鋼筋切斷機設計帶CAD圖
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1 引言
1.1 概述
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。
國內外切斷機的對比: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。
4)國內切斷機每分鐘切斷次數(shù)少.國內一般為28~31次,國外要高出15~20次,最高高出30次,工作效率較高。
5)國外機型一般采用半開式結構,齒輪、軸承用油脂潤滑,曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉體處用手工加稀油潤滑.國內機型結構有全開、全閉、半開半閉3種,潤滑方式有集中稀油潤滑和飛濺潤滑2種。
6)國內切斷機外觀質量、整機性能不盡人意;國外廠家一般都是規(guī)模生產,在技術設備上舍得投入,自動化生產水平較高,形成一套完整的質量保證加工體系。尤其對外觀質量更是精益求精,外罩一次性沖壓成型,油漆經烤漆噴涂處理,色澤搭配科學合理,外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角,整機光潔美觀。而國內一些一些廠家雖然生產歷史較長,但沒有一家形成規(guī)模,加之設備老化,加工過程拼體力、經驗,生產工藝幾十年一貫制,所以外觀質量粗糙、觀感較差。
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。
1.2 題目的選取
本次畢業(yè)設計的任務是臥式鋼筋切斷機的設計。要求切斷鋼筋的最大直徑14mm,切斷速度為15次/分。
在設計中通過計算和考慮實際情況選則合適的結構及參數(shù),從而達到設計要求,同時盡可能的降低成本,這也是一個綜合運用所學專業(yè)知識的過程。。畢業(yè)設計是對四年大學所學知識的一個總結,也是走上工作崗位前的一次模擬訓練。
1.3 鋼筋切斷機的工作原理
工作原理:采用電動機經一級三角帶傳動和二級齒輪傳動減速后,帶動曲軸旋轉,曲軸推動連桿使滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。
2 電機選擇
傳動方案簡述:選擇三級減速,先是一級帶減速,再兩級齒輪減速。首先采用一級帶傳動,因為它具有緩沖、吸振、運行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護等優(yōu)點,并安裝張緊輪。然后采用兩級齒輪減速,因為齒輪傳動可用來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力,并具有功率范圍大,傳動效率高,傳動比準確,使用壽命長,工作安全可靠等特點。動力由電動機輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機構。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉運動,而鋼筋切斷機的執(zhí)行機構需要的直線往復運動,為了實現(xiàn)這種轉換,可以采用曲柄滑塊機構,盤行凸輪移動滾子從動件機構,齒輪齒條機構??紤]現(xiàn)實條件我決定采用曲柄滑塊機構作為本機械的執(zhí)行機構?。
2.1切斷鋼筋需用力計算
為了保證鋼筋的剪斷,剪應力應超過材料的許應剪應力。即切斷鋼筋的條件為:
查資料可知鋼筋的許用剪應力為:MPa,取最大值142MPa。由于本切斷機切斷的最大剛筋粗度為:mm。
則本機器的最小切斷力為:
取切斷機的Q=22000N。
2.2 功率計算
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:W
查表可知在傳動過程中,帶傳動的效率為η= 0.94~0.97; 二級齒輪減速器的效率為η= 0.96~0.99; 滾動軸承的傳動效率為η= 0.94~0.98; 連桿傳動的效率為η= 0.81~0.88;滑動軸承的效率為
由以上可知總的傳動效率為:
η= 0.94×0.96×0.98×0.81=0.72
由此可知所選電機功率最小應為 kw
查手冊并根據電機的工作環(huán)境和性質選取電機為:Y系列封閉式三相異步電動機,代號為Y112M-6,輸出功率為2.2kw,輸出速度為960 r/min。
3. 傳動結構設計
3.1 基本傳動數(shù)據計算
3.1.1 分配傳動比
電動機型號為Y,滿載轉速為960 r/min。
a) 總傳動比
b) 分配傳動裝置的傳動比
上式中i0、i1分別為帶傳動與減速器(兩級齒輪減速)的傳動比,為使V帶傳動的外廓尺寸不致過大,同時使減速器的傳動比圓整以便更方便的獲得圓整地齒數(shù)。初步取i0 =2,則減速器的傳動比為
c) 分配減速器的各級傳動比
按展開式布置,查閱有關標準,取 i11=6.4,則i22=5。(注以下有i1代替i11,i2代替i22)
3.1.2 計算機構各軸的運動及動力參數(shù)
a) 各軸的轉速ⅠⅡⅢ
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
b) 各軸的輸入功率
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
c) 各軸的輸入轉矩
電動機輸出轉矩
Ⅰ 軸
Ⅱ 軸
Ⅲ 軸
3.2 帶傳動設計
3.2.1 由設計可知:V帶傳動的功率為2.2kw,小帶輪的轉速為960r/min,大帶輪的轉速為480r/min。
查表可知 工況系數(shù)取 KA=1.5 ,Pc=1.5×2.2=3.3kw。根據以上數(shù)值及小帶輪的轉速查相應得圖表選取A型V帶。
3.2.2 帶輪基準直徑:查閱相關手冊選取小帶輪基準直徑為d1=100mm,則大帶輪基準直徑為d2=2×100=200mm
3.2.3 帶速的確定:
3.2.4 中心矩、帶長及包角的確定。由式
0.7(d1+d2)
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