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1、 密 級(jí) 學(xué) 號(hào) 系 別 題目： 板材滾彎?rùn)C(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 指導(dǎo)教師： 學(xué)科專業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及自動(dòng)化 學(xué)科類別： 工 學(xué) 2015年05月 本科畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文) 題目：板材滾彎?rùn)C(jī)的設(shè)計(jì) 系 別 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)

2、 姓 名 學(xué) 號(hào) 導(dǎo) 師 2015年 05月 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）任務(wù)書 院（系） 機(jī)電信息系 專業(yè) 機(jī)制及其自動(dòng)化 班 姓名 學(xué)號(hào) 1.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）題目： 板材滾彎?rùn)C(jī)的設(shè)計(jì) 2.題目背景和意義： 板材滾彎?rùn)C(jī)是常見通風(fēng)與空調(diào)工程的施工

3、機(jī)械，常用于制作金屬圓形風(fēng)管。目前國(guó)內(nèi)外大、中型滾彎?rùn)C(jī)都采用液壓傳動(dòng)，對(duì)于中小型滾彎?rùn)C(jī)都采用手動(dòng)，故使用范圍有一定的局限性。本課題要求學(xué)生，在熟悉現(xiàn)有折彎設(shè)備工作和結(jié)構(gòu)原理的基礎(chǔ)上，設(shè)計(jì)研發(fā)出以電力驅(qū)動(dòng)的新型板材滾彎?rùn)C(jī)，以滿足市場(chǎng)需求。 此題目重在培養(yǎng)機(jī)電類的學(xué)生在給定設(shè)計(jì)任務(wù)下的創(chuàng)造性和創(chuàng)新性思維的能力，在預(yù)定時(shí)間類解決與專業(yè)相關(guān)的實(shí)際問題的能力，同時(shí)來培養(yǎng)學(xué)生的實(shí)踐能力和動(dòng)手能力。 3.

4、設(shè)計(jì)(論文)的主要內(nèi)容： (1) 板材滾彎?rùn)C(jī)的總體方案的提出 （2）板材滾彎?rùn)C(jī)的傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì) （3）板材滾彎?rùn)C(jī)工作輥軸的設(shè)計(jì) （4）板材滾彎?rùn)C(jī)的動(dòng)力性能的校核計(jì)算 （5）板材滾彎?rùn)C(jī)的輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì) 4.設(shè)計(jì)的基本要求及進(jìn)度安排（含起始時(shí)間、設(shè)計(jì)地點(diǎn)）：

5、 （1） 接受設(shè)計(jì)任務(wù)，查閱資料，了解課題的背景，初步原理方案的提出1－2周； （2）板材滾彎?rùn)C(jī)原理方案的優(yōu)化比較，論證并選擇最優(yōu)方案，3周； （3）板材滾彎?rùn)C(jī)傳動(dòng)方案的設(shè)計(jì)，4周 ；

6、 （4）板材滾彎?rùn)C(jī)工作輥軸的設(shè)計(jì)，5周； （5）板材滾彎?rùn)C(jī)的動(dòng)力性能的校核計(jì)算，6周；

7、 （6）輔助機(jī)械結(jié)構(gòu)的分析設(shè)計(jì)，7周； （7）繪制相關(guān)設(shè)計(jì)的零件圖和裝配圖，8－10周；

8、 （8）撰寫畢業(yè)論文，準(zhǔn)備答辯，11－16周 ； 5.畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）的工作量要求 ① 實(shí)驗(yàn)（時(shí)數(shù)）*或?qū)嵙?xí)（天數(shù)）： 15天

9、 ② 圖紙（幅面和張數(shù)）*： 完成折合A0圖紙3張 ③ 其他要求： 論文1.5萬字以上；外文翻譯不少于3000漢字；參考文獻(xiàn)中文不少于15篇，外文不少于3篇。 指導(dǎo)教師簽名： 年 月 日 學(xué)生簽名： 年 月 日 系（教研室）主任審批：

10、 年 月 日 板材滾彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 摘 要 本文主要介紹了一種成型機(jī)械—小型滾彎?rùn)C(jī)的工作原理及其設(shè)計(jì)過程，對(duì)其傳動(dòng)系統(tǒng)的參數(shù)進(jìn)行計(jì)算和傳動(dòng)執(zhí)行部件的強(qiáng)度校核，對(duì)其整體外觀進(jìn)行合理的改進(jìn)。并對(duì)部分零件做了詳細(xì)零件圖。主要用于金屬材料的彎曲成型，可卷制圓形、弧形工件和一定范圍內(nèi)的錐形工件。廣泛用于機(jī)械制造行業(yè)。 本機(jī)主要有電機(jī)、減速器、Φ120的上輥和兩根Φ100的下輥、兩根調(diào)節(jié)絲桿、支架及底座等六大部分組成。 本滾彎?rùn)C(jī)屬于三輥下調(diào)試，由下輥?zhàn)鳛閯?dòng)力執(zhí)行裝置，上輥為垂直可調(diào)裝置，被動(dòng)提供壓力，通過兩者的位置來達(dá)到卷曲所

11、要求工件的目的。機(jī)器工作操作時(shí)，只需根據(jù)要求將板材放在滾彎?rùn)C(jī)上，啟動(dòng)滾彎?rùn)C(jī)，調(diào)節(jié)絲杠帶動(dòng)上輥進(jìn)行上下位置的調(diào)節(jié)。一般情況下，操作者根據(jù)所要求進(jìn)行目測(cè)控制，達(dá)到工件尺寸時(shí)停機(jī)。 關(guān)鍵詞: 三輥卷板機(jī)；輾；功能；操作 constructional design of a bending machine Abstract This paper explained a molding machine - the working principle of a bending machine and its design p

12、rocess, the parameters of its drive system and drive the implementation of components of the calculation of the intensity calibration, the overall appearance of its reasonable improvements. Parts and a detailed parts diagram. Mainly used for bending forming metal materials can be rolled round, curve

13、d work and a range of cone-shaped work pieces. Widely be used in mechanical manufacturing industry. The machine mainly includes motor, reducer, Φ120 the roller and the next two Φ100 roller, two adjustment screw, frame and base, such as the six major components. This Bending Machine are rolling m

14、achine of three rolls symmetry, as the driving force from the implementation of the next roller device for the vertically adjustable roller devices provide passive pressure, through the location of the two to achieve the required crimp the purpose of the work piece. Operation of the machine work, ju

15、st in accordance with the requirements on the plate on the machine, start the machine, adjust the roller screw drive to adjust up and down position. Under normal circumstances, the operator in accordance with the requirements of visual control, when the stands reach the work piece size. Key words

16、:Three roller coiling machine ; Roll ;Function ;Operation 目錄 1 緒論 1 1.1滾彎?rùn)C(jī)的介紹 1 1.2目前滾彎?rùn)C(jī)的分類 2 1.2.1三輥滾彎?rùn)C(jī) 2 1.2.2四輥滾彎?rùn)C(jī) 5 1.2.3萬能式滾彎?rùn)C(jī) 5 1.2.4船用滾彎?rùn)C(jī) 6 1.3 滾彎?rùn)C(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 6 2 滾彎?rùn)C(jī)參數(shù)的分析計(jì)算 7 2.1 參數(shù)分析 7 2.1.1下移力 7 2.1.2卷曲半徑和厚度 8 2.2 受力分析 9 2.2.1 卷管所需最大力矩 9 2.2.2 受力情況 10 2.2.3 作用在輥上的力

17、 11 2.2.4 驅(qū)動(dòng)扭矩 12 2.2.5 側(cè)輥上的拉力 13 2.2.6 側(cè)輥之間的距離 14 2.3 設(shè)計(jì)方案 16 3 滾彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu) 17 3.1滾彎?rùn)C(jī)的組成 17 3.2.2減速器 21 3.2.3聯(lián)軸器 22 3.2.4輥?zhàn)?25 3.2.5調(diào)節(jié)絲杠 25 3.2.6齒輪 26 結(jié)論 30 致 謝 31 參考文獻(xiàn) 32 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）獨(dú)創(chuàng)性聲明 33 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）知識(shí)產(chǎn)權(quán)聲明 34 IV 1 緒論 1 緒論 1.1滾彎?rùn)C(jī)的介紹 機(jī)械制造業(yè)在國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有重要的地位，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)各部門賴以發(fā)展的基礎(chǔ)，是國(guó)民經(jīng)濟(jì)的重要支柱，

18、是生產(chǎn)力的重要組成部分。機(jī)械制造業(yè)不僅為工業(yè)、農(nóng)業(yè)、交通運(yùn)輸業(yè)、科研和國(guó)防等部門提供各種生產(chǎn)設(shè)備、儀器儀表和工具，而且為制造業(yè)包括機(jī)械制造業(yè)本身提供機(jī)械制造裝備。機(jī)械制造業(yè)的生產(chǎn)能力和制造水平標(biāo)志著一個(gè)國(guó)家或地區(qū)的科學(xué)技術(shù)水平、經(jīng)濟(jì)實(shí)力。 滾彎設(shè)備是當(dāng)今應(yīng)用非常普遍的板料加工成型, 是壓力容器制造加工的重要設(shè)備之一。小型薄板滾彎設(shè)備多采用三輥式機(jī)械傳動(dòng), 并常見于對(duì)稱式, 近年來多采用不對(duì)稱式。 中厚板多采用全液壓式傳動(dòng), 或主傳動(dòng)為機(jī)械式, 輔助傳動(dòng)為液壓式。國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的三輥和四輥滾彎設(shè)備, 三輥多為對(duì)稱式機(jī)械傳動(dòng)。近年來越來越多采用不對(duì)稱式, 主傳動(dòng)為機(jī)械傳動(dòng), 輔助傳動(dòng)為液壓傳動(dòng)。 隨

19、著滾彎?rùn)C(jī)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，大型滾彎?rùn)C(jī)已具備超群制品精度獨(dú)特的彎曲工藝，高精度端部預(yù)彎，連續(xù)彎曲無后角，彎曲過程數(shù)字控制人機(jī)對(duì)話控制界面，高效智能操作物理彎曲工藝軟件，人機(jī)對(duì)話窗口，彎曲過程自動(dòng)補(bǔ)償。單人操作，高效安全便捷豐富的彎曲形狀具有卷制O型、U型、多段R等不同。 作為機(jī)械加工業(yè)中不可缺少的機(jī)械設(shè)備，滾彎?rùn)C(jī)在機(jī)械加工業(yè)中的地位已經(jīng)慢慢的呈現(xiàn)。它廣泛使用于造船、鍋爐、航空、水電、化工、金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)械制造行業(yè)。首先滾彎?rùn)C(jī)克服了以往折彎這一難題，與傳統(tǒng)的人工操作和熱加工后處理相比，加工曲面更圓滑，不僅外觀性美觀，同時(shí)加工質(zhì)量較傳統(tǒng)的加工方式高。特別是在生產(chǎn)效率提高的問題上，更發(fā)揮了無可比擬的

20、作用。 其次是卷曲卷筒。現(xiàn)在隨著社會(huì)的發(fā)展，對(duì)筒類件的需求量大大增加，各種管道及支撐裝置等等。通常情況下無縫鋼管的使用比較大，但是其加工復(fù)雜，導(dǎo)致價(jià)格過高，在滾彎?rùn)C(jī)還沒有被普遍接受時(shí)，很多需求者不得不用性價(jià)比低的無縫鋼管。滾彎?rùn)C(jī)的普及，克服了這個(gè)問題，在對(duì)精度要求不是很高的情況下，只需簡(jiǎn)單的用滾彎?rùn)C(jī)將鋼板卷曲成型，配備必要的焊接即可，成本低，效率高。 提高單位時(shí)間工效是經(jīng)濟(jì)效益的直接體現(xiàn)。提高經(jīng)濟(jì)效益只靠職工的操作熟練程度是不夠的 ,還得有性能良好的設(shè)備 ,也就是軟、 硬件要相符。就目前該 5 廠來說 ,大體上職工的技術(shù)水平和設(shè)備還是相配的 ,唯獨(dú)缺少的是在加工細(xì)節(jié)的同時(shí)缺少一

21、些設(shè)備。如在加工井下所使用的鐵制風(fēng)筒、 電機(jī)風(fēng)葉罩以及曲板調(diào)直方面 ,具有性能良好的設(shè)備就顯得特別重要。在以往都是由該廠職工利用手工制作而成 ,且勞動(dòng)強(qiáng)度大 ,效率低下 ,加工效果不是十分理想。有時(shí)也受機(jī)制的制約 ,有些筒狀配件(如電機(jī)、 風(fēng)葉罩)不能及時(shí)供應(yīng)到位 ,影響使用 ,且配件到位后 ,價(jià)格又十分昂貴 ,造成成本費(fèi)用增加。再則有些變形的板材需做調(diào)直處理 ,那么就需要用加熱的方法進(jìn)行整形 ,勞動(dòng)強(qiáng)度大 ,效率低 ,又浪費(fèi)材料。假如有一種設(shè)備可以替代這些繁瑣的操作，而且能取得更好的效果，對(duì)整個(gè)社會(huì)帶來的社會(huì)經(jīng)濟(jì)效益是巨大的。滾彎設(shè)備也就應(yīng)運(yùn)而生。 板材滾彎?rùn)C(jī)主要由機(jī)架、上輥軸、下輥軸、傳

22、動(dòng)系統(tǒng)和操作系統(tǒng)組成。板材由中間一對(duì)機(jī)械傳動(dòng)導(dǎo)輪夾持送進(jìn)，成型曲度可由兩側(cè)彎曲輪控制，零件的回彈可用逐次調(diào)整彎曲輪位置的方法加以補(bǔ)償，零件的剖面形狀可由中間上輥輪、下輥輪和兩側(cè)輥輪輪緣形狀決定。一般根據(jù)零件斷面形狀配置適當(dāng)?shù)妮伷?。滾彎時(shí)，由于輥軸的旋轉(zhuǎn)以及輥軸與板材間產(chǎn)生的壓力和摩擦力，帶動(dòng)板材移動(dòng)，自動(dòng)送進(jìn)連續(xù)滾壓，使板材在全部滾到的范圍內(nèi)形成圓滑的彎曲面。 板材的曲率取決于輥軸間的相對(duì)位置、板材厚度和力學(xué)性能，調(diào)整輥軸間的相對(duì)位置，可將板材彎成小于上輥軸曲率的任意曲率。由于存在彎曲彈復(fù)，滾彎件曲率不能等于上輥軸的曲率。滾彎常需多次滾壓才能成型，而滾壓又會(huì)引起板材的冷作硬化，并且彎曲程度越

23、大，冷作硬化現(xiàn)象越明顯，致使?jié)L彎件的使用性能越差。 　　滾彎?rùn)C(jī)上輥在兩下輥中央對(duì)稱位置，通過液壓缸內(nèi)的液壓油作用于活塞作垂直升降運(yùn)動(dòng)，通過減速機(jī)的末級(jí)齒輪帶動(dòng)兩下輥齒輪嚙合作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為卷制板材提供扭矩。滾彎?rùn)C(jī)規(guī)格平整的塑性金屬板通過卷板機(jī)的三根工作輥(二根下輥、一根上輥)之間，借助上輥的下壓及下輥的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使金屬板經(jīng)過多道次連續(xù)彎曲，產(chǎn)生永久性的塑性變形，卷制成所需要的園筒、錐筒或它們的一部分。 滾彎成型方法的優(yōu)點(diǎn)是通用性強(qiáng)。板材滾彎時(shí)，由于鈑金件多是較薄的金屬板材或型材，均在常溫下通過塑性變形滾彎成型，滾彎時(shí)不需加熱，且一般不用在滾彎?rùn)C(jī)上附加工藝裝配。型材滾彎時(shí)，只需附加適于不同剖面

24、形狀、尺寸的滾輪。滾彎?rùn)C(jī)床結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用和維護(hù)方便。滾彎成型方法的缺點(diǎn)是效率較低，且精度不高。 1.2目前滾彎?rùn)C(jī)的分類 1.2.1三輥滾彎?rùn)C(jī) 三輥滾彎?rùn)C(jī)有機(jī)械式和液壓式：機(jī)械式三輥滾彎?rùn)C(jī)分為對(duì)稱和非對(duì)稱。 機(jī)械式三輥對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī) ： 機(jī)械式三輥對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī)性能特點(diǎn)：該機(jī)結(jié)構(gòu)型式為三輥對(duì)稱式，上輥在兩下輥中央對(duì)稱位置作垂直升降運(yùn)動(dòng)，通過絲桿絲母蝸桿傳動(dòng)而獲得，兩下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過減速機(jī)的輸出齒輪與下輥齒輪嚙合，為卷制板材提供扭矩。該機(jī)缺點(diǎn)是板材端部需借助其它設(shè)備進(jìn)行預(yù)彎。 機(jī)械三輥非對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī) ： 機(jī)械三輥非對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī)主要特點(diǎn)：該機(jī)結(jié)構(gòu)型式為三輥非對(duì)稱式，上輥為主傳動(dòng)，下輥垂

25、直升降運(yùn)動(dòng)，以便夾緊板材，并通過下輥齒輪與上輥齒輪嚙合，同時(shí)作為主傳動(dòng)；邊輥?zhàn)鲀A升降運(yùn)動(dòng)，具有預(yù)彎和卷圓雙重功能。結(jié)構(gòu)緊湊，操作維修方便。 液壓式三輥滾彎?rùn)C(jī)： 液壓式三輥對(duì)稱滾彎?rùn)C(jī)主要特點(diǎn)：該機(jī)上輥可以垂直升降，垂直升降的液壓傳動(dòng)，通過液壓缸內(nèi)的液壓油作用活塞桿而獲得；下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，通過減速機(jī)輸出齒輪嚙合，為滾彎提供扭矩，下輥下部有托輥，并可調(diào)節(jié)。上輥呈鼓形狀，提高制品的直線度，適用于超長(zhǎng)規(guī)格各種截面形狀罐。該機(jī)為上調(diào)式對(duì)稱式三輥滾彎?rùn)C(jī)，可將金屬板材卷成圓形、弧形和一定范圍內(nèi)的錐形工件，本機(jī)種兩下輥為主動(dòng)輥，上輥為從動(dòng)輥。它廣泛使用于造船、鍋爐、航空、水電、化工、金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)械制造行業(yè)。

26、該機(jī)適合用于金屬板材的彎曲變形，可卷制圓形，弧形和一定范圍內(nèi)的錐形工件，并有板材端部預(yù)彎功能，本機(jī)型兩個(gè)下輥為主動(dòng)輥可水平移動(dòng)，上輥為從動(dòng)輥可上下移動(dòng)，移動(dòng)方式有機(jī)械式和液壓式，傳動(dòng)軸均采用萬向連軸器連接。 W11系列機(jī)械式三輥對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī)： 　 W11系列機(jī)械式三輥對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī)性能特點(diǎn)：該機(jī)結(jié)構(gòu)型式為三輥對(duì)稱式，上輥在兩下輥中央對(duì)稱位置作垂直升降運(yùn)動(dòng)，通過絲桿絲母蝸桿傳動(dòng)而獲得，兩下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過減速機(jī)的輸出齒輪與下輥齒輪嚙合，為卷制板材提供扭矩。該機(jī)缺點(diǎn)是板材端部需借助其它設(shè)備進(jìn)行預(yù)彎。 　　W11系列機(jī)械三輥非對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī)： 　　W11系列機(jī)械三輥非對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī)主要特點(diǎn)：該機(jī)

27、結(jié)構(gòu)型式為三輥非對(duì)稱式，上輥為主傳動(dòng)，下輥垂直升降運(yùn)動(dòng)，以便夾緊板材，并通過下輥齒輪與上輥齒輪嚙合，同時(shí)作為主傳動(dòng)；邊輥?zhàn)鲀A升降運(yùn)動(dòng)，具有預(yù)彎和卷圓雙重功能。結(jié)構(gòu)緊 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院（論文） 湊，操作維修方便。 　　W11系列液壓式三輥對(duì)稱滾彎?rùn)C(jī)： 　　W11系列液壓式三輥對(duì)稱滾彎?rùn)C(jī)主要特點(diǎn)：該機(jī)上輥可以垂直升降，垂直升降的液壓傳動(dòng)，通過液壓缸內(nèi)的液壓油作用活塞桿而獲得；下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)驅(qū)動(dòng)，通過減速機(jī)輸出齒輪嚙合，為卷板提供扭矩，下輥下部有托輥，并可調(diào)節(jié)。上輥呈鼓形狀，提高制品的直線度，適用于超長(zhǎng)規(guī)格各種截面形狀。 1.2.1.1 三輥滾彎?rùn)C(jī)型式 （1） 對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī)

28、 （見圖 1.1） （2） 非對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī)（見圖 1.2） （3） 水平下調(diào)式滾彎?rùn)C(jī)（見圖 1.3） （4） 垂直下調(diào)式滾彎?rùn)C(jī)（見圖 1.4） （5） 傾斜下調(diào)式滾彎?rùn)C(jī)（見圖 1.5） （6） 弧線下調(diào)式滾彎?rùn)C(jī)（見圖 1.6） 圖1.1對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī) 圖1.2非對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī) 圖1.3水平下調(diào)式滾彎?rùn)C(jī) 圖1.4垂直下調(diào)式滾彎?rùn)C(jī) 西安工業(yè)大學(xué)北方信息工程學(xué)院（論文） 圖1.5 傾斜下調(diào)式滾彎?rùn)C(jī) 圖1.6弧線下調(diào)式滾彎?rùn)C(jī) 1.2.2四輥滾彎?rùn)C(jī) 　　該種滾彎?rùn)C(jī)適用于金屬板材的彎曲

29、成形工作，可卷制圓形，弧形和一定范圍內(nèi)的錐形工件，并有板材端部預(yù)彎功能，剩余直邊小，工作效率高，并可在該機(jī)上對(duì)金屬板材進(jìn)行粗略校平。四輥滾彎?rùn)C(jī)主要為鍋爐廠輥制鍋爐圓筒而設(shè)計(jì)，它可以用于各種型號(hào)鍋爐圓筒的生產(chǎn)和加工，也在造船、石油化工、航空、水電、裝潢、及電機(jī)制造等工業(yè)領(lǐng)域得到了廣泛的應(yīng)用，用以把金屬板料卷制成圓筒、圓錐以及弧形板等各種零件。 四輥滾彎?rùn)C(jī)工作原理：滾彎?rùn)C(jī)上輥在兩下輥中央對(duì)稱位置，通過液壓缸內(nèi)的液壓油作用于活塞作垂直升降運(yùn)動(dòng)，通過主減速機(jī)的末級(jí)齒輪帶動(dòng)兩下輥齒輪嚙合作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為卷制板材提供扭矩。滾彎?rùn)C(jī)規(guī)格平整的塑性金屬板通過滾彎?rùn)C(jī)的三根工作輥(二根下輥、一根上輥)之間，借助上輥

30、的下壓及下輥的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使金屬板經(jīng)過多道次連續(xù)彎曲，產(chǎn)生永久性的塑性變形，卷制成所需要的園筒、錐筒或它們的一部分。該液壓式三輥滾彎?rùn)C(jī)缺點(diǎn)是板材端部需借助其它設(shè)備進(jìn)行預(yù)彎。該滾彎?rùn)C(jī)適用于滾彎厚度在 50mm以上的大型滾彎?rùn)C(jī)，兩下輥下部增加了一排固定托輥，縮短兩下輥跨距，從而提高卷制工件精度及機(jī)器整體性能。 1.2.3萬能式滾彎?rùn)C(jī) 萬能式滾彎?rùn)C(jī)分為：大型、中型、小型。 上輥萬能式滾彎?rùn)C(jī)主要特點(diǎn):超群制品精度獨(dú)特的彎曲工藝，高精度端部預(yù)彎，連續(xù)彎曲無后角，彎曲過程數(shù)字控制人機(jī)對(duì)話控制界面，高效智能操作物理彎曲工藝軟件，人機(jī)對(duì)話窗口，彎曲過程自動(dòng)補(bǔ)償。單人操作，高效安全便捷豐富的彎曲形狀具有卷制

31、O型、U型、多段R等不同的形狀。 1.2.4船用滾彎?rùn)C(jī) 船用滾彎?rùn)C(jī)是卷板機(jī)的一種，船用滾彎?rùn)C(jī)結(jié)構(gòu)型式為三輥對(duì)稱式，上輥在兩下輥中央對(duì)稱位置作垂直升降運(yùn)動(dòng)，通過液壓缸內(nèi)的液壓油作用于活塞桿而獲得，為液壓傳動(dòng)，兩下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過減速機(jī)的輸出齒輪與下輥齒輪嚙合，為卷制板材提供扭矩，在兩下輥下部設(shè)有多組托輥，以提高下輥的剛度，并可進(jìn)行垂直調(diào)節(jié)；在上輥的上部設(shè)有剛性大梁，在大梁與上輥之間設(shè)有多組托輥，以提高上輥的剛度；適用與超寬圓弧形零件的卷制結(jié)構(gòu)型式為三輥對(duì)稱式，上輥在兩下輥中央對(duì)稱位置作垂直升降運(yùn)動(dòng)，通過液壓缸內(nèi)的液壓油作用于活塞桿而獲得，為液壓傳動(dòng)，兩下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過減速機(jī)的輸出齒輪與

32、下輥齒輪嚙合，為卷制板材提供扭矩，在兩下輥下部設(shè)有多組托輥，以提高下輥的剛度，并可進(jìn)行垂直調(diào)節(jié)；在上輥的上部設(shè)有剛性大梁，在大梁與上輥之間設(shè)有多組托輥，以提高上輥的剛度；適用與超寬圓弧形零件的卷制結(jié)構(gòu)為三輥對(duì)稱式，上輥在兩下輥中央對(duì)稱位置作垂直升降運(yùn)動(dòng)，通過液壓缸內(nèi)的液壓油作用于活塞桿而獲得，為液壓傳動(dòng)，兩下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過減速機(jī)的輸出齒輪與下輥齒輪嚙合，為卷制板材提供扭矩，在兩下輥下部設(shè)有多組托輥，以提高下輥的剛度，并可進(jìn)行垂直調(diào)節(jié)；在上輥的上部設(shè)有剛性大梁，在大梁與上輥之間設(shè)有多組托輥，以提高上輥的剛度；適用與超寬圓弧形零件的卷制。 1.3 滾彎?rùn)C(jī)的發(fā)展趨勢(shì) 目前國(guó)內(nèi)外的滾彎?rùn)C(jī)發(fā)展趨

33、向于對(duì)各種材料的加工，如對(duì)鋁合金板材的滾彎，對(duì)冷鋼板材的滾彎；以及對(duì)特殊型材進(jìn)行滾彎，如球殼網(wǎng)架圍護(hù)用弧型柃條及其他薄壁型鋼滾彎、擺輥式四輥型材滾彎。近年來，雙軸柔性滾彎數(shù)控系統(tǒng)的研究與開發(fā)引起了機(jī)械制造業(yè)的高度重視。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展進(jìn)步，傳統(tǒng)意義上的滾彎?rùn)C(jī)正被一項(xiàng)項(xiàng)的新技術(shù)所升級(jí)，從最初的氣壓液壓到現(xiàn)如今的傳感控制，加工寬度和厚度越來越大，一次性成型的能力越來越強(qiáng)，節(jié)約了大量的勞動(dòng)時(shí)間。在精度方面，從最初的出放式加工到現(xiàn)在的精密卷曲，質(zhì)量明顯提高。相信隨著科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)中的經(jīng)驗(yàn)，滾彎?rùn)C(jī)會(huì)朝著加工能力更強(qiáng)、加工質(zhì)量更高的方向發(fā)展。 36 2滾彎?rùn)C(jī)參數(shù)的分析計(jì)算

34、 2 滾彎?rùn)C(jī)參數(shù)的分析計(jì)算 2.1 參數(shù)分析 滾彎?rùn)C(jī)工作時(shí)承受的載荷較大，對(duì)承受零件的強(qiáng)度要求較高。另外，由于市場(chǎng)競(jìng)爭(zhēng)激烈，降低滾彎?rùn)C(jī)成本的要求十分迫切。因此，對(duì)滾彎?rùn)C(jī)進(jìn)行精確、可靠的設(shè)計(jì)計(jì)算勢(shì)在必行。對(duì)滾彎?rùn)C(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，首先需要對(duì)滾彎?rùn)C(jī)進(jìn)行受力分析，其結(jié)果是滾彎?rùn)C(jī)各部件設(shè)計(jì)的原始參數(shù)。而滾彎?rùn)C(jī)主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算是設(shè)計(jì)主驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和選擇電動(dòng)機(jī)必備的參數(shù)。所以對(duì)滾彎?rùn)C(jī)的受力分析和驅(qū)動(dòng)功率的計(jì)算對(duì)設(shè)計(jì)滾彎?rùn)C(jī)至關(guān)重要。 2.1.1下移力 下移力是上輥垂直向下移動(dòng)的外部動(dòng)力為了確定下移力, 取上輥?zhàn)鳛檠芯繉?duì)象。 圖2.1 下移力分析圖 由圖2.1可知下

35、移力 (2-1) 其中, 為工件鋼板對(duì)上輥的載荷集度,b為鋼板寬度。再取工件鋼板作為研究對(duì)象,將鋼板看作一簡(jiǎn)支梁, 如圖2.2。上輥對(duì)鋼板的最大彎矩 (2-2) 其中, 為兩下輥之間距離, 鋼板的抗彎截面模量: (2-3) 其中, δ為鋼板厚度。 若鋼板產(chǎn)生永久彎曲,必須使彎矩對(duì)鋼板產(chǎn)生的應(yīng)力σ大于等于鋼板的屈服極限σs （2-4） 由式（2.1）

36、～式（2.4）可得下移力： (2-5) 由式（2.5）可以得出這樣的結(jié)論：下移力F與工件（鋼板）對(duì)上輥的載荷集度q無關(guān), 它的大小僅與工件的厚度、寬度、材質(zhì)及兩下輥之間距離有關(guān)。 2.1.2卷曲半徑和厚度 卷薄板和小筒徑工件時(shí)容易打滑。標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定 , 滾彎厚度不能小于參數(shù)規(guī)定最大滾彎厚度的1/3;最小卷筒直徑為上輥直徑的2.5倍。 圖2.2 滾彎簡(jiǎn)圖 工件卷制半徑與相關(guān)參數(shù)的關(guān)系 當(dāng)下輥間距時(shí), 工件理想情況下的理論最小彎曲半徑為上輥半徑, 上輥下移的極限位置

37、 (2-6) 但是, 在實(shí)際的工作中, 工件實(shí)際的最小彎曲半徑是大于上輥半徑的, 由于受卷制材料以及滾彎?rùn)C(jī)理的約束, 它的計(jì)算是相當(dāng)復(fù)雜的, 此處不做詳細(xì)介紹, 但卷制板材的半徑確實(shí)可以通過上輥的下移量來確定它的數(shù)值。工件卷制半徑為 (2-7) 上下輥直徑與相關(guān)參數(shù)的關(guān)系 對(duì)于上輥 (2-8) (2-9) 由此可得 (2-10) 對(duì)于下輥, 由于隨著上輥的不斷下移, 工件對(duì)下輥的壓力N是逐漸增大的。 下輥驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩

38、與相關(guān)參數(shù)的關(guān)系 由于兩下輥在驅(qū)動(dòng)力矩的作用下沿同一方向轉(zhuǎn)動(dòng), 從而帶動(dòng)鋼板由一側(cè)向另一側(cè)移動(dòng)。而帶動(dòng)鋼板移動(dòng)的條件是下輥的驅(qū)動(dòng)力矩必須大于上、下輥及鋼板對(duì)下輥的阻力矩之和。即：M驅(qū)>M阻,由此可以確定驅(qū)動(dòng)下輥轉(zhuǎn)動(dòng)的原動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩。 2.2 受力分析 2.2.1 卷管所需最大力矩 滾彎?rùn)C(jī)工作時(shí)，需要將鋼板卷制成鋼管。此時(shí)，材料所承受應(yīng)力已全部達(dá)到屈服極限。 圖2.3 應(yīng)力分布圖 因此，卷管截面上彎曲應(yīng)力分布如圖2.3 (b)所示，則截面上彎矩M 為： (2-11) 式中 B，d------滾彎?rùn)C(jī)卷制鋼板的最大寬度和厚度

39、(m) δ-----材料的屈服極限(kNm ) 2.2.2 受力情況 卷制時(shí)，鋼板受力情況如圖2.4所示。根據(jù)受力平衡，可以得到下輥?zhàn)饔糜跐L彎上的支持力F2： (2-12) 式中θ——連心線與的夾角 (2-13) a —— 下輥中心距(m) dmin—— 卷管最小直徑(m) —— 下輥直徑(m) 圖2.4 鋼板受力情況圖 2.2.3 作用在輥上的力 由于側(cè)輥之間被彎曲板材軸線的曲率很復(fù)雜以及還有摩擦的影響，

40、所以要精確的確定在軸輥式機(jī)中滾彎時(shí)作用在軸輥上的力量的數(shù)值和方向是很困難的，同時(shí)在另一方面，實(shí)際需要也并不強(qiáng)求要這個(gè)問題有精確的解答。 為了使問題簡(jiǎn)化起見，我們按照蘇聯(lián)科學(xué)院通訊院士采利科夫提出的簡(jiǎn)化計(jì)算法（圖2.5）來確定作用在軸輥上的力量。根據(jù)這個(gè)方法，假定軸輥之間板材的曲率半徑相同而且等于彎曲半徑，并且摩擦的存在并不影響作用力的方向。作者進(jìn)行的實(shí)驗(yàn)工作已經(jīng)證實(shí)了采用這種力的作用情況是允許的。 圖2.5 輥軸算法圖 現(xiàn)在我們來研究一下板材的滾彎是由調(diào)節(jié)中間軸輥的位置以實(shí)現(xiàn)的對(duì)稱 三軸輥機(jī)的基本型式。根據(jù)中間軸輥下板材的彎曲力矩

41、和作用在側(cè)輥上的力P的垂直和水平分力力矩之和相等這一條件，我們可以得到由于彎曲板材的壓力所造成的作用在周棍上的力量。因而我們得到 (2-14) 從力的平行四邊形中我們求得 (2-15) 當(dāng)這方程式中代入P6之值后即得 (2-16) 角α刻有下列方程式確定之： (2-17) h/2之值與曲率半徑相較是很小的,因此可以將它略去不計(jì).因此各方程式就成下列的簡(jiǎn)化形式: (2-18)

42、 (2-19) (2-20) 在上列各方程式中的R是彈復(fù)前的彎曲半徑，所以它的數(shù)值必須根據(jù)給定的半徑,即彈復(fù)后的彎曲半徑而按方程式先行確定。 當(dāng)計(jì)算驅(qū)動(dòng)軸的強(qiáng)度時(shí)，還應(yīng)考慮到由于拉力所引起的并垂直于被彎曲板材對(duì)軸輥的壓力的附加力。拉力的確定將在后面敘述。 2.2.4 驅(qū)動(dòng)扭矩 對(duì)稱式三軸輥機(jī)的兩個(gè)側(cè)輥一般都有驅(qū)動(dòng)，所以我們要確定在這些軸輥上的總扭矩。 總的扭矩是由消耗在變形上的扭矩，消耗于克服軸輥在彎曲板材上滾動(dòng)的摩擦阻力及軸輥軸承中的摩擦上的扭矩相加而成。 同時(shí)解內(nèi)力和外力所做功的方程式就可以確定消耗在變形上的

43、扭矩。 對(duì)于彎曲預(yù)先彎過的板材（通過軸輥若干次之后的彎卷）的場(chǎng)合 (2-21) 式中——與預(yù)先彎過的板材的彎曲半徑（彈復(fù)后的半徑）R1相應(yīng)的彎曲力矩。 當(dāng)重復(fù)彎曲（通過軸輥）時(shí)，正如為塑性彎曲的實(shí)驗(yàn)研究所已證實(shí)的那樣，彎曲力矩只依總的彎曲曲率為轉(zhuǎn)移。 消耗于克服軸輥在彎曲板材上滾動(dòng)的摩擦阻力，和軸輥軸承中的摩擦上的扭矩為： (2-22) 在這里確定消耗在客服摩擦上的扭矩時(shí)沒有考慮到由于拉力所引起的軸承中的摩擦損耗；如更精確的計(jì)算所示，這種損耗所占總摩擦損耗的比例不會(huì)超過2%，因此沒有必要把它計(jì)算在內(nèi)。 當(dāng)機(jī)器的結(jié)構(gòu)中有防止軸輥彎曲的

44、支撐輥存在的場(chǎng)合下，由于軸輥對(duì)支撐輥的滾動(dòng)摩擦和支撐輥軸承中的摩擦所引起的扭矩也必須加以考慮。 當(dāng)計(jì)算軸輥式機(jī)器時(shí)，各摩擦系數(shù)建議采用下列各值： 光滑的加工過的軸輥和未加工過的板材之間的滾動(dòng)摩擦系數(shù)f=0.8； 光滑的加工過的軸輥和未加工過的板材之間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)f=0.18； 具有青銅周濤的軸承中的滑動(dòng)摩擦系數(shù)u=0.05~0.08。最小的滑動(dòng)摩擦系數(shù)應(yīng)該應(yīng)用于具有充分潤(rùn)滑并仔細(xì)的制造出來的軸承。 側(cè)輥上的總扭矩為： (2-23) 2.2.5 側(cè)輥上的拉力 側(cè)（驅(qū)動(dòng)的）輥上的拉力取決于消耗在變形上的扭矩和消耗在克服軸輥對(duì)彎曲板材的滾動(dòng)摩擦阻力及中

45、間（不驅(qū)動(dòng)的）輥軸軸承中的摩擦上的扭矩。拉力以及扭矩在側(cè)（驅(qū)動(dòng)的）輥中的分配是不一樣的，在大部分場(chǎng)合下，差不多全部扭矩均由進(jìn)料方向算起的第一個(gè)側(cè)輥所負(fù)擔(dān)。 這種現(xiàn)象是由于和側(cè)輥相接觸的彎曲板材的外層在彎曲過程中發(fā)生了伸長(zhǎng)的緣故，變形區(qū)維語中間軸輥的下面，因而和軸輥相接觸的板層在第二個(gè)輥軸中永遠(yuǎn)是較長(zhǎng)的，因而其速度也就比第一個(gè)軸輥為高。 因?yàn)閮蓚€(gè)側(cè)輥的周速是一樣的，所以彎曲板材的進(jìn)料只依靠第一個(gè)軸輥來實(shí)現(xiàn)，當(dāng)板材的表面接觸到第二個(gè)軸輥時(shí)就像是超前于軸輥，因而在其上不能傳送拉力。 當(dāng)彎曲的曲率增加，第一個(gè)側(cè)輥和彎曲板材之間的嚙入已不足供板材的進(jìn)料之用，因而軸輥和彎曲板材之間已發(fā)生部分滑動(dòng)，這

46、時(shí)第二個(gè)側(cè)輥就開始承擔(dān)拉力。在極限場(chǎng)合下，當(dāng)進(jìn)行該次通過軸輥所能彎成最小可能半徑的彎卷時(shí)，兩個(gè)側(cè)輥所承擔(dān)的拉力大致相等。 對(duì)側(cè)輥和由配動(dòng)軸到軸輥中的齒輪傳動(dòng)計(jì)算其強(qiáng)度時(shí)，應(yīng)該考慮該零件最惡劣的負(fù)荷情況。印俄日在大部分場(chǎng)合下兩個(gè)側(cè)輥的只論傳動(dòng)和其他零件的尺寸都是一樣的，所以這些零件的最大負(fù)荷必須認(rèn)為應(yīng)該是軸輥對(duì)彎曲板材發(fā)生滑動(dòng)時(shí)第一個(gè)軸輥所承擔(dān)的負(fù)荷，因而軸輥上的最大拉力應(yīng)是：。 式中——軸輥和彎曲板材間的滑動(dòng)摩擦系數(shù)。之值必須相當(dāng)于當(dāng)軸輥還能使板材進(jìn)料，換言之,即還沒有滑動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的極限值。因?yàn)閺澢宀牡谋砻鏍顟B(tài)（氧化，生銹，油污等）對(duì)值的影響很大，所以很精確的選擇此值比較困難。當(dāng)確定機(jī)器

47、的主要參數(shù)時(shí)建議采用0.2。 同時(shí)應(yīng)該考慮到拉力還受電動(dòng)機(jī)功率的限制。 2.2.6 側(cè)輥之間的距離 側(cè)輥之間的距離是機(jī)器的一個(gè)主要的幾何參數(shù)，這個(gè)參數(shù)一方面能夠確定機(jī)器的工藝通用性——通過一次軸輥可能彎曲的最小半徑，另一方面還能確定機(jī)器的強(qiáng)度尺寸和功率。因此，設(shè)計(jì)機(jī)器時(shí)對(duì)正確地選擇這個(gè)參數(shù)必須予以特別的注意。 為了十可能彎曲的最小半徑和側(cè)輥之間距離的關(guān)系這一概念更加清楚期間，為此我們用小號(hào)在變形上的扭矩來表達(dá)小號(hào)在客服摩擦阻力上的扭矩,方程式如下: (2-24) 式中R——第一次通過軸輥時(shí)可能彎曲的最小半徑。 之值繪于曲線圖（圖2.6）中。

48、 圖2.6 對(duì)稱式三輥機(jī)系數(shù)之值的曲線圖 側(cè)輥的直徑及中間軸輥軸頸的直徑和其工作部分直徑之比對(duì)之值有很大的影響。 側(cè)輥之間的距離： (2-25) 當(dāng)通過一次軸輥所可能彎曲的最小半徑（彈復(fù)前）R之值給定后，根據(jù)上式(2-25)即可大概的確定側(cè)輥之間距離的數(shù)值，然后再更加詳細(xì)的精確計(jì)算這個(gè)數(shù)值。應(yīng)該考慮到，隨側(cè)輥之間距離的減小，作用在軸輥上的力量就要加大，因而機(jī)器的尺寸也就加大。圖2.7繪有側(cè)輥之間的距離改變時(shí)作用在軸輥上的力量的變化。此外，隨側(cè)輥之間距離的減小，機(jī)器的效率略有降低。 在典型而通用的對(duì)稱式

49、三軸輥機(jī)中側(cè)輥之間的距離取為l，而側(cè)輥的直徑則取為。 為彎卷圓錐形表面所需的中間軸輥的最大傾角一般取為等于10~12。 圖2.7 對(duì)稱式三軸輥機(jī)中作用在輥上的力和側(cè)輥之間距離的關(guān)系 ————當(dāng)r=20時(shí);- - - -當(dāng)r=50時(shí) 中間軸輥的調(diào)節(jié)量由下列條件確定:軸輥的最高位置必須能保證最厚的板材自由地在軸輥之間通過，而最低的位置則要保證彎曲最薄的板材時(shí)有可能得到與中間軸輥的半徑相等的彎曲半徑。換言之，即在最低的位置上中間的軸輥差不多迎合側(cè)輥相碰。 為了最大限度地利用機(jī)器的工藝通用性一級(jí)提高它的效率，電動(dòng)機(jī)的功率必須選為能夠保證通過一次軸輥后得到可能彎曲的最小半徑。 在

50、對(duì)稱式三輥機(jī)中由于依靠軸輥進(jìn)料的可能性受到限制，所以沒有可能在通過一次后既得到等于中間軸輥半徑的板材彎曲半徑（最小可能半徑）。 根據(jù)機(jī)器的幾何參數(shù)，可能彎曲的最小半徑在R=（1.252.5）范圍內(nèi)變化。R之值隨側(cè)輥之間的距離和比值的降低而減小，并隨支撐輥半徑的增加而減小。 2.3 設(shè)計(jì)方案 滾彎?rùn)C(jī)作為現(xiàn)在加工業(yè)不可或缺的設(shè)備，在長(zhǎng)期的生產(chǎn)發(fā)展中，依據(jù)經(jīng)驗(yàn)，三輥對(duì)稱式的結(jié)構(gòu)普遍被認(rèn)可，且在簡(jiǎn)易加工中性價(jià)比較高。本次設(shè)計(jì)的滾彎?rùn)C(jī)較市場(chǎng)上的產(chǎn)品相對(duì)簡(jiǎn)單，采取三輥對(duì)稱式。 由聯(lián)軸器連接電動(dòng)機(jī)與減速器輸出動(dòng)力，通過減速器帶動(dòng)齒輪進(jìn)行嚙合運(yùn)動(dòng)，從而完成動(dòng)力到執(zhí)行件的傳遞。 執(zhí)行部分采用下輥對(duì)稱

51、分布，上輥至于兩下輥中心的豎直中心線上，通過絲杠帶動(dòng)可調(diào)軸承進(jìn)行調(diào)節(jié)上輥的位置。如圖2.8所示： 圖2.8 設(shè)計(jì)方案簡(jiǎn)圖 3滾彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu) 3 滾彎?rùn)C(jī)的結(jié)構(gòu) 3.1滾彎?rùn)C(jī)的組成 已知設(shè)計(jì)參數(shù) 加工板料：Q235 屈服強(qiáng)度：=235Mp 卷板速度取4m/min 板厚：s=5～12mm 板寬：b=1600mm 確定滾彎?rùn)C(jī)參數(shù) 下輥中心距：a=(12~40)s=220mm 上輥直徑：Dcp=（1/1.3~1/1.1）t=120 下輥直徑：D6=（0.8～0.9）Dcp=100 上輥軸直徑：dcp=（0.5～0.6）Dcp=60mm 下輥軸直徑：d6=（0.5～

52、0.6）D6=60mm 彎曲的最小半徑R=（1.252.5）Dcp=300mm 本機(jī)主要有電機(jī)、減速器、Φ120的上輥和兩根Φ100的下輥、兩根調(diào)節(jié)絲桿、支架及底座等六大部分組成。 底座及支架均采用槽鋼焊接而成 ,上滾筒通過調(diào)節(jié)絲桿與支架相連 ,下滾筒通過滾筒座與底座相聯(lián)接。 卷板最大寬度取1600mm，卷板最大厚度取12mm，卷筒最小直徑取300mm，所有動(dòng)力傳動(dòng)機(jī)構(gòu)采用標(biāo)準(zhǔn)件。 3.2 滾彎?rùn)C(jī)的部件設(shè)計(jì) 3.2.1電動(dòng)機(jī)的選擇 電動(dòng)機(jī)是將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能的一種機(jī)器,保證機(jī)器正常運(yùn)轉(zhuǎn)的重要部件之一，動(dòng)力提供的可靠性行直接決定了加工質(zhì)量。通常電動(dòng)機(jī)的做功部分作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，這種電動(dòng)

53、機(jī)稱為轉(zhuǎn)子電動(dòng)機(jī)；也有作直線運(yùn)動(dòng)的，稱為直線電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)能提供的功率范圍很大，從毫瓦級(jí)到萬千瓦級(jí)。電動(dòng)機(jī)的使用和控制非常方便，具有自起動(dòng) 、加速、制動(dòng)、反轉(zhuǎn)、掣住等能力，能滿足各種運(yùn)行要求；電動(dòng)機(jī)的工作效率較高，又沒有煙塵、氣味，不污染環(huán)境，噪聲也較小。在工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中，各種生產(chǎn)機(jī)械都廣泛應(yīng)用電動(dòng)機(jī)來驅(qū)動(dòng)，正確地選用與機(jī)械負(fù)載配套的電動(dòng)機(jī)，可以使電動(dòng)機(jī)在最經(jīng)濟(jì)、最合理的方式下運(yùn)行，從而達(dá)到降低能耗、提高效率的目的。 電動(dòng)機(jī)根據(jù)電動(dòng)機(jī)工作電源的不同，可分為直流電動(dòng)機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)。其中交流電動(dòng)機(jī)還分為單相電動(dòng)機(jī)和三相電動(dòng)機(jī)。按結(jié)構(gòu)及工作原理分類 電動(dòng)機(jī)結(jié)構(gòu)及工作原理可分為直流電動(dòng)機(jī)，異步電動(dòng)機(jī)和

54、同步電動(dòng)機(jī)。同步電動(dòng)機(jī)還可分為永磁同步電動(dòng)機(jī)、磁阻同步電動(dòng)機(jī)和磁滯同步電動(dòng)機(jī)。異步電動(dòng)機(jī)可分為感應(yīng)電動(dòng)機(jī)和交流換向器電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)按起動(dòng)與運(yùn)行方式可分為電容起動(dòng)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)、電容起動(dòng)運(yùn)轉(zhuǎn)式單相異步電動(dòng)機(jī)和分相式單相異步電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)按用途可分為驅(qū)動(dòng)用電動(dòng)機(jī)和控制用電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)按轉(zhuǎn)子的結(jié)構(gòu)可分為籠型感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為鼠籠型異步電動(dòng)機(jī)）和繞線轉(zhuǎn)子感應(yīng)電動(dòng)機(jī)（舊標(biāo)準(zhǔn)稱為繞線型異步電動(dòng)機(jī)）。各種電動(dòng)機(jī)中應(yīng)用最廣的是交流異步電動(dòng)機(jī)（又稱感應(yīng)電動(dòng)機(jī) ）。 通過已知卷板速度,作用力,傳動(dòng)效率進(jìn)行計(jì)算 容量（功率）： (3-1)

55、 轉(zhuǎn)速： (3-2) 傳動(dòng)裝置總傳動(dòng)比合理范圍: (3-3) 為解決滾彎?rùn)C(jī)在使用過程中可能啟動(dòng)換向的問題，因而選擇YZR系列冶金及起重用繞線轉(zhuǎn)子與鼠籠轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)。 YZR系列冶金及起重用繞線轉(zhuǎn)子與鼠籠轉(zhuǎn)子三相異步電動(dòng)機(jī)系用于各種類型的起重機(jī)械及其它類似設(shè)備的電力驅(qū)動(dòng)，具有較高的過載能力和機(jī)械強(qiáng)度，適用于短時(shí)或斷續(xù)周期性工作制，頻繁起動(dòng)、制動(dòng)、及有顯著的振動(dòng)與沖擊的設(shè)備。 依據(jù)JB/T8797-1998《中小型三輥卷板機(jī)型式與基本參數(shù)》（表3.1&表3.2）,選擇電動(dòng)機(jī)YZR160M1。

56、 表3.1 滾彎?rùn)C(jī)主參數(shù)(mm) 表3.2 對(duì)稱式滾彎?rùn)C(jī)基本參數(shù)(mm) 電動(dòng)機(jī)YZR160M1如圖3.1所示: 圖3.1 YZR160M1 功率P=7.5kw轉(zhuǎn)速n=920r/min 3.2.2減速器 減速器是原動(dòng)機(jī)和工作機(jī)之間的獨(dú)立的閉式傳動(dòng)裝置，用來降低轉(zhuǎn)速和增大轉(zhuǎn)矩，以滿足工作需要，在某些場(chǎng)合也用來增速，稱為增速器。 減速機(jī)利用齒輪的速度轉(zhuǎn)換器將電機(jī)的回轉(zhuǎn)數(shù)減速

57、到所需要的回轉(zhuǎn)數(shù)，它主要是一種動(dòng)力傳達(dá)的機(jī)構(gòu)。在當(dāng)前用于傳遞動(dòng)力與運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)中，減速機(jī)的應(yīng)用非常廣泛，可以說，幾乎在各式機(jī)械的傳動(dòng)系統(tǒng)中都可以見到其蹤影。從大動(dòng)力的傳輸工作到小負(fù)荷、精確的角度傳輸都可以見到減速機(jī)的身影，而且在工業(yè)的應(yīng)用上，減速機(jī)具有減速及增加轉(zhuǎn)矩的功能，因此減速機(jī)廣泛用在速度與扭矩的轉(zhuǎn)換設(shè)備中。減速機(jī)的功用主要有兩個(gè)方面：一是降速同時(shí)提高輸出的扭矩，扭矩的輸出比列按電機(jī)的輸出乘以減速比，但不能超出減速機(jī)的額定扭矩;二是減速同時(shí)降低負(fù)載的慣量，慣量的減少是減速比的平方，一般情況下電機(jī)都有一個(gè)慣量值。 減速器的類別、品種、型式很多，目前已制定為行（國(guó)）標(biāo)的減速器有40余種。減速

58、器的類別是根據(jù)所采用的齒輪齒形、齒廓曲線劃分；減速器的品種是根據(jù)使用的需要而設(shè)計(jì) 的不同結(jié)構(gòu)的減速器；減速器的型式是在基本結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上根據(jù)齒面硬度、傳動(dòng)級(jí)數(shù)、出軸型式、裝配型式、安裝型式、聯(lián)接型式等因素而設(shè)計(jì)的不同特性的減速器。 選用減速器時(shí)應(yīng)根據(jù)工作機(jī)的選用條件，技術(shù)參數(shù)，動(dòng)力機(jī)的性能，經(jīng)濟(jì)性等因素，比較不同類型、品種減速器的外廓尺寸，傳動(dòng)效率，承載能力，質(zhì)量，價(jià)格等，選擇最適合的減速器。 由減速器的傳動(dòng)比i=電動(dòng)機(jī)滿載轉(zhuǎn)速/工作機(jī)轉(zhuǎn)速得:傳動(dòng)比i=50。 為解決滾彎?rùn)C(jī)在使用過程中可能啟動(dòng)換向的問題，因而減速器選擇啟動(dòng)換向的減速器，根據(jù)減速比的要求及配合最終選擇ZQ-350-I-2Z，

59、如圖3.2所示 圖3.2 ZQ-350-I-2Z 3.2.3聯(lián)軸器 聯(lián)軸器屬于機(jī)械通用零部件范疇，用來聯(lián)接不同機(jī)構(gòu)中的兩根軸（主動(dòng)軸和從動(dòng)軸）使之共同旋轉(zhuǎn)以傳遞扭矩的機(jī)械零件。在高速重載的動(dòng)力傳動(dòng)中，有些聯(lián)軸器還有緩沖、減振和提高軸系動(dòng)態(tài)性能的作用。聯(lián)軸器由兩半部分組成，分別與主動(dòng)軸和從動(dòng)軸聯(lián)接。一般動(dòng)力機(jī)大都借助于聯(lián)軸器與工作機(jī)相聯(lián)接，是機(jī)械產(chǎn)品軸系傳動(dòng)最常用的聯(lián)接部件。 聯(lián)軸器種類繁多，按照被聯(lián)接兩軸的相對(duì)位置和位置的變動(dòng)情況，可以分為：①固定式聯(lián)軸器。主要用于兩軸要求嚴(yán)格對(duì)中并在工作中不發(fā)生相對(duì)位移的地方，結(jié)構(gòu)一般較簡(jiǎn)單，容易制造，且兩軸瞬時(shí)轉(zhuǎn)速相同，主要有凸緣聯(lián)軸器、

60、套筒聯(lián)軸器、夾殼聯(lián)軸器等。②可移式聯(lián)軸器。主要用于兩軸有偏斜或在工作中有相對(duì)位移的地方，根據(jù)補(bǔ)償位移的方法又可分為剛性可移式聯(lián)軸器和彈性可移式聯(lián)軸器。剛性可移式聯(lián)軸器利用聯(lián)軸器工作零件間構(gòu)成的動(dòng)聯(lián)接具有某一方向或幾個(gè)方向的活動(dòng)度來補(bǔ)償，如牙嵌聯(lián)軸器（允許軸向位移）、十字溝槽聯(lián)軸器（用來聯(lián)接平行位移或角位移很小的兩根軸）、萬向聯(lián)軸器（用于兩軸有較大偏斜角或在工作中有較大角位移的地方）、齒輪聯(lián)軸器（允許綜合位移）、鏈條聯(lián)軸器（允許有徑向位移）等，彈性可移式聯(lián)軸器（簡(jiǎn)稱彈性聯(lián)軸器）利用彈性元件的彈性變形來補(bǔ)償兩軸的偏斜和位移，同時(shí)彈性元件也具有緩沖和減振性能，如蛇形彈簧聯(lián)軸器、徑向多層板簧聯(lián)軸器、彈

61、性圈栓銷聯(lián)軸器、尼龍栓銷聯(lián)軸器、橡膠套筒聯(lián)軸器等。聯(lián)軸器有些已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化。 聯(lián)軸器選擇原則： 轉(zhuǎn)矩T：T↑，選剛性聯(lián)軸器、無彈性元件或有金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器；T沖擊振動(dòng)，選有彈性元件的撓性聯(lián)軸器； 轉(zhuǎn)速n：n↑，非金屬?gòu)椥栽膿闲月?lián)軸器； 對(duì)中性：對(duì)中性好選剛性聯(lián)軸器，需補(bǔ)償時(shí)選撓性聯(lián)軸器； 裝拆：考慮裝拆方便，選可直接徑向移動(dòng)的聯(lián)軸器； 環(huán)境：若在高溫下工作，不可選有非金屬元件的聯(lián)軸器； 成本：同等條件下，盡量選擇價(jià)格低，維護(hù)簡(jiǎn)單的聯(lián)軸器。 由于動(dòng)力機(jī)的驅(qū)動(dòng)轉(zhuǎn)矩及工作機(jī)的負(fù)載載矩不穩(wěn)定，以及由傳動(dòng)零件制造誤差引起的沖擊和零件不平衡離心慣性力引起的動(dòng)載荷，使得傳動(dòng)軸系在變載荷（周期性變

62、載荷及非周期性沖擊載荷）下動(dòng)行產(chǎn)生機(jī)械振動(dòng)，這將影響機(jī)械的使用壽命和性能，破壞儀器、儀表的正常工作條件，并對(duì)軸系零件造成附加動(dòng)應(yīng)力，當(dāng)總應(yīng)力或交變應(yīng)力分別超過允許限制時(shí)，會(huì)使零件產(chǎn)生破壞或疲勞破壞。。必要時(shí)采用減振緩沖措施，其基本原理是合理的匹配系統(tǒng)的質(zhì)量、剛度、阻尼及干擾力的大小和頻率，使傳動(dòng)裝置不在共振區(qū)的轉(zhuǎn)速范圍內(nèi)運(yùn)轉(zhuǎn)，或在運(yùn)轉(zhuǎn)速度內(nèi)范圍不出現(xiàn)強(qiáng)烈的共振現(xiàn)象。另一個(gè)行之有效的方法是在軸系中采用高柔度的彈性聯(lián)軸器，簡(jiǎn)稱高彈（性）聯(lián)軸器，以降低軸系的固有頻率，并利用其阻尼特性減小扭振振幅。 由工作條件和受力情況，選擇彈性圓柱銷聯(lián)軸器B3 Y48x110 Z39.5x110（如下圖所示）彈

63、性柱銷聯(lián)軸器是利用若干非金屬?gòu)椥圆牧现瞥傻闹N，置于兩半聯(lián)軸器凸緣孔中，通過柱銷實(shí)現(xiàn)兩半聯(lián)軸器聯(lián)接，該聯(lián)軸器結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，容易制造，裝拆更換彈性元件比較方便，不用移動(dòng)兩聯(lián)軸器。彈性柱銷聯(lián)軸器軸中的柱銷在工作時(shí)處于剪切和擠壓狀態(tài)，其強(qiáng)度條件就是計(jì)算彈性柱銷橫截面上的剪切強(qiáng)度和柱銷與銷孔壁的擠壓強(qiáng)度。 彈性柱銷聯(lián)軸器（GB5014-85)適合于各種同軸線的傳動(dòng)系統(tǒng)，利用尼龍棒橫斷面剪切強(qiáng)度傳遞轉(zhuǎn)矩，公稱轉(zhuǎn)矩160-160000N.M，工作溫度為-20℃-80℃。結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，具有緩沖減震性能和一定的軸偏移補(bǔ)償能力，適合在不控制噪音的環(huán)境的場(chǎng)合使用。許用補(bǔ)償量徑向0.15-0.25mm 角向0.5。

64、 圖3.3 Z39.5x110 軸孔直徑39.5mm，軸孔長(zhǎng)度110mm 圖3.4 Y48x110 軸孔直徑48mm，軸孔長(zhǎng)度110mm 3.2.4輥?zhàn)? 1上輥 上輥為被動(dòng)輥，作用是提供一定的向下力，與下輥一起夾緊所卷鋼板，使下輥與被卷鋼板間產(chǎn)生足夠的摩擦力，在下輥旋轉(zhuǎn)時(shí)能夠帶動(dòng)鋼板運(yùn)動(dòng)。通過絲杠調(diào)節(jié)可調(diào)軸承，從而帶動(dòng)上輥用以形成卷筒所需的曲率，使板料達(dá)到所需的厚度和直徑。 圖3.5 上輥結(jié)構(gòu)示意圖 2下輥 下輥為滾彎?rùn)C(jī)工作時(shí)的動(dòng)力執(zhí)行設(shè)備，需要進(jìn)行熱處理工藝。因?yàn)槠涔潭ǚ绞讲捎没瑒?dòng)軸承，所以在軸上

65、開通潤(rùn)滑油的孔，并配有裝油杯所用的螺紋，下圖為結(jié)構(gòu)示意圖 圖3.6下輥結(jié)構(gòu)示意圖 3.2.5調(diào)節(jié)絲杠 按照國(guó)標(biāo)GB/T17587.3-1998及應(yīng)用實(shí)例，絲杠是用來將旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為直線運(yùn)動(dòng)；或?qū)⒅本€運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)化為旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)的執(zhí)行元件，并具有傳動(dòng)效率高，定位準(zhǔn)確等特點(diǎn)； 當(dāng)絲杠作為主動(dòng)體時(shí)，螺母就會(huì)隨絲杠的轉(zhuǎn)動(dòng)角度按照對(duì)應(yīng)規(guī)格的導(dǎo)程轉(zhuǎn)化成直線運(yùn)動(dòng)，被動(dòng)工件可以通過螺母座和螺母連接，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)應(yīng)的直線運(yùn)動(dòng)。 調(diào)節(jié)絲杠是滾彎?rùn)C(jī)的重要結(jié)構(gòu)部件，有其帶動(dòng)滑動(dòng)軸承座工作，從而實(shí)現(xiàn)上下輥的位置來加工所需板材的曲率。本次設(shè)計(jì)的滾彎?rùn)C(jī)配有兩根

66、調(diào)節(jié)絲杠，對(duì)稱布置，有手輪對(duì)其進(jìn)行人工操作。滾彎?rùn)C(jī)工作時(shí)，只需根據(jù)需要求的尺寸，人工搖動(dòng)手輪使絲杠旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)上輥進(jìn)行上下自由移動(dòng)。同時(shí)絲杠有自鎖功能。如圖： 圖3.7 調(diào)節(jié)絲杠 3.2.6齒輪 根據(jù)設(shè)計(jì)要求，齒輪為最后的驅(qū)動(dòng)件，傳動(dòng)比i=1.5。選用直齒圓柱齒輪傳動(dòng)。 （1）材料：高速級(jí)小齒輪選用45鋼調(diào)質(zhì)，齒面硬度為217-255HBS。高速級(jí)大齒輪選用45鋼，齒面硬度為217-255HBS。 ①滾彎?rùn)C(jī)為一般工作機(jī)器，速度不高，故選用8級(jí)精度（GB10095-88） ②小齒輪齒數(shù)=20,大齒輪齒數(shù)=1.5ｘ20=30 （2） 按齒面接觸強(qiáng)度設(shè)計(jì)：8級(jí)精度制造，載荷系數(shù)，取齒寬系數(shù)1 ①計(jì)算傳遞轉(zhuǎn)矩 =95.5x100000P/n=95.5ｘ100000ｘ7.5/920=77853Nmm ②齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim1=600MPa ③齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限lim2=550MPa ④計(jì)算接觸疲勞許用應(yīng)力，查設(shè)計(jì)手冊(cè)取接觸疲勞壽命系數(shù), 取失效概率為1%，安全系