置，可很容易實(shí)現(xiàn)機(jī)械系統(tǒng)的控制。,2手動(dòng)驅(qū)動(dòng)當(dāng)設(shè)計(jì)要求為便攜式鋼筋切斷機(jī)時(shí)可考慮此方案。使用手動(dòng)驅(qū)動(dòng)一般會(huì)用到液壓和壓力倍增機(jī)構(gòu)，設(shè)計(jì)相對(duì)復(fù)雜，要求較高。在這里暫不予以考慮。,3電機(jī)驅(qū)動(dòng)電機(jī)驅(qū)動(dòng)是較為常用和傳統(tǒng)的驅(qū)動(dòng)方式，特別是三相交流異步電機(jī)應(yīng)用更為廣泛。三相異步電機(jī)的輸出功率比較大，完全可以滿足本設(shè)計(jì)的驅(qū)動(dòng)要求。,綜合考慮本設(shè)計(jì)的使用功能性能要求以及工況設(shè)計(jì)成本，本設(shè)計(jì)采用三相異步電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)原機(jī),傳動(dòng)裝置方案選擇,1若采用液壓泵作為驅(qū)動(dòng)裝置，則應(yīng)選擇液壓的傳動(dòng)方式，本設(shè)計(jì)已經(jīng)不予以考慮。2帶傳動(dòng)帶傳動(dòng)為撓性傳動(dòng)，具有防抱死工況的發(fā)生，所以在以內(nèi)燃機(jī)或工況較惡劣工作下的電機(jī)為原機(jī)時(shí)常被采用，特別常在第一級(jí)傳動(dòng)中出現(xiàn)；但由于是靠摩擦來(lái)傳遞動(dòng)力，導(dǎo)致部分能量轉(zhuǎn)化為熱，效率下降。盡管如此該傳動(dòng)方式符合本設(shè)計(jì)要求，予以考慮。,3齒輪傳動(dòng)在機(jī)械傳動(dòng)中應(yīng)用最廣泛的傳動(dòng)方式，其傳動(dòng)準(zhǔn)確可靠，效率很高，噪聲小，可以滿足不同工況要求，但其加工成本比較高，可實(shí)現(xiàn)傳動(dòng)比不是很大，需要多級(jí)傳動(dòng)才能達(dá)到大傳動(dòng)比的要求。,4組合傳動(dòng)由于機(jī)械運(yùn)動(dòng)形式、運(yùn)動(dòng)規(guī)律和機(jī)械性能等方面要求的多樣性和復(fù)雜性，而以上傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的局限性，因此常常需要將幾種機(jī)構(gòu)配合起來(lái)，形成組合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)。,日前使用的小型鋼筋切斷機(jī)的傳動(dòng)方式，多采用展開(kāi)式，如圖3-2所示，其三根傳動(dòng)軸軸線呈三角形空間平行分布。（2）從傳動(dòng)方式上進(jìn)行改進(jìn)，采用回歸式傳動(dòng)方案，如圖3-3所示。其三根傳動(dòng)軸軸線呈平面分布，其中有兩條軸線重合。這種回歸式傳動(dòng)方式較展開(kāi)式傳動(dòng)方式結(jié)構(gòu)更為緊湊。改變后的曲軸為空心偏心曲軸，而空心軸具有承受較高彎扭載荷的能力和重量輕的特點(diǎn)。因而，采用回歸式傳動(dòng)方式使傳動(dòng)方案更趨合理。,(3)將傳動(dòng)式傳動(dòng)增加一級(jí)齒輪傳動(dòng)，適當(dāng)增大傳動(dòng)比，改善受力情況。上述（2）傳動(dòng)方案對(duì)多級(jí)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)改善并不明顯，所以依舊采用傳統(tǒng)式。運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)圖，如圖3-3所示。,圖3-3傳統(tǒng)三級(jí)傳動(dòng)運(yùn)動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖,執(zhí)行裝置方案選擇,執(zhí)行機(jī)構(gòu)選擇的關(guān)鍵是將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)，同時(shí)保證好的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力特性。有以下三種方案：1采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，如圖3-4所示，優(yōu)點(diǎn)是結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造成本低，缺點(diǎn)是運(yùn)動(dòng)軌跡設(shè)計(jì)很難達(dá)到設(shè)計(jì)要求，從而導(dǎo)致動(dòng)力特性不是很好。,2采用齒輪齒條機(jī)構(gòu)，如圖3-5所示，優(yōu)點(diǎn)傳動(dòng)比精確，但在本方案中，亦沒(méi)有這方面的要求，且動(dòng)刀運(yùn)動(dòng)需要較好的急回特性，明顯該機(jī)構(gòu)不滿足，故舍棄。,圖3-4曲柄滑塊機(jī)構(gòu),3采用凸輪機(jī)構(gòu)，如圖3-6所示，該方案優(yōu)點(diǎn)是設(shè)計(jì)靈活，可以達(dá)到高精度的運(yùn)動(dòng)曲線和運(yùn)動(dòng)特性要求，但設(shè)計(jì)也相對(duì)復(fù)雜。,圖3-5齒輪齒條機(jī)構(gòu),圖3-6凸輪機(jī)構(gòu),綜上，本設(shè)計(jì)采用方案1，性能可以達(dá)到設(shè)計(jì)要求。,系統(tǒng)控制方案選擇,如前面圖3-3所示，開(kāi)啟制動(dòng)通過(guò)操縱桿離合器控制，在這里不做詳細(xì)介紹，有意者可以查閱相關(guān)書(shū)籍資料,齒輪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)選擇,I軸齒輪Z1=17m=3齒寬40II軸齒輪Z2=63m=3齒寬28Z3=12m=5齒寬57軸齒輪Z4=22m=5齒寬44Z5=13m=7齒寬77軸齒輪Z6=48m=7齒寬66傳動(dòng)比,執(zhí)行機(jī)構(gòu)參數(shù)設(shè)計(jì)選擇,1.3.1切斷過(guò)程中的等效阻力矩，執(zhí)行機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)模型.見(jiàn)圖3-6,R為曲軸的偏心距;O點(diǎn)為刀片運(yùn)動(dòng)的前死點(diǎn)，為活動(dòng)刀片開(kāi)始切入時(shí)的行程，為最大剪切力出現(xiàn)時(shí)的行程;為切斷時(shí)的行程。,1.3.2活動(dòng)刀座的受力分析.活動(dòng)刀座在工作過(guò)