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电动弯管机:设计.doc

电动弯管机:设计

Lambert隆军
2017-09-02 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《电动弯管机:设计doc》,可适用于高等教育领域

电动弯管机:设计电动弯管机:设计设计任务书:电动弯管机一绪论弯管机的地位现今工业很多种机器设备都有钢管、导管配件用以输油、输气、输液等数量众多。且加工的零件要求不高简易手动、电动的弯管机很实用。采用手动加紧机械弯曲的弯管机结构简单控制元件少占地面积小设备成本较低并且操作简单。公司现状与设计目的公司现状:本公司生产的各种试验设备都有弯管配件管材规格在φmmφmm之间φmm以下的弯管采用简易工装手工弯曲φmm以上的弯管配件外协制做。设计目的:为解决φmm以上的弯管配件自制现设计一台电动弯管机按管材规格φ×、材质#钢、弯曲半径mm进行设计。弯管机的原理与步骤弯管机的原理:管材绕弯是最常用的弯管方法而绕弯使用的设备是弯管机。弯管机是弯管加工的主要设备。弯管机的步骤:管材直线段前端定位并加紧。弯管保压。反转使磨具复位。松开夹紧块取出弯管、检测。调整定位尺寸与弯管角度。重复步骤。弯管机的组成:电动弯管机由机架、电机、带轮、减速机构、弯管模具、挡料机构、指示牌装置、电器控制机构等组成。二电动弯管机的设计工艺分析弯管工件采用无缝钢管φ×材质最小弯管半径R,φ=×mm=mm取弯管半径R=mm符合加工工艺性弯管件要求不能有裂纹不能有过大的外凸与皱纹。预计方案必须有过载保护所以第一级采用V带传动因为总减速比较大约i=固采用二级蜗轮蜗杆减速机(二级减速传动比i)又因为蜗轮蜗杆减速机的输出轴向上所以采用WPEO型二级蜗轮蜗杆减速机工件弯管时采用加紧装置操作方便因工件弯曲有弯管和卸料工序用电机正反转来控制为使弯管精确度更高增加指示装置。计算弯曲力矩弯曲旋转装置绕旋转中心O转动其转动角位移θ、角速度ω和转动力矩M是主要控制对象挡料装置将工件压紧到弯曲模具中弯管模具随着弯管一起转动将管件弯曲成形弯曲轴的转速、转角以及转矩的控制通过电机来实现。管材弯曲力矩的计算方法管材弯曲力矩的计算是确定弯管机机械结构的基础通过弯曲力矩才能确定弯管机所需的驱动力矩、电机的功率、主传动机构各部件的结构尺寸、夹紧力大小等一系列参数。根据经验公式求弯曲力矩:M(kk)Wσs()RsDtRπ(Dd),Rs,W其中kDtDD具体参数:管材直径D=mm管壁厚度t=mm管材内径d=mm管材弯曲中经R=mm材料屈服极限σs=MPa材料相对强度系数K=mm(查表的)把以上参数代入以上经验公式公式得弯曲力矩为:M=Nm。电机的选取初选:()根据资料查取初步规定弯管机的弯曲速度为rmin。()传动形式为:电机带轮传动二级减速器传动滚子轴承传动工作台弯管模具经计算弯管工作功率为P工=M*ω=*rmin*π=KWP所以电机功率:P工KWηηη**其中:V带传动效率η=减速器传动效率η=滚子轴承传动效率η=由于弯管机可能弯多种型式的型钢固选用较大功率的电机以使弯管机的弯曲范围更大又由于弯管机需要有制动功能固选用有制动功能的电机因为选用二级蜗轮蜗杆减速机减速所以初步规定电机转速在rmin。经查JBT《YEP系列(IP)旁磁制动三相异步电动机技术条件》选用的电机型号为:YEPL其基本性能如下表电机的主要尺寸如图:传动比的计算、传动装置的运动与参数传动比由电机转速N=rmin弯管模具的转速为N=Ni==rmin所以总传动比I总=NN==取V带传动的传动比i=二级蜗轮蜗杆减速机的传动比i=经过计算弯管磨具的转速应为:N各轴的转速、功率和转矩各轴由高速到低速依次定为轴、轴……两轴间的传动比依次定为i、i……传动效率依次定为η、η……各轴的输入功率依次定为P、P……输入转矩依次定为T、T……各轴的转速依次定为N、N……各轴的转速:电机轴转速=主动带轮转速=从动带轮转速=减速器小轴端转速=N=rmin减速机大轴端转速=弯管模具转速=N各轴的功率:电机输出功率:P=KW减速器输入功率:P=P*η=×=KW减速器输出功率:P=P*η=×=KW工作台输入功率:P=P*η=×=KW各轴的转矩:电机输出转矩:TNrmini*i*NrminiP*NmN减速器输入转矩:TT*i*η**Nm减速器输出转矩:TT*i*η**Nm工作台输入转矩:TT*η*Nm因为:工作台输入转矩T=Nm,管材弯管力矩M=Nm所以以上选择方案成立。安全系数==V带与带轮的选择由电机转速rmin与电机功率kw,查表确定采用普通A型V带作为传动带。因为A型带的小带轮直径需要,mm固选取小带轮直径为d=mm。πdn**msV带速度验算:v**因为ms,v=ms,ms所以此带轮合格。因为带轮传动比i=所以从动轮直径=主动轮直径查表初选V带长度:L=mm两带轮中心距:经计算得中心距a=mm主动轮包角θ=,所以选取的V带长度:L=mm合格V带的根数:zP根,选取z=根。(P()**带P带)KαKL查表的:P带=kwP带=kwKα=KL=二级蜗轮蜗杆减速器的计算与选择(参考资料:佛山市南海珠江减速机有限公司:强珠减速)选取减速器的作用轴在蜗轮的顶部所以选用WPEO型二级蜗轮蜗杆减速器。又因为:蜗轮大轴端输出转矩:T=Nm蜗轮小轴端输入功率:P=kw蜗轮小轴端转速:N=rmin蜗轮蜗杆减速比:i=查蜗轮蜗杆减速器样本选用二级蜗轮蜗杆减速器的型号为:WPEOA见附图。弯管轴的计算、设计与校核初步设计轴径:选取轴的材料为#钢调质处理根据公式dA其中A由轴的许用切应力所确定的系数其值取A=现在取P为轴所传递的功率取P=KW(即工作台输入功率P=KW,弯管工作实际功率为P工=KW)n为轴的转速取rmin则弯管轴dmm轴身有键槽加粗所以弯管轴径d取mm确定轴的极限长度:根据公式d推出以下公式:πG,φ,dl,T***π*mm**轴承的选取与校核轴承的选取:弯管机工作台需要平稳轴承同时受径向力和轴向力的作用轴承受轴向力不大转速较低固选用圆锥滚子轴承因弯管轴最细部分为φmm所以选取轴承型号为:轴承的校核:已知轴承转速rmin工作温度为常温(取fr=)载荷平稳(取fF=)寿命设置为年(天年时天)即Lh=××=小时查手册滚子轴承取ε=径向额定动载荷C=KNfTεKN轴承可承受的最大载荷为:FC()***)fFnLh**轴承可承受的最大扭矩为:M=KN×m=Nm,工作台输入转矩Nm所以圆锥滚子轴承选择合格弯管模具的设计根据以上计算结果确定弯管模具内孔为φmm外径为φmm。增加手动机械加紧装置此加紧装置可旋转便于装卸配件操作方便初步设定厚度尺寸为mm见附图键的校核弯管模具轴键:因为弯管轴径φmm所以平键为×工作台输入转矩Nm,平键长度LC=键槽长度==mm查表键的许用挤压应力,σP,=所以:键链接的挤压强度σPT*MPa,,σP,dhLC**Nmm同理可以校核减速机输出端轴键与减速机输入端轴键均符合要求证明略。挡料压紧装置的设计:采用手轮旋转机械进给的传动方式轴承选用圆柱滚子轴承:UNE,见附图。指示装置的设计:弯管角度:使弯管角度在之间采用指针调整并显示角度。见附图。定位尺寸:采用工作台安装钢板尺的方法保证定位尺寸。弯管垂直度:采用现场参考物对齐的方法(类似于铅锤吊线)保证弯管垂直度。电器配件的选择接近开关的选择:经过与电气工程师协商确定:接近开关型号:LRBNDNC生产厂家:上海兰宝传感科技股份有限公司行程开关的选择:经查阅资料确定行程开关的型号为:LXKSB。见附图。空气开关一件继电器一件按钮四件电线注:每增加一种规格增加费用元。加工范围建议:

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