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摘要 GT1.6/4型調直切斷機主要由上料盤、調直裝置、牽引裝置、切斷裝置、下料架裝置、機座等組成。主要用于直徑為Φ1.6-Φ4mm低碳鋼筋、冷軋鋼絲、不銹鋼絲的調制。 鋼筋調直切斷機在設計的時候需要考慮切斷機構和調直機構的方案設計。根據(jù)任務書的要求，最終確定切斷的方式為錘擊切斷方式：適用中、小直徑鋼筋，工作噪聲連續(xù)、較大。易出現(xiàn)連切現(xiàn)象，定尺誤差最小。調直的方式為模塊調直：鋼筋調直效果好，比較容易控制。但調直速度低，被加工鋼筋表面有劃傷，工作噪聲較大；適合各種光圓鋼筋。 該機器在運轉時保證鋼絲從左至右得方向進行送料；調直切斷機在調試正常后，不允許有無效剪切現(xiàn)象；調直后的鋼筋允許有輕微擦傷，但重量損耗不大于0.5％。 該調直切斷機在設計完成后將滿足的實際生產要求：（1）調直切斷鋼絲直徑：Φ1.6-Φ4mm；（2）調直切斷鋼絲長度：100mm—1000mm；（3）切斷長度誤差：ΔL≤2mm；（4）鋼絲調直切斷后的直線度誤差不大于2mm/m；（5）牽引鋼絲速度：20-30m/min；（6）切斷電機功率：2.2kw。 關鍵詞： 鋼筋；調直切斷機；無效剪切 Abstract GT1.6/4 type straightening cutting machine is mainly composed of loading plate, straightening device, traction device, cutting device, cutting device, frame, etc. Is mainly used for 1.6 Φ Φ diameter 4 mm mild steel, cold rolled steel wire, stainless steel wire of the modulation. Steel bar straightening cutting machine at the time of design need to consider to cut off the institutions and straightening mechanism scheme design. According to the requirement of the specification, the final cut off the way for the hammer to cut off the way: for medium and small diameter steel bar, work continuously, large noise. Easy appear even cutting phenomenon, length minimum error. Module as a way of straightening straightening: reinforced straightening effect is good, easy to control. But straightening speed is low and processing steel surface is slashed and working noise; Suitable for all kinds of round steel bar. The machine in operation, ensure the wire feeding from left to right direction; Adjusting cutter after commissioning normal, there is no invalid shear phenomenon; After straightening steel to allow a slight abrade, but weight loss is not greater than 0.5%. The straightening cutting machine in the actual production of the design is completed will meet requirements: (1) the straightening to cut off the wire diameter: 1.6 Φ Φ 4 mm; (2) the straightening cutting wire length: 100 mm - 1000 mm; (3) cutting length error: Δ L 2 mm or less; (4) steel wire straightening cutting off after the straightness error is not more than 2 mm/m. (5) the traction steel wire speed: 20-30 m/min. (6) to cut off the motor power: 2.2 kw. Key words: reinforced; Straightening cutting machine; Invalid shear 目錄 第一章 前言 1 第二章 鋼筋調直機的設計 2 2.1 鋼筋調直機的分類 2 2.2 鋼筋調直機調直剪切原理 2 2.3 鋼筋調直機的主要技術性能 3 2.4 鋼筋調直機工作原理與基本構造 4 第三章 電機選擇 10 3.1 生產率和功率計算 10 3.1.1 生產率計算 10 3.1.2 功率計算，選擇電動機 10 第四章 皮帶選擇 15 4.1 第一組皮帶傳動機構的設計 15 4.1.1 確定設計功率 15 4.1.2 初選帶的型號 15 4.1.3 確定帶輪的基準直徑和 15 4.1.4 確定中心距a和帶的基準長度 16 4.1.5 驗算小輪包角 16 4.1.6 計算帶的根數(shù) 17 4.1.7 計算帶作用在軸上的載荷Q 17 4.2 第二組皮帶傳動機構的設計 18 4.2.1 確定設計功率 18 4.2.2 初選帶的型號 18 4.2.3 確定帶輪的基準直徑和 18 4.2.4 確定中心距a和帶的基準長度 19 4.2.5 驗算小輪包角 19 4.2.6 計算帶的根數(shù) 19 4.2.7 計算帶作用在軸上的載荷Q 20 4.2.8 主動帶輪設計 21 第五章 齒輪設計 22 5.1 確定齒輪傳動精度等級 22 5.2齒輪參數(shù)計算 23 5.2.1 計算許用應力 23 5.2.2 按齒面接觸疲勞強度確定中心距 23 5.2.3 驗算齒面接觸疲勞強度 24 5.2.4 驗算齒根彎曲疲勞強度 25 5.2.5 齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸 26 第六章 軸的設計與強度校核 28 6.1 齒輪軸的設計與強度校核 28 6.1.1 軸的結構設計 28 6.1.2 軸的強度校核 28 6.2軸的設計與強度校核 31 6.2.1軸的結構設計 31 6.2.2 軸的強度校核 31 第七章 主要零件的規(guī)格及加工要求 35 7.1 調直筒及調直模 35 7.2.齒輪 36 7.3.調直機的各傳動軸軸承 36 7.4 牽引壓輥的選用和調整 36 7.5 定長機構的選擇與調整 37 第八章 經濟分析與發(fā)展前景 38 8.1 鋼筋調直切斷機的種類和特點 38 8.2 發(fā)展趨勢 40 總結 43 參考文獻 44 致謝 45 題目 1.6/4鋼筋調直切斷機 第一章 前言 21世紀是一個技術創(chuàng)新的時代，隨著我國經濟建設的高速發(fā)展，鋼筋混凝土結構與設計概念得到不斷創(chuàng)新，高性能材料的開發(fā)應用使預應力混凝土技術獲得高速而廣泛的發(fā)展，在鋼筋混凝土中，鋼筋是不可缺少的構架材料，而鋼筋的加工和成型直接影響到鋼筋混凝土結構的強度、造價、工程質量以及施工進度。所以，鋼筋加工機械是建筑施工中不可缺少的機械設備。 在土木工程中，鋼筋混凝土與預應力鋼筋混凝土是主要的建筑構件，擔當著極其重要的承載作用，其中混凝土承受壓力，鋼筋承擔壓力。鋼筋混凝土構件的形狀千差萬別，從鋼材生產廠家購置的各種類型鋼筋，根據(jù)生產工藝與運輸需要，送達施工現(xiàn)場時，其形狀也是各異。為了滿足工程的需要，必須先使用各種鋼筋機械對鋼筋進行預處理及加工。為了保證鋼筋與混凝土的結合良好，必須對銹蝕的鋼筋進行表面除銹、對不規(guī)則彎曲的鋼筋進行拉伸于調直；為了節(jié)約鋼材，降低成本，減少不必要的鋼材浪費，可以采用鋼筋的冷拔工藝處理，以提高鋼筋的抗拉強度。在施工過程中，根據(jù)設計要求進行鋼筋配制時，由于鋼筋配制的部位不同，鋼筋的形狀、大小與粗細存在著極大差異，必須對鋼筋進行彎曲、切斷等等。 隨著社會與經濟的高速發(fā)展，在土木工程與建筑施工中，不同類型的鋼筋機械與設備的廣泛應用，對提高工程質量、確保工程進度，發(fā)揮著重要作用。鋼筋調直機械作為鋼筋及預應力機械的一種類型，在土木與建筑工程建設中有重要應用，鋼筋調直也是鋼筋加工中的一項重要工序。通常鋼筋調直機用于調直14mm以下的盤圓鋼筋和冷拔鋼筋，并且根據(jù)需要的長度進行自動調直和切斷，在調直過程中將鋼筋表面的氧化皮、鐵銹和污物除掉。 第二章 鋼筋調直機的設計 2.1 鋼筋調直機的分類 鋼筋調直機按調直原理的不同分為孔摸式和斜輥式兩種；按切斷機構的不同分為錘擊式切斷、擺臂式切斷和飛剪切斷；而錘擊式切斷按切斷控制裝置的不同又可分為機械控制式與光電控制式。本次設計為機械控制式鋼筋調直切斷機，切斷方式為錘擊式切斷。 2.2 鋼筋調直機調直剪切原理 錘擊式切斷鋼筋調直機調直剪切原理如圖所示： 圖2-1調直剪切原理 Fig.2-1 principle of straightening and sheering 1-盤料架；2-調直筒；3-牽引輪；4-切刀；5-定長裝置； 工作時，繞在旋轉架1上的鋼筋，由連續(xù)旋轉著的牽引輥3拉過調直筒2，并在下切剪刀4中間通過，進入受料部。當調直鋼筋端頭頂動定長裝置的直桿5后，切斷剪刀便對鋼筋進行切斷動作，然后剪刀有恢復原位或固定不動。如果鋼絲的牽引速度V=0.6m/s.而剪刀升降時間t=0.1s，則鋼絲在切斷瞬間的運動距離S=Vt=0.60.1=0.06m，為此，剪刀阻礙鋼絲的運動，而引起牽引輥產生滑動現(xiàn)象，磨損加劇，生產率降低，故此種調直機的調直速度不宜太快。 2.3 鋼筋調直機的主要技術性能 表2-1鋼筋調直機的型號規(guī)格及技術要求 Tab.2-1 model standard and technique ability of reinforcement bar straightening machine 參數(shù)名稱 數(shù)值 調直切斷鋼筋直徑（mm） 1.6～4 鋼筋抗拉強度(MPa) 650 切斷長度(mm) ≥3000 切斷長度誤差(mm/m) 牽引速度(m/min) 30～40 調直筒轉速(r/min) 2800 送料、牽引輥直徑(mm) 80 電機型號： 調直 牽引+切斷 功率： 調直(kW) 牽引+切斷 5.5 1.12 外形尺寸：長(mm) 寬(mm) 高(mm) 1070 580 1200 整機重量(kg) 1000 2.4 鋼筋調直機工作原理與基本構 造 該鋼筋調直切斷機為下切剪刀式，其工作原理如圖所示： 圖2-2鋼筋調直機機構簡圖 Fig.2-2 mechanism schematic of reinforcement bar straightening machine 1-調直筒；2-牽引壓輥；3、14、15-皮帶傳動機構；4-飛輪；5-曲柄軸；6-錘頭；7-鋼筋；8-定長擋板； 9-定長拉桿；10-壓縮彈簧；11-方刀臺；12-變速箱；13-電動機 鋼筋調直切斷機前后采用兩臺電動機作總動力裝置，兩部電動機軸端都是安裝V形帶輪，通過V形皮帶進行傳動，其中前面的電動機負責驅動調直機構，后面的電動機負責驅動牽引機構和切斷機構兩個部分。鋼筋調直切斷機的牽引機構、切斷機構的傳動原理如下：后一個電動機啟動后，經過V形帶輪通過皮帶帶動V形帶輪14旋轉，經過變速箱，再通過V形帶輪15帶動皮帶傳動輪3大輪運動，最后由皮帶傳動機構3驅動牽引機構工作，牽動兩個牽引壓輥2轉動，牽引鋼筋7向前方運動。V形帶輪3小輪帶動飛輪4和曲柄軸5轉動，曲柄軸上的連桿帶動錘頭6進行上、下往復運動，當調直好的鋼筋頂住與滑動刀臺11相連的定長擋板8時，擋板帶動定長拉桿9將刀臺拉到錘頭下面，刀臺便會在錘頭快速沖擊下將鋼筋切斷。 鋼筋調直切斷機的切斷機構的結構與工作原理如圖所示： 圖2-3鋼筋調直機的切斷機構 Fig.2-3 cut off mechanism of reinforcement bar straightening machine 1-曲柄輪；2-連桿；3-錘頭；4-定長拉桿；5-鋼筋；6-復位彈簧；7-刀臺座；8-下切刀；9-上切刀；10-上切刀架； 下切刀8固定在刀座臺7上，調直后的鋼筋會從切刀中孔中通過。上切刀9安裝在刀架10上，非工作狀態(tài)時，上刀架被復位彈簧6推至上方，當定長拉桿4在調直好的鋼筋的帶動下，將刀臺座7拉到錘頭3下面時，上刀架受到錘頭的沖擊會向下運動，鋼筋便會在上、下刀片間被切斷。在切斷鋼筋時，切刀會有一個繼續(xù)向下移動的過程，向下移動的時間一般為0.1s，而鋼筋的牽引速度為0.6m/s,因此在切斷瞬間，鋼筋可有0.60.1=0.06m的運動距離，而實際上鋼筋在被切斷的瞬間是停止運動的，所以造成鋼筋在牽引輪中開始滑動，導致牽引輪受到磨損。因此，鋼筋調直切斷機的牽引速度不宜太快。 調直定長切割機工作原理 原機械式調直定長切割機總，鋼筋由盤料架上出來后進入該筒，適當調整調直塊的調整螺釘，將調直塊緊固在不同的偏心位置上，以便對不同規(guī)格或不同性質的鋼筋進行調直。調直的方案有高斯曲線型、正弦曲線型和余弦曲線型，分別適用于不同直徑，不同屈服強度的鋼筋。在調直多盤鋼筋后，調直塊會產生磨損，此時，應補調偏心以保證調直效果。調直機主傳動箱及牽引壓輥，傳動箱內由機械減速機構將電機轉速降低，并帶動主動壓輥(上壓輥)旋轉。上料時，轉動一偏心手柄，使上壓輥抬起，將鋼筋穿過上壓輥與下壓輥(被動壓輥)之間的弧型槽，然后反向轉動偏心手柄，使上壓輥放下，上下兩壓輥呈夾持鋼筋狀態(tài)。 圖2-5 鋼筋調直機壓輥與彈性力實現(xiàn)方式 Fig.2-5 Bar straightening machine roller and the elastic force realization 鋼筋壓在兩壓輥之間，被調整鋼筋力量的大小取決于壓輥之間的夾持力。與上壓輥機械相連的連桿上有一彈簧與之相連，該彈簧對上壓輥實施加壓，壓輥的牽引力與壓力成正比，故對不同直徑與材質的鋼筋應選擇不同的彈簧壓力， 從而較好地握持并牽引鋼筋。同時，為防止在剪切時的連切現(xiàn)象，在鋼筋被頂停下時，鋼筋與壓輥間應能出現(xiàn)明顯的打滑。因此彈簧壓力的調整是調直機能否正常工作的關鍵。 傳動箱中偏心軸的雙滑塊機構帶動錘頭作垂直方向的直線往復運動，剪切機構的方刀臺中裝有上下切刀，當裝在方刀臺中的切刀進入錘頭下面時，上切刀被錘擊而實現(xiàn)鋼筋切斷工作。鋼筋被打斷后，方刀臺靠拉桿彈簧復位。受料架是調直切斷機的定長機構，架上有用于定長的定尺板，根據(jù)需要的長度調整好定尺板在拉筋上的位置，并調整好拉筋彈簧的壓力，使被調直鋼筋能頂動定尺板前進，而且又要在鋼筋被切斷后方刀臺能及時復位。當被調鋼筋頂動定尺板前進到位時，定尺板帶動拉筋移動，拖動方刀臺進入錘頭下面而實現(xiàn)剪切。剪切完成后，方刀臺靠拉桿彈簧復位。當鋼筋被切斷時，受料架張開卸料，鋼筋落下后，受料架隨即關閉，接受下一根鋼筋。受料架卸料時，張開時間的長短由時間繼電器控制。 第三章 電機選擇 3.1 生產率和功率計算 3.1.1 生產率計算 3-1 式中 D-牽引輪直徑（mm） N-牽引輪轉速（r/min） -每米鋼筋重量（kg） K-滑動系數(shù)，一般取K=0.95～0.98 帶入相應數(shù)據(jù)得： 3.1.2 功率計算，選擇電動機 調直部分： 調直筒所需的功率： 3-2 式中 ` 調直筒的扭矩： 3-3 式中 帶入相應數(shù)據(jù)，得： 考慮到摩擦損耗等因素，選電動機型號為，功率為5.5KW，轉速為1440r/min. 牽引部分： 鋼筋牽引功率： 3-4 式中 牽引輪壓緊力： 3-5 式中 切斷部分： 鋼筋剪切功率： 3-6 式中 帶入相應數(shù)據(jù)，經計算得： 鋼筋切斷力P： 3-7 式中 d-鋼筋直徑，mm -材料抗剪極限強度， 帶入相應數(shù)據(jù)得： 鋼筋切斷機動刀片的沖程數(shù)n： (r/min) 3-8 式中 -電動機轉速，r/min i-機械總傳動比 帶入相應數(shù)據(jù)得： (r/min) 作用在偏心輪軸的扭矩M： 3-9 式中 -偏心距，mm －偏心輪半徑與滑塊運動方向所成之角 － L-連桿長度，mm －偏心輪軸徑的半徑，mm -偏心輪半徑，mm －滑塊銷半徑，mm -滑動摩擦系數(shù)，=0.10～0.15 帶入相應數(shù)據(jù)得： 驅動功率N： 3-10式中 -作用在偏心輪軸的扭矩，N mm -鋼筋切斷次數(shù)，1/min -傳動系統(tǒng)總效率 帶入相應數(shù)據(jù)得： = 牽引與切斷總功率： 考慮到摩擦損耗等因素，選電動機型號為，功率為1.5KW，轉速為1400r/min. 第四章 皮帶選擇 4.1 第一組皮帶傳動機構的設計 設計的原始條件為：傳動的工作條件，傳遞的功率P，主、從動輪的轉速、（傳動比i），傳動對外廓尺寸的要求。 設計內容：確定帶的型號、長度、根數(shù)； 傳動中心距； 帶輪基準直徑及結構尺寸； 計算初拉力， 帶對軸的壓力 設計的步驟和方法 4.1.1 確定設計功率 考慮載荷性質和每天運轉的時間等因素，設計功率要求要比傳遞的功率略大，即： 4-1 式中 P-傳遞的額定功率，（KW） -工作情況系數(shù)，=1.2 4.141.2=4.97(KW) 4.1.2 初選帶的型號 根據(jù)設計功率和主動輪轉速=1440r/mim。選定帶的型號為A型。 4.1.3 確定帶輪的基準直徑和 （1）選擇，由，查表得 =280（mm） （2）驗算帶速V，帶速太高則離心力大，減小帶與帶輪間的壓力易打滑，帶速太低，要求傳遞的圓周力大，使帶根速過多，故V應在5～25mm/s之內。 4-2 （3）計算從動輪基準直徑： =i ==138.57（mm） 3-3 取標準值=140（mm） 4.1.4 確定中心距a和帶的基準長度 一般取 4-4 計算相應于的帶基準長度： 根據(jù)初定的查表，選取接近值的基準長度=1600（mm） 實際中心距： 4-5 4.1.5 驗算小輪包角 4-6 4.1.6 計算帶的根數(shù) 取Z=2 4-7 式中 -包角系數(shù)，考慮包角與實驗條件不符（）時對傳動能力的影響 -長度系數(shù)，考慮帶長與實驗條件不符時對傳動能力的影響 -實驗條件下，單根V帶所能傳遞的功率 -單根V帶傳遞功率的增量 考慮傳動比時，帶在大輪上的彎曲應力小，故在壽命相同的條件下，可增大傳遞的功率，其計算式為： 4-8 式中 -彎曲影響系數(shù)， -傳動比系數(shù) =1.12 4.1.7 計算帶作用在軸上的載荷Q 為設計軸和軸承，應計算出V帶對軸的壓力Q： 4-9 式中 Z-帶的根數(shù) -單根V帶的初拉力N 4-10 4-11 4.2 第二組皮帶傳動機構的設計 設計的原始條件為：傳動的工作條件，傳遞的功率P，主、從動輪的轉速、（傳動比i），傳動對外廓尺寸的要求。 設計內容：確定帶的型號、長度、根數(shù)； 傳動中心距； 帶輪基準直徑及結構尺寸； 計算初拉力， 帶對軸的壓力 4.2.1 確定設計功率 考慮載荷性質和每天運轉的時間等因素，設計功率要求要比傳遞的功率略大，即： 4-12 式中 P-傳遞的額定功率，KW -工作情況系數(shù)，=1.2 1.361.2=1.632(KW) 4.2.2 初選帶的型號 根據(jù)設計功率和主動輪轉速=1400r/mim。選定帶的型號為A型。 4.2.3 確定帶輪的基準直徑和 （1）選擇，由，查表得 =140mm （2）驗算帶速V，帶速太高則離心力大，減小帶與帶輪間的壓力易打滑，帶速太低，要求傳遞的圓周力大，使帶根速過多，故V應在5～25mm/s之內。 4-13 （3）計算從動輪基準直徑： =i ==280（mm） 4-14 取標準值=280mm 4.2.4 確定中心距a和帶的基準長度 一般取 4-15 計算相應于的帶基準長度： 根據(jù)初定的查表，選取接近值的基準長度=1400（mm） 實際中心距： 4-16 4.2.5 驗算小輪包角 4-17 4.2.6 計算帶的根數(shù) 取Z=2 4-18 式中 -包角系數(shù)，考慮包角與實驗條件不符（）時對傳動能力的影響 -長度系數(shù)，考慮帶長與實驗條件不符時對傳動能力的影響 -實驗條件下，單根V帶所能傳遞的功率 -單根V帶傳遞功率的增量 考慮傳動比時，帶在大輪上的彎曲應力小，故在壽命相同的條件下，可增大傳遞的功率，其計算式為： 4-19 式中 -彎曲影響系數(shù)， -傳動比系數(shù) =1.12 4.2.7 計算帶作用在軸上的載荷Q 為設計軸和軸承，應計算出V帶對軸的壓力Q： 4-20 式中 Z-帶的根數(shù) -單根V帶的初拉力N 4.2.8 主動帶輪設計 軸伸直徑d=38mm, 長度L=80mm，故主動帶輪軸孔直徑應取，轂長應小于80mm.大主動帶輪結構為輻板式帶輪，小主動帶輪結構為實心式帶輪，輪槽尺寸及輪寬等按表計算得： 小帶輪：基準寬度10mm，頂寬b=13mm； 基準線上槽深5mm； 基準線下槽深12mm； 槽間距 mm; 第一槽對稱面至端面的距離mm; 最小輪緣厚 帶輪寬 z—輪槽數(shù)；外徑； 輪槽角；極限偏差mm；當B＜1.5時，L=B=35mm，為軸的直徑； 大帶輪：基準寬度10mm，頂寬b=13mm； 基準線上槽深5mm； 基準線下槽深12mm； 槽間距 mm; 第一槽對稱面至端面的距離mm; 最小輪緣厚； 帶輪寬 z—輪槽數(shù)；外徑： 輪槽角； 極限偏差mm；； 第五章 齒輪設計 本機選用的是直齒輪，在牽引箱中。在閉式傳動中，輪齒折斷和點蝕均可能發(fā)生，設計時先按齒面接觸疲勞強度確定傳動主要參數(shù)，再驗算齒根彎曲疲勞強度。 小齒輪齒數(shù)應大于17齒，以避免根切現(xiàn)象而影響齒根彎曲強度，一般取=18～40，=i。為防止輪齒早期損壞，，應盡量互為質數(shù)。當分度圓直徑確定時，在滿足齒根彎曲強度的前提下，適當減少模數(shù)以增加齒數(shù)，有利于提高重合度。對傳遞動力的齒輪傳動，模數(shù)應大于2mm（至少1.5mm）,齒數(shù)比(傳動比)i不宜過大,以小于5為佳,以防止兩齒輪直徑相差過大及輪齒工作負擔相差過大。 增大齒寬b時，輪齒的工作應力和都將減少，有利于提高輪齒承載能力，但b過大易造成載荷沿齒寬分布不均勻。對于制造安裝精度要求高，軸和支承剛度大，齒輪相對于軸承是對稱布置時，可取稍大些，0.8～1.4。非對稱布置時0.6～1.2；懸臂布置及開式傳動中0.3～0.4。在硬度HB＞350的硬齒面?zhèn)鲃又?，還應下降50%。 一級減數(shù)直齒輪設計 已知一級傳遞功率，小齒輪轉速=720r/min,傳動比i=1.9,每天1班，，預期壽命10年。 5.1 確定齒輪傳動精度等級 根據(jù)使用情況和估計速度m/s,則選用8級精度的齒輪。選擇材料：小齒輪選用45號鋼，調質處理，；大齒輪選用45號鋼 ，正火處理，；按國家標準，分度圓上的壓力角；對于正常齒，齒頂高系數(shù)，頂隙系數(shù) 5.2齒輪參數(shù)計算 5.2.1 計算許用應力 5-1 主動輪和從動輪齒面硬度為230HBS和170HBS，，并查圖得，=570Mpa,=520Mpa,查圖得，=1.0，=1.14, =1.0, =1.0,=1.0,=0.92,=1.0。 5-2 5-3 5.2.2 按齒面接觸疲勞強度確定中心距 小齒輪轉距： 5-4 初取，取，查表得， 5-5 確定中心距： 5-6 取a=155mm 估計模數(shù)：m=(0.007～0.02)a=(0.007～0.02)155=1.085～3.1mm,取m=2mm. 各齒輪齒數(shù)： 5-7 取 實際傳動比 5-8 傳動比誤差 許用 分度圓直徑： 5-9 驗算圓周速度 ,選擇8級精度的齒輪合適。 5.2.3 驗算齒面接觸疲勞強度 因電機驅動，載荷平穩(wěn)，查表，，由于速度v=3.17m/s,8級精度齒輪 ，查圖得 ，軸上軸承不對稱分布，且，查圖得 ，齒寬b=。取b=54mm,。 查表得 載荷系數(shù) 5-10 計算端面和縱向重合度： 5-11 5-12 由查圖得，，取u=2.7 5-13 =158MP 安全。 5.2.4 驗算齒根彎曲疲勞強度 根據(jù)材料熱處理，查圖 ，查圖 ，則計算出許用應力 5-14 5-15 由圖得， 驗算彎曲疲勞強度 5-16 5-17 安全。 5.2.5 齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸 mm mm mm mm mm mm 同理 當3齒輪4齒輪間傳動比=2.5時，齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸 mm mm mm mm mm mm mm 4齒輪和5齒輪間的傳動比=1，齒輪主要參數(shù)和幾何尺寸 mm mm mm mm mm mm mm mm 第六章 軸的設計與強度校核 6.1 齒輪軸的設計與強度校核 6.1.1 軸的結構設計 圖6-1軸的結構圖 Fig.6-1 construction figure of shaft one 6.1.2 軸的強度校核 輸出軸轉矩： 6-1 齒輪圓周力： 6-2 齒輪軸向力： 6-3 齒輪徑向力： 6-4 支反力： XOY面 （垂直面） 6-5 XOZ面（水平面） 6-6 XOY面上的彎矩： 6-7 XOZ面上的彎矩： 6-8 合成彎矩： 6-9 當量彎矩： 6-10 取危險截面按當量彎矩驗算直徑。危險截面取右軸承處（載荷最大）及安裝帶輪處（軸徑最小且載荷較大、有鍵槽）。 右軸承部位驗算 6-11 d=20mm＞16mm,合格。 安裝帶輪部位驗算 6-12 d=20mm＞15mm,合格。 該軸段有鍵槽，計算軸徑加大4%，d=20＞151.04=15.6，合格 綜上計算結果，該軸強度足夠。 6.2 Ⅱ軸的設計與強度校核 6.2.1 軸的結構設計 圖6-2軸的結構圖 Fig.6-2 construction figure of shaft two 6.2.2 軸的強度校核 輸出軸轉矩： 6-13 圓柱齒輪 齒輪圓周： 6-14 齒輪徑向力： 6-15 標準直齒圓錐齒輪 齒輪圓周力： 6-16 齒輪軸向力： 6-17 齒輪徑向力： 6-18 支反力 XOY面 （垂直面） 6-19 XOZ面（水平面） 6-20 XOY面上的彎矩： 6-21 XOZ面上的彎矩： 6-22 合成彎矩： 6-23 當量彎矩： 6-24 取危險截面按當量彎矩驗算直徑。危險截面取右軸承處（載荷最大）、安裝圓柱齒輪處、安裝錐齒輪處及安裝偏心輪處。 右軸承處驗算 6-25 d=24mm＞21.8mm,合格。 安裝圓柱齒輪處驗算 6-26 d=24mm＞20.4mm,合格。 該軸段有鍵槽，計算軸徑加大4%，d=24＞20.41.04=21.2mm,合格。 安裝壓輥處驗算 6-27 d=20mm＞16mm,合格。 該軸段有鍵槽，計算軸徑加大4%，d=20＞161.04=16.64mm,合格。 綜上計算結果，該軸強度足夠。 第七章 主要零件的規(guī)格及加工要求 7.1 調直筒及調直模 調直筒及調直塊的尺寸要求見零件圖，調直筒可用一般結構鋼或碳鋼制造，調直塊須用廠具鋼制造，并進行熱處理，塊的內孔要具有一定的光潔度。GT1.6/4型調直切斷機的調直筒，有套調直模，整套有五個，其中外圈是模套，用于固定調直模，材料是45號鋼，內圈是調直模，材料是硬質合金，內徑為6mm，可調直4mm直徑以下的鋼筋。調直模用工具鋼制成，并經熱處理。安裝時，調直模的喇叭口應全部向調直筒進口方向。調直模在調直筒中的安裝位置如圖所示， 圖7-1調直模的安裝方法 Fig.7-1 installation method of straightening model 調直模偏移量的大小，要根據(jù)調直模的磨損程度和鋼筋的性質通過試驗確定，一般為7～10mm，但不論采用哪種方法，調直筒最外兩端的兩個調直模，必須在調直筒導孔的軸線上，如果發(fā)現(xiàn)鋼筋調的不直，應及時調整調直模的偏移量。 7.2.齒輪 調直機上的所有齒輪均采用45號鋼加工制造，并須經過表面淬火等熱處理。 7.3.調直機的各傳動軸軸承 表7-1鋼筋調直機的軸承型號及用量 Tab.7-1 bearing size and number of reinforcement bar straightening machine 軸承名稱 型號 數(shù)量 安裝部位 軸承名稱 型號 數(shù)量 安裝部位 單列圓錐滾子軸承 7506 2 偏心軸兩端 單列向心球軸承 205 2 中間軸兩端 雙列向心球軸承 1208 2 調直筒兩端 雙列向心球軸承 1205 2 上壓輥軸兩端 推力球軸承 8108 1 調直筒右端 單列向心球軸承 205 2 下壓輥軸兩端 7.4 牽引壓輥的選用和調整 調直機有兩對鋼筋傳送壓輥供選用，每對壓輥上又有兩種深度的環(huán)槽，因此應根據(jù)鋼筋直徑選擇適當?shù)膲狠伈?。一般在夾緊鋼筋后，應保證上下壓輥之間應有一定的間隙為合適。 傳送鋼筋的牽引力，決定于壓輥間的壓緊程度，壓緊度要保證鋼筋能順利的被牽引前進，不應有明顯的轉動現(xiàn)象，而且在被切斷的一瞬間，應能允許鋼筋與壓輥之間發(fā)生打滑現(xiàn)象，即壓輥的壓緊力是彈性力。 7.5 定長機構的選擇與調整 鋼筋切斷長度，由定長機構自動調整，為了保證切斷質量，首先要按滑動刀臺的活動上切刀位置，調整其固定切刀，使上下兩切刀的刃口間有1mm以內的間隙，并經常檢查下切刀的鎖緊螺母有無松動現(xiàn)象，以及上切刀的抬刀彈簧的彈性。 滑動刀臺的回位是靠壓縮彈簧的張力，在定尺拉桿上裝有三個壓縮彈簧，在調直粗鋼筋時，三個彈簧同時起作用。當調直細鋼筋時，只需1～2彈簧。彈簧的預緊力是以保證能可靠的回位為準。如果彈簧預緊力不足，會造成滑動刀臺停留在錘頭下發(fā)生連切鋼筋的故障，若彈簧預緊力過大，則鋼筋不易頂動頂尺板，而發(fā)生鋼筋頂彎或切斷尺寸不準，并造成壓輥過度損傷鋼筋的現(xiàn)象。 鋼筋發(fā)生連切現(xiàn)象，除由于彈簧的預緊力不足外，還可能是傳送壓輥壓力過大，或者是料槽的鋼筋下落阻力過大所造成的。所以，發(fā)生不正?，F(xiàn)象時，應立即停車檢查，進行調整。 第八章 經濟分析與發(fā)展前景 隨著我國經濟建設的迅猛發(fā)展，建筑市場呈現(xiàn)出前所未有的喜人景象。作為建筑工程中重要材料的鋼筋需求量猛增，有力地拉動了鋼筋調直切斷機的市場需求。近幾年來，新Ⅲ級鋼（即熱軋帶肋鋼筋HRB300、HRB400、HRB500）以其強度高、延性好的優(yōu)良性能迅速在全國建筑工程中得到廣泛使用，更為建筑用鋼筋調直切斷機的生產企業(yè)提供了一個千載難逢的發(fā)展機遇，也對其提出了更高的要求。 8.1 鋼筋調直切斷機的種類和特點 經過幾十年的發(fā)展，我國的建筑用鋼筋調直切斷機市場現(xiàn)已基本形成。目前，市場上生產和銷售的鋼筋調直切斷機種類很多，根據(jù)設備組成的各工作機構特點可以按6種方法進行分類。 （1）調直方式 調直模式：鋼筋調直效果好，比較容易控制。但調直速度低，被加工鋼筋表面有劃傷，工作噪聲較大；適合各種光圓鋼筋。 曲線輥式：調直速度較快，鋼筋調直效果好，且易控制。但被加工鋼筋表面劃傷較重，工作噪聲較大；適合各種光圓鋼筋和對鋼筋表面劃傷要求不高的場合。 對輥式：調直速度快，被加工鋼筋表面有劃傷輕微，工作噪聲??；鋼筋調直效果一般，控制要求較高。適合各種鋼筋，特別適合冷、熱軋帶肋鋼筋。 調直模式+對輥復合式：鋼筋調直效果比較好，比較容易控制。調直速度高于曲線輥式，低于對輥式。被加工鋼筋表面有劃傷。工作噪聲比較??；適合各種鋼筋。 （2）切斷方式 錘擊切斷方式：適用中、小直徑鋼筋，工作噪聲連續(xù)、較大。易出現(xiàn)連切現(xiàn)象，定尺誤差最小。適用于中、低速度的鋼筋調直機和對定尺精度要求較高的場合。 飛剪切斷方式：適用大、中直徑鋼筋，工作噪聲較大，不連續(xù)。定尺精度不高，但沒有連切現(xiàn)象。適用于高速鋼筋調直機。 液壓切斷方式：適用大、中直徑鋼筋，工作噪聲小。沒有連切現(xiàn)象。適用于速度不太高的鋼筋調直機。 （3）落料方式 支撐柱式：結構簡單，工作噪聲小。適用于小直徑光圓鋼筋，且鋼筋調直度較高的場合。 翻板式：結構較復雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑鋼筋。 撤板式：結構較復雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑鋼筋。 敞口式：結構簡單，工作噪聲較小，適用于大、中直徑鋼筋，且鋼筋調直較好的場合。 （4）定尺方式 機械式：定尺誤差小，易控制。噪聲較大，壽命短。適用于對定尺誤差要求較高，速度要求不高的場合。 機電式定尺誤差稍大，噪聲較小，壽命長。適用于對定尺誤差要求較低，調直速度要求較高的場合。 （5）控制方式 普通電氣控制：線路復雜，對維護人員要求較高。控制精度 低，易發(fā)生故障，初期調試麻煩。 PLC控制:線路簡單，對維護人員要求不高?？刂凭容^高，運行比較穩(wěn)定，初期調試簡單。 （6）上料方式 開卷式:設備復雜，放線速度快、鋼筋不扭轉，特別適合于高速工作狀態(tài)。 非開卷式:設備單一，適于調直速度不太高的工作場合。放線時鋼筋自然扭轉。 圖8-1調直模式調直 Fig.8-1 Straightening straightening model 1-被調直鋼筋 2-調直模 3-調直模架 根據(jù)各部分工作機構的特點對鋼筋調直切斷機進行了簡單的分類和比較，但是，實際的鋼筋調直切斷機是一個綜合的整體，是在經濟實用、高效原則下 大工作機構的有機組合。各個企業(yè)生產的產品往往會因用戶的使用要求不同，或因各自設計的出發(fā)點不同，而在設備的具體結構和組成上各有千秋。因此，很難對某一類產品或者某一機構的性能做出統(tǒng)一或具體的評價。 8.2 發(fā)展趨勢 鋼筋切斷機是鋼筋加工必不可少的設備之一，它主要用語房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對鋼筋的定長切斷。鋼筋切斷機與其他切斷設備相比，具有重量輕、耗能少、工作可靠、效率高等特點，因此近年來逐步被機械加工和小型軋鋼廠等廣泛采用，在國民經濟建設的各個領域發(fā)揮了重要的作用。 由于切斷機技術含量低、易仿造、利潤不高等原因，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)國外切斷機偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機偏心距24mm，而國內一般為17mm．看似省料、齒輪結構偏小些，但給用戶帶來麻煩，不易管理．因為在由切大料到切小料時，不是換刀墊就是換刀片，有時還需要轉換角度。 2)國外切斷機的機架都是鋼板焊接結構，零部件加工精度、粗糙度尤其熱處理工藝過硬，使切斷機在承受過載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過國產機器。 3)國內切斷機刀片設計不合理，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優(yōu)良。 造成這種局面的主要原因在于，我國的建筑用鋼筋調直切斷機市場還沒有真正形成，還處在地域及價格因素占主導位置的過渡階段，尚未進入真正的市場競爭階段。生產企業(yè)多而零散，且大都處在一種小而全、小而不全的狀態(tài)，在這些生產企業(yè)中很難形成強大的技術投入。在這種條件下，企業(yè)之間相互抄襲現(xiàn)象嚴重，很難找到擁有自主知識產權的產品，尚沒有出現(xiàn)可以稱得上領軍式的企業(yè)。建筑用新Ⅲ級鋼筋的推廣使用為鋼筋調直切斷機的生產企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。為此許多企業(yè)投入大量資金，爭相開發(fā)、研制適合新Ⅲ級鋼筋要求的高速、大直徑鋼筋調直切斷機。在傳統(tǒng)的調直模式和曲線輥式調直切斷機中廣泛采用的錘擊式切斷機構，長期以來一直存在連切的問題，被行業(yè)稱之為老大難問題。多少年來，許多生產企業(yè)和使用單位為此傷透了腦筋想盡了各種辦法，始終沒有徹底解決。隨著專利技術“錘擊式沖壓及切斷設備的零連切裝置”的開發(fā)與應用，不僅徹底解決了錘擊式切斷機構的連切問題，而且調直度好，長度誤差小，受到了新老用戶、特別是廣大鋼筋焊網企業(yè)的熱烈歡迎。僅傳統(tǒng)設備改造一項就為開發(fā)企業(yè)帶來一大片市場。采用飛剪式切斷機構的新型對輥式鋼筋調直切斷機的使用，不僅明顯地降低了對冷、熱軋帶肋鋼筋表面的損傷，也使得鋼筋的調直速度由過去的40-60m/min提高到90-120m/min，甚至達到180m/min以上，直線度≤3mm/m，長度誤差2mm，完全可以和國外產品媲美。 伴隨著建筑行業(yè)的發(fā)展，建筑機械成為現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑施工與生產過程中不可缺少的設備。建筑生產與施工過程實現(xiàn)機械化，自動化、降低施工現(xiàn)場人員的勞動強度、提高勞動生產效率以及降低生產施工成本，為建筑業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎。由于建筑機械能夠為建筑業(yè)提供必要的技術設備，因此成為衡量建筑業(yè)生產力水平的一個重要標志，并且為確保工程質量、降低工程造價、提高經濟效益、社會效益與加快工程建設速度提供了重要的手段。所以，提高建筑機械的管理，使用，維護和維修能力，對加快建筑生產與施工速度，具有十分重要的意義。 面對空前廣闊的鋼筋調直切斷機市場，廣大生產企業(yè)也面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。多年來，受運輸長度等多種因素影響，大型軋鋼企業(yè)生產的直徑小于Φ14mm鋼筋都是以盤條形式走向市場。目前已有個別企業(yè)看準后續(xù)加工（即鋼筋的調直與定尺切斷）中的可觀利潤，開始購入單機。一旦這些企業(yè)實現(xiàn)并完成對現(xiàn)有生產線的改進，將以往的盤條改為直條走向市場，勢必對現(xiàn)有的鋼筋調直切斷機市場，特別是對鋼筋調直切斷機生產企 業(yè)形成巨大的沖擊。人無遠慮，必有近憂，這是一個應該引起廣大鋼筋調直切斷機生產企業(yè)十分重視的大問題。 全球經濟建設的快速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機械的發(fā)展提供了一個廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產企業(yè)提供一個展示自己的舞臺。面對競爭日益激烈的我國建筑機械市場，加強企業(yè)的經營管理，加大科技投入，重視新技術、新產品的研究開發(fā)，提高產品質量和產品售后服務水平，積極、主動走向市場，使企業(yè)的產品不斷地滿足用戶的需求，盡快縮短與國外先進企業(yè)的差距，無疑是我國鋼筋切斷機生產企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。 綜上所述，我國經濟建設的飛速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機械的發(fā)展提供了一個廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產企業(yè)提供一個展示自己的舞臺。面對競爭日益激烈的我國建筑機械市場，加強企業(yè)的經營管理，加大科技投入，重視新技術、新產品的研究開發(fā)，提高產品質量和產品售后服務水平，積極、主動走向市場，使企業(yè)的產品不斷地滿足廣大用戶的需求，盡快縮短與國外先進企業(yè)的差距，無疑是我國廣大鋼筋調直切斷機生產企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。 結論 伴隨著建筑業(yè)的發(fā)展，建筑機械成為現(xiàn)代工業(yè)與民用建筑施工與生產過程中不可缺少的設備。建筑生產與施工過程實現(xiàn)機械化、自動化、降低施工現(xiàn)場人員的勞動強度、提高勞動生產率以及降低生產施工成本，為建筑業(yè)的發(fā)展奠定了堅實的基礎。由于建筑機械能夠為建筑業(yè)提供必要的技術設備，因此成為衡量建筑業(yè)生產力水平的一個重要標志，并且為確保工程質量、降低工程造價、提高經濟效益、社會效益與加快工程建設速度提供了重要的手段。所以，提高建筑機械的管理、使用、維護與維修能力，對加快建筑生產與施工速度，具有十分重要的意義。 GT1.6/4型調直切斷機主要由上料盤、調直裝置、牽引裝置、切斷裝置、下料架裝置、機座等組成。其工作原理:調直機械是由電動機通過三角皮帶傳動，而帶動調直筒高速旋轉。調直筒內有五塊可以調節(jié)的調直模，被調直鋼筋在牽引輥強迫作用下通過調直筒，利用調直模的偏心，使鋼筋得到多次連續(xù)的反復塑性變形，從而將鋼筋調直。牽引與切斷機構是由一臺電動機，通過三角皮帶傳動、齒輪傳動等實現(xiàn)。牽外輥根據(jù)鋼筋直徑不同，更換相應的輥槽。當調直好的鋼筋達到的預設的長度，而觸及電磁鐵，通過杠桿控制離合器，使之與齒輥為一體，帶動凸輪軸旋轉，并通過凸輪和杠桿使裝有切刀的刀架擺動，切斷鋼筋同時強迫承料架擋板打開，成品落到集材槽內，從而完成一個工作循環(huán)。 本文根據(jù)鋼筋調直機的設計原則和具體要求，結合工地的實際需要進行設計，該鋼筋調直機具備良好的機動性，它體積小，重量輕，能快速的在不同場地之間轉移，它能量大，結構簡單，操作方便，最大限度的發(fā)揮設備的利用率和生產率。本次設計借助于AUTOCAD進行繪圖，基本上達到了設計要求。 本次設計還存在不足之處，一是由于鋼筋的牽引速度V=0.6m/s,而剪刀升降時間t=0.1s,則鋼筋在切斷的瞬間的運動距離S=Vt=0.60.1=0.06m，為此，剪刀阻礙鋼絲的運動，而引起牽引輥產生滑動現(xiàn)象，磨損加劇，生產率降低，故此種調直機的調