678 臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì),臥式,鋼筋,切斷,割斷,設(shè)計(jì)
本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 1 頁 共 29 頁1 引言1．1 概述鋼筋切斷機(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。鋼筋切斷機(jī)與其他切斷設(shè)備相比，具有重量輕、耗能少、工作可靠、效率高等特點(diǎn)，因此近年來逐步被機(jī)械加工和小型軋鋼廠等廣泛采用，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用。國內(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)资陙砘揪S持現(xiàn)狀，發(fā)展不快，與國外同行相比具體有以下幾方面差距。1)國外切斷機(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)國外切斷機(jī)的機(jī)架都是鋼板焊接結(jié)構(gòu)，零部件加工精度、粗糙度尤其熱處理工藝過硬，使切斷機(jī)在承受過載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過國產(chǎn)機(jī)器．3)國內(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；而國外都是雙螺栓固定，25～27mm 厚，因此國外刀片在受力及壽命等綜合性能方面都較國內(nèi)優(yōu)良。4)國內(nèi)切斷機(jī)每分鐘切斷次數(shù)少．國內(nèi)一般為 28～31 次，國外要高出 15～20 次，最高高出 30 次，工作效率較高。5)國外機(jī)型一般采用半開式結(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．國內(nèi)機(jī)型結(jié)構(gòu)有全開、全閉、半開半閉 3 種，潤(rùn)滑方式有集中稀油潤(rùn)滑和飛濺潤(rùn)滑 2 種。6)國內(nèi)切斷機(jī)外觀質(zhì)量、整機(jī)性能不盡人意；國外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)設(shè)備上舍得投入，自動(dòng)化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。尤其對(duì)外觀質(zhì)量更是精益求精，外罩一次性沖壓成型，油漆經(jīng)烤漆噴涂處理，色澤搭配科學(xué)合理，外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角，整機(jī)光潔美觀。而國內(nèi)一些一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長(zhǎng)，但沒有一家形成規(guī)模，加之設(shè)備老化，加工過程拼體力、經(jīng)驗(yàn)，生產(chǎn)工藝幾十年一貫制，所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差。全球經(jīng)濟(jì)建設(shè)的快速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機(jī)械的發(fā)展提供了一個(gè)廣闊的發(fā) 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 2 頁 共 29 頁展空間，為廣大生產(chǎn)企業(yè)提供一個(gè)展示自己的舞臺(tái)。面對(duì)競(jìng)爭(zhēng)日益激烈的我國建筑機(jī)械市場(chǎng)，加強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理，加大科技投入，重視新技術(shù)、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品售后服務(wù)水平，積極、主動(dòng)走向市場(chǎng)，使企業(yè)的產(chǎn)品不斷地滿足用戶的需求，盡快縮短與國外先進(jìn)企業(yè)的差距，無疑是我國鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。1．2 題目的選取本次畢業(yè)設(shè)計(jì)的任務(wù)是臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì)。要求切斷鋼筋的最大直徑 14mm，切斷速度為 15 次/分。在設(shè)計(jì)中通過計(jì)算和考慮實(shí)際情況選則合適的結(jié)構(gòu)及參數(shù)，從而達(dá)到設(shè)計(jì)要求，同時(shí)盡可能的降低成本，這也是一個(gè)綜合運(yùn)用所學(xué)專業(yè)知識(shí)的過程。 。畢業(yè)設(shè)計(jì)是對(duì)四年大學(xué)所學(xué)知識(shí)的一個(gè)總結(jié)，也是走上工作崗位前的一次模擬訓(xùn)練。1．3 鋼筋切斷機(jī)的工作原理工作原理：采用電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)三角帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速后,帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),曲軸推動(dòng)連桿使滑塊和動(dòng)刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),使活動(dòng)刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼筋。2 電機(jī)選擇傳動(dòng)方案簡(jiǎn)述：選擇三級(jí)減速，先是一級(jí)帶減速，再兩級(jí)齒輪減速。首先采用一級(jí)帶傳動(dòng)，因?yàn)樗哂芯彌_、吸振、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)，并安裝張緊輪。然后采用兩級(jí)齒輪減速，因?yàn)辇X輪傳動(dòng)可用來傳遞空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并具有功率范圍大，傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，使用壽命長(zhǎng)，工作安全可靠等特點(diǎn)。動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)輸出,通過減速系統(tǒng)傳動(dòng),把動(dòng)力輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于傳動(dòng)系統(tǒng)作 的是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),而鋼筋切斷機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),為了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),盤行凸輪移動(dòng)滾子從動(dòng)件機(jī)構(gòu),齒輪齒條機(jī)構(gòu)。考慮現(xiàn)實(shí)條件我決定采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為本機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 。2.1 切斷鋼筋需用力計(jì)算為了保證鋼筋的剪斷，剪應(yīng)力應(yīng)超過材料的許應(yīng)剪應(yīng)力 。即切斷鋼筋的條件為：??? 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 3 頁 共 29 頁?????AQ查資料可知鋼筋的許用剪應(yīng)力為： MPa,取最大值 142MPa。由于本??142~8??切斷機(jī)切斷的最大剛筋粗度為： mm。maxd則本機(jī)器的最小切斷力為： ??21844)(.32max2???QdQ??取切斷機(jī)的 Q=22000N。2.2 功率計(jì)算由圖可知，刀的速度小于曲軸處的線速度。則切斷處的功率 P ：W8.6901.20615?????QP查表可知在傳動(dòng)過程中，帶傳動(dòng)的效率為 η= 0.94~0.97； 二級(jí)齒輪減速器的效率為 η= 0.96~0.99； 滾動(dòng)軸承的傳動(dòng)效率為 η= 0.94~0.98； 連桿傳動(dòng)的效率為 η= 0.81~0.88；滑動(dòng)軸承的效率為 9.0~8.??由以上可知總的傳動(dòng)效率為:η= 0.94 ×0.96×0.98×0.81=0.72由此可知所選電機(jī)功率最小應(yīng)為 kw94.172.06??P查手冊(cè)并根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境和性質(zhì)選取電機(jī)為：Y 系列封閉式三相異步電動(dòng)機(jī)，代號(hào)為 Y112M-6，輸出功率為 2.2kw，輸出速度為 960 r/min。3. 傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)3.1 基本傳動(dòng)數(shù)據(jù)計(jì)算3.1.1 分配傳動(dòng)比 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 4 頁 共 29 頁電動(dòng)機(jī)型號(hào)為 Y，滿載轉(zhuǎn)速為 960 r/min。a) 總傳動(dòng)比 641590?ib) 分配傳動(dòng)裝置的傳動(dòng)比 10i?上式中 i0、i 1 分別為帶傳動(dòng)與減速器（兩級(jí)齒輪減速）的傳動(dòng)比，為使 V 帶傳動(dòng)的外廓尺寸不致過大，同時(shí)使減速器的傳動(dòng)比圓整以便更方便的獲得圓整地齒數(shù)。初步取i0 =2，則減速器的傳動(dòng)比為 326401?ic) 分配減速器的各級(jí)傳動(dòng)比按展開式布置，查閱有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，取 i11=6.4，則 i22=5。 （注以下有 i1 代替 i11，i 2 代替i22）3.1.2 計(jì)算機(jī)構(gòu)各軸的運(yùn)動(dòng)及動(dòng)力參數(shù)a) 各軸的轉(zhuǎn)速ⅠⅡⅢⅠ 軸 min/r48029601?nmⅡ 軸 i/r75.12iⅢ 軸 in/r23?inb) 各軸的輸入功率Ⅰ 軸 kw068.294.011?ηpⅡ 軸 9.1722 ??ηⅢ 軸 ..33ηc) 各軸的輸入轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩 mN89.2160.95???dTⅠ 軸 N15.4.01 ???ηi 本 科 畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) 說 明 書 （ 論 文 ） 第 5 頁 共 29 頁Ⅱ 軸 mN3.25098.704.615212 ?????ηiTⅢ 軸 1333η3.2 帶傳動(dòng)設(shè)計(jì)3.2.1 由設(shè)計(jì)可知：V 帶傳動(dòng)的功率為 2.2kw，小帶輪的轉(zhuǎn)速為 960r/min，大帶輪的轉(zhuǎn)速為 480r/min。查表可知 工況系數(shù)取 KA=1.5 ，P c=1.5×2.2=3.3kw。根據(jù)以上數(shù)值及小帶輪的轉(zhuǎn)速查相應(yīng)得圖表選取 A 型 V 帶。3.2.2 帶輪基準(zhǔn)直徑：查閱相關(guān)手冊(cè)選取小帶輪基準(zhǔn)直徑為 d1=100mm，則大帶輪基準(zhǔn)直徑為 d2=2×100=200mm3.2.3 帶速的確定： s/m0.516094.3160?????ndvπ3.2.4 中心矩、帶長(zhǎng)及包角的確定。由式0.7(d1+d2)
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