钢筋弯曲机的结构设计 毕业设计.doc
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1、钢筋弯曲机的结构设计摘要:经过强度计算剖析,以为现有GW-40折弯机的大部分有较大的设计裕量,必须改动一些零部件及电动机功率即可大幅度加强加工能力满足40钢筋的弯曲加工。还可升级为GW-50钢筋弯曲机。 GW-60型半自动钢筋折弯机适用于弯曲4-18毫米钢筋之用,本机的传动机构采纳全封闭式,变速杆换挡,可使工部盘取得两种转速,钢筋的弯曲角度由工作盘旁面的挡块调理,机械局部经过电器管制完成半自动。关键词:钢筋弯曲机 始弯矩 终弯矩 主轴扭矩 控制设备1绪论1.1 国内外发展现状我国工程建筑机械行业近几年之所以能得到快速发展,一方面通过引进国外先进技术提升自身产品档次和国内劳动力成本低廉是一个原因
2、,另一方面我国不断多年实行的踊跃的财政政策更是促使行业增长的基本动因。受国家连续多年实施的积极财政政策的刺激,包括西部大开发、西气东输、西电东送、青藏铁路、房地产开发以及公路(道路)、城市基础设施建设等一大批依托工程项目的实施,这对于重大建设项目装备行业的工程建筑机械行业来说可谓是难得的机遇,因此整个行业的内需势头旺盛。同时受我国加入WTO和我国鼓舞进口政策的鼓励,工程建筑机械产品的进口情势也明显好转。我国建筑机械行业运行的基本环境、建筑机械行业运行的基本状况、建筑机械行业创新、建筑机械行业发展的政策环境、国内建筑机械公司与国外建筑机械公司的竞争力比较以及2004年我国建筑机械行业发展的前景趋
3、势进行了深入透彻的分析。1.2概 述钢筋折弯机属于一种对钢筋弯曲机构造的改良。本实用新型包含减速器、大齿轮、小齿轮、折弯盘面,其特色在于构造中:双级制动电机与减速器直联作一级减速;小齿轮与大齿轮啮组成二级减速;大齿轮不断带动弯曲盘面旋转;弯曲盘面上设置有核心轴孔和若干弯曲轴孔;工作台面的定位方杠上分布设置有若干定位轴孔。因为双级制动电机与减速器直联作一级减速,输进、输外转数比精确,折弯速度坚定、精确,且可利用电气自动控制变更速度,制动器可保障弯曲角度。应用电机的正反转,对钢筋取得双向折弯。中心轴可交替,便于维修。可以使用智能化的控制。目前我国正在大力发展基建及建设城市化,各种修建耗费了大批的钢
4、筋,其中箍筋加工的效率和品质是最难处理的过程之一,箍筋不但使用量非常大,并且形态和尺寸变更多样,尺寸精度要求高,箍筋的制做在原钢筋加工中是劳动强度大,人力物力耗费大,低效率,低质量保障的环节。随着我国建筑业的迅速蔓延,在政府的回应和箍筋的制造自动化技术的迫切要求建设单位,我们进行技术研究过程改进,终于在经过不懈努力开发的专利技术速度gw-60钢筋弯曲机 gw-60钢筋弯曲机钢筋弯曲试验机-渔排上新开发的,设备齐全,专利技术,著名的十,中国标准出版社”的建筑用钢标准”,大会推荐品牌1摆线针轮减速机,电机和精密微机2单片机控制系统,数字显示角度,3种独特可靠的限位装置增加4,防止废钢,螺钉泄漏对设
5、备的危害5,结构合理简单附件,备件6,电气安全控制的弯曲,噪音低,清洁的环境,7,设计合理,设备完善,技术先进,使用寿命长,主要有8类:gw-50a gw-40c / B gw-25a(28)gw-40b钢筋弯曲试验机按对GB方法(eqviso7438:1985)和GB1499-1998(neqiso6935-2:1991)的要求,对gw-40b,gw-40a进行改进,以取代原有的gw-40,gw-40a等模型,该设备符合YB / t5126-93钢筋平面反向弯曲试验方法的要求。是质量差的价格,实惠的产品。(注:gw-40b最大弯心轮尺寸5x40= 200,和gw-40c 7X40= 280)
6、项目的技术规格弯曲钢筋直径2540范围内随机选择62钢筋向前弯曲0角的技术参数,180任意设置钢筋反向弯曲0,180的任何设置车轮转速2 r/min,12/S和距离205mm工作盘直径580mm电机功率1.5KW随机分布的标准曲线设置(直径25直径40)机器尺寸960 x 780x 1190(mm)整机重量1100kg1. 钢筋弯曲机的结构设计2.1系统性能与参数GW60型钢筋弯曲机应用于建筑业于弯曲418钢所用。 本机工序简易,折弯形状相同,整理简便,性能稳衡,它能将Q23540圆钢或832螺纹钢筋折弯成工程中所急需的各种类型和形状。弯曲钢筋直径4-18mm工作盘直径300mm工作盘转数35
7、转/分电动机Y100L-4-1.5KW外型尺寸350350700整机重量180kg2.2系统工作原理及框图GW-60钢筋折弯和工作原理框架如图1:控制设备工作台减 速 箱带 轮电动机图1 工作框图其中减速器由轴、轴承和齿轮组合而成。一个垂直轴上水平旋转盘是gw-60弯曲机的工作机构,如图2所示,钢筋布置在虚线位置,支承销轴固定在机器上,中心销轴和折弯销轴装在圆盘上,圆盘回转时便将钢筋折弯。为了折弯各种各样钢筋, 在圆盘上有几个孔,用于插折弯销轴,也可相应地换取不同直径的中心销轴。图2 工作原理图2.3弯矩计算2.3.1工作状态1) 钢筋受力情况与计算有关的几何尺寸标记。设钢筋需要的弯矩:Mt=
8、式中 F为拨斜柱对钢筋的作用力;Fr为F的径向分力;a为F与钢筋轴线夹角。当Mt一定,a越大则拨斜柱及主轴径向负荷越小;a=arcos(L1/Lo)一定,Lo越大。因此,弯曲机的工作盘应加大直径,增大拨斜柱中心到主轴中心距离L0GW-60钢筋弯曲机的工作盘设计:直径300mm,空间距118mm,L0=150.7 mm,Ls=235,a=43.7,所受力情况如图所示。图3 钢筋受力情况2) 钢筋弯曲机所需主轴扭矩及功率根据钢筋折弯加工规则规定的折弯半径折弯钢筋,其折弯部分的变形量都靠近或超过材料的额定延伸率,钢筋应力超越屈服极限产生塑性变形。2.3.2材料达到屈服极限时的始弯矩1) 按40螺纹钢
9、筋公称直径计算M0=K1Ws式中,M0为始弯矩,W为抗弯截面模数,K 1为截面系数,对圆截面K 1=1.7;对于25MnSi螺纹钢筋M0=372(N/mm2),则得出始弯矩M0=3976(Nm)2) 钢筋变形硬化后的终弯矩钢筋在塑性变形阶段出现变形硬化(强化),变形硬化后的终弯矩:M=(K 1+K0/2Rx)Ws式中,K0为强化系数,K0=2.0/p=2.0/0.13=17, p为延伸率,25MnSi的p=14%,Rx=R/d0,R为弯心直径,R=3 d0,则得出终弯矩 M=11850(Nm)3) 钢筋弯曲所需距Mt=(M0+M)/2/K=8738(Nm)式中,K为弯曲时的滚动摩擦系数,K=1
10、.05 按上述计算方法同样可以得出50I级钢筋(b=450 N/mm2)弯矩所需弯矩:Mt=8738(Nm),取比较大的作为下面计算依据。4) 电动机功率由功率扭矩关系公式 A0=Tn/9550=2.9KW,考虑到部分机械效率=0.75,则电动机最大负载功率 A= A0/=2.9/0.75=3.9(KW),电动机选用Y系列三相异步电动机,额定功率为=4(KW),额定转速=1440r/min。2.4电动机选择2.4.1.电动机的介绍 电机机是电能转换成机械能源装备分配给每个用户在,电机采用直流电机、交流电机能力电机功率系统主要交流电机,并且可以同步电机的或异步电动机(电动机定子磁场的场的速度和转
11、子的转速不会维持同步高速)。 这种电气能源机器的机械能源。旋转运动通常电机功率,电机转子电机;也可以以直线运动,称为直线电机。电动机能提供的功率范围广泛,从毫瓦级到万千瓦级。使用电机及其控制非常方便,具有自起动,加速,制动,反转,开关等能力,能满足各种运行要求;电动机的工作效率较高,没有烟雾和气味,对环境无污染,噪音小。由于它具有一系列的优点,因此在各方面的工业和农业生产,贸易,交通,国防,商业和家用电器,广泛用于医疗器械和设备。各种电机中广泛使用的是交流异步电动机(又称感应电动机)。它使用方便,运行可靠,成本低,结构牢固,但功率因数低,难以控制。动力机低速用于大容量(参见同步电机同步电机的)
12、。不仅对同步电机的功率因数高,和速度是独立负载只取决于电力系统,频。工作更稳定。在要求宽范围调速的场合多直流电机。但它有换向器,结构复杂,价格昂贵,维护困难,不适于恶劣环境。第二十世纪的70年代后,随着电力电子技术的发展,交流电机调速技术的日趋成熟,设备价格日益降低,已开始得到应用。本标准规定的电机(连续,短线操作系统,间歇循环运行)能承受以免引起电机过热的最大输出机械功率表示其额定功率,使用时要注意铭牌上的规定。电动机运行时需注意其负荷特性和电机相匹配的特点,避免速度或停止开关。很多的电机速度控制的方法,能适应不同生产机械的转速变化。一般的电机转速时输出功率的变化速度。从能量消耗的角度,速度
13、可分为两种:第一,保持恒定的输入功率。通过改变能源消费速度调节装置,来调节电机的转速来调节输出功率。电机的转速来调节电机的输入功率。2.4.2.电机的选择原则电机类型通常包括选择马达功率和转矩等。这些具体的设想如下:首先,电机和电机的负载特性机械特性选型发现他们是一致的,根据是否满足调速范围和准确性来考虑,经济,如果所有方面问题,满足。接下来,我们就可以开始计算电动机功率,起动和加速转矩标定,标定扭矩过载倍数发烧。如果发烧检查不通过,可以减少功率开关数电机FSN小。或者,满足加速的要求,无论是通过降低加速转矩满足上述要求。最后,做出具体决定。步进电机的选择1) 步距角的选择 电机的步距角决定于
14、负载精度的要求,将负载的最小分辨率(当量)换算到电机轴上,每个当量电机需走多少角度(包括减速)。电机的步距角需等于或小于这角度。当前市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度(五相电机)、0.9度/1.8度(二、四相电机)、1.5度/3度 (三相电机)等。 2) 静力矩的选择 步进电机的动力矩一般很难确定,我们一般先确定电机的静力矩。静力矩选取的根据是电机工作的负载,而负载可分为惯性负载和摩擦负载。单一的惯性负载和摩擦负载是不存在的。直接发动时(一般由低速)二种负载都要思考,加速起动时主要思考惯性负载,匀速运行只要思考摩擦负载。一般情况下,静力矩应为摩擦负载的2-3倍内好,静力矩一旦选
15、择好,电机的机座和长度就能定下来。3) 电流的选择 静力矩相同的电机,由于电流数据不同,其运行特性差别非常大,可根据矩频特性曲线图,判别电机的电流(参考驱动电源、及驱动电压) 4) 力矩与功率换算 步进电机一般在较大范围内调整速度应用、其功率肯定是变化的,一般就用力矩来换算,力矩和功率换算如下: P= M =2n/60 P=2nM/60 其P为功率单位为瓦,为每秒角速度,单位为弧度,n为每分钟转速,M为力矩单位为牛顿米 P=2fM/400(半步工作) 其中f为每秒脉冲数(简称PPS) 应用中的注意点1) 步进电机使用于低速场合-每分钟转速不过1000转,(0.9度时6666PPS),最好在10
16、00-3000PPS(0.9度)这中间使用,可使用减速装置使其在此数据间工作,此时电机工作效率比较高,噪音低点。 2) 步进电机别使用整步状态,整步状态时振动较大。3) 因为其他原因,只有标称为12V电压的电机使用12V外,其他电机的电压值不是驱动电压伏值 ,可依据驱动器选取驱动电压(建议:57BYG采用直流24V-36V,86BYG应用直流50V,110BYG应用高于直流80V),12伏的电压除12V恒压驱动外也可以使用其他驱动电源, 不过应该考虑温度升高。4) 转动惯量大的负载应该选取大机座电动机。5) 电动机在高速或大惯量负载时,个别不要在任务速度起始动作,采纳逐步升频提高速度,一电动机
17、不失掉工步,二可能减轻工作噪音同时可以提升中止的定位精度。6) 高精度时,应经过机械减小速度、提升电机速度,或采纳高细分数的驱动器来处理,也能够采用5相电机,但是整个系统的价钱昂贵,生产厂家比较少,被淘汰的说法是外行话。7) 电机不应在振动区内使用,如若必需可通过改动电压、电流或加一些阻尼的处置。8) 电机在600PPS(0.9度)以下使用,应该采纳小电流、大电感、低电压来驱动。9) 应遵照先选电机后选驱动的准则。综合以上等因素,最后觉定选用MSM590502C型电机2.5轴承的选择2.5.1滚动轴承的选择依据拨盘的轴端直径选择轴承,轴承所承受力主要是径向力,因此采纳深沟球轴承,选择型号为16
18、008的轴承,其中16008的技术参数为:d=40mm D=68mm B=9mm2.5.216008轴承的配合的选择轴承的精度等级为D级,内圈与轴的配合采纳过盈配合,轴承内圈与轴的配合采用基孔制,由此轴的公差带选用k6,查表得在基寸为200mm时,IT6DE 公差数值为29um,此时轴得基本下偏差ei=+0.017mm,则轴得尺寸为mm。外圈与壳体孔的配合采纳基轴制,过渡配合,由此选用壳体孔公差带为M6,IT6基寸为68mm时的公差数值为0.032mm,孔的基本上偏差ES=-0.020,则孔的尺寸为mm。2.6控制设备的选择2.6.1变频器的概述变频器是用于功率半导体器件将工频电源变换为另一频
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