xxjd-u型冷弯成型机轧辊部分的设计毕业设计(编辑修改稿)

xxjd-u型冷弯成型机轧辊部分的设计毕业设计(编辑修改稿)内容摘要：

尺寸、轧制角度的确定 ； 通常，我们根据成型产品的形状尺寸、生产批量等根据经验及公式要求确定辊的尺寸，角度。 在满足使用要求及生产效率的前提下，尽量使结构简单、经济合理、安全可靠、维修方便、提高三化程度（标准化、系列化、通用化）。 传动方案 及 的设计：传动方案的确定，零件的尺寸设计及校核 ； 利用学过的知识综合考虑，通过对比的方法确定出最合理、 简 单、 经济的方案 ，各传动零件的材料、尺寸的确定及强度校核。 6 第 2 章 总体方案设计 驱动方案的设计 机械传动系统拟定的一般原则 1．采用尽可能简短的运动链 [2] 采用简短的运动链，有利于降低机械的重量和制造成本，也有利于提高机械传动效率和减小积累误差。 为了使运动链见你短，在机械的几个运动链之间没有严格的速比要求的情况下，可以考虑每一个运动一个原动机来驱动，并注意原动机类型和运动参数的选择，以简化传动链。 2．优先选用基本结构 由于基本结构简单，设计方便，技术成熟，故在满足功能要求的 条件下，应优先选用基本机构。 若基本机构不能满足或者不能很好的满足机械的运动或动力要求时，可以适当地对其进行变异或组合。 3．应使机械油较高的机械效率 ；机械的效率取决于组成机械的各个机构的效率。 一次，当机械中包含有机械效率较低的机构时，就会使机械的总效率降低。 但要注意，机械中各运动链所传递的功率往往相差很大，在设计时应着重考虑使传递效率最大的主运动链具有较高的机械效率，而对于传动效率很小的辅助运动链，其机械效率的高低则可以妨碍次要地位，而着眼于其它方面的要求（如简化机构，减小外廓尺寸等）。 4．合理分配传动比 运动链的传动比应合理分配给各级传动机构，具体分配方法应注意 两点： 1）每一级的传动应在常用的范围之内选取。 如一级传动比过大，对机构的性能和尺寸都是不利的。 例如当齿轮传动的传动比大于 8 至 10 时，一般应设计成两级传动。 2）当传动链为减速传动时，必须十分注意机械的安全运转问题，防止发生损坏机械或伤害人身的可能性。 例如起重机械的起吊部分，必须防止荷重的作用下自动倒转，为此在传动链中应设置具有自锁能力的机构或者 7 装设制动器。 又如，为防止机械因超载而损坏，可采用具有超载打滑现象的摩擦传动或装置安全联轴器等。 拟定的驱动方案 成型道次数的确定：形状因子 1=Fnt （ 其中 F 是左右立边长度之和， n 为弯曲角度数， t 为板厚。 ）根据图 21 可知成型道次数确定为 N=6。 图 21 对称断面的形状因子与成型道次 拟定的驱动方案 ① 链驱动： 若用一条链驱动所有上下轴，轴的调节量就很小，速度会受到限制，改变链的驱动会有比较大的上轴垂直调节能力。 链驱动是成本较低的方案，通常不用于高质量轧机。 ② 齿轮驱动：可以用圆柱或圆锥齿轮组驱动轴，这种齿轮布置的问题是上轴调节能力。 少量移动 上轴，就会使齿轮减少接触高度。 这种啮合会引起传动不平稳，容易使齿发生损坏。 ③ 混合驱动：混合驱动是为了减小成本，一些公司偶尔采用的链传动或齿轮传动的组合或者某些上轴不驱动的驱动方式。 ④ 不驱动上轴：如果上轴都驱动，大的圆周速度差会产生问题。 于是，一些制造的成型机的上轴不再设置驱动。 然而，下轴驱动轧辊，板料间的摩擦力仅为双轴驱动摩擦力的一半。 因此，在头几道次中经常会出现问题， 8 主要是： a、板料不能拉入轧机； b、在产品成型时产生大的速度波动； c、不 能推入产品进入矫直头、弯曲机组或其它设备。 因此，除驱动第一第二和最后一两个上轴，经常不驱动上轴，这样便于按需要装置齿轮。 通常，中间道次上设置上轴驱动，这需要轧机设计者提出，偶尔由安装技术员更正。 确定最终驱动方案 通过对以上内容的了解和分析结合我在实习工厂所观察的冷弯成型机，和实际设计的了冷弯机的质量不高，经过和老师的多次探讨和修改最终我确定了冷弯成型机的整体传动方案：驱动下轴不驱动上轴的方案，利用锥齿轮进行传动。 方案如下图 22 1 是电动机， 2 是链及链轮， 3 是输入轴， 4 是锥齿轮， 5 是传动轴 图 22 传动方案 9 确定各传动机构的传动效率 参阅参考文献并结合本人所设计的冷弯成型机的整体传动方案和各传动机构自身的特点确定各机构的传动效率 [3]如下： 锥齿轮的传动效率是： =锥 齿 链的传动效率是： 链 滚动轴承的传动效率是： 滚 洛阳理工学院毕业设计（论文） 10 第 3 章 电动机的选择 选择电动机的类型及结构形式 电动机是 一种旋转式机器 ,它将电能转变 为机械能 ,它主要包括一个用以产生磁场的电磁铁绕组或分布的定子绕组和一个旋转电枢或转子 ,其导线中有电流通过并受磁场的作用而使转动 ,这些机器中有些类型可作电动机用 ,也可作发电机用。 电动机是把电能转换成机械能的设备，它是利用通电线圈在磁场中受力转动的现象制成，分布于各个用户处，电动机按使用电源不同分为直流电动机和交流电动机，电力系统中的电动机大部分是交流电机，可以是同步电机或者是异步电机（电机定子磁场转速与转子旋转转速不保持同步速）。 电动机主要由 定子 与 转子 组成。 通电导线在磁场中受力运动的方向跟电流 方向和 磁感线 （ 磁场方向）方向有关。 电动机工作原理是磁场对电流受 力的作用 ，使电动机转动。 它是将电能转变为机械能的一种机器。 通常电动机的做功部分作旋转运动，这种电动机称为转子电动机；也有作直线运动的，称为直线电动机。 电动机能提供的功率范围很大，从毫瓦级到千瓦级。 电动机的使用和控制非常方便，具有自起动 、加速、制动、反转等能力，能满足各种运行要求；电动机的工作效率较高，又没有烟尘、气味，不污染环境，噪声也较小。 由于它的一系列优点，所以在工农业生产、交通运输、国防、商业及家用电器、医疗电器设备等各方面广泛应用。 各种电动机中应 用最广的是 交流异步电动机 （又称感应电动机 ）。 它使用方便 、运行可靠 、价格低廉 、结构牢固，但功率因子较低，调速也较困难。 大容量低转速的动力机常用 同步电动机 （见同步电机）。 同步电动机不但功率因子高，而且其转速与负载大小无关，只决定于电网频率。 工作较稳定。 在要求宽范围调速的场合多用直流电动机。 但它有换向器，结构复杂，价格昂贵，维护困难，不适于恶劣环境。 20 世纪 70 年代以后，随着电力电子技术的发展，交流电动机的调速技术渐趋成熟，设备价格日洛阳理工学院毕业设计（论文） 11 益降低，已开始得到应用。 电动机在规定工作制式（连续式、短时运行制、断续 周期运行制）下所能承担而不至引起电机过热的最大输出机械功率称为它的额定功率，使用时需注意铭牌上的规定。 电动机运行时需注意使其负载的特性与电机的特性相匹配，避免出现飞车或停转。 电动机的调速方法很多，能适应不同生产机械速度变化的要求。 一般电动机调速时其输出功率会随转速而变化。 从能量消耗的角度看，调速大致可分两种 ： ① 保持输入功率不变。 通过改变调速装置的能量消耗，调节输出功率以调节电动机的转速。 ② 控制电动机输入功率以调节电动机的转速。 电动机功率的选择 根据本人设计的冷弯成型机的使用要求，最大轧制 力是 15 吨，轧制速度是 米每秒，可求出轧机主体部分的 wp =15=3 kw 因为依照整体传动方案可计算出 ： wp = 870P η η η链 锥 齿 滚 则 0P = 87wP/η η η链 锥 齿滚 = 783 / 0 .9 6 0 .9 9 0 .9 0（ ） = kw 本机选用 Y 系列小型三相异步电动机 Y160L8,其主要技术参数为：功率 ,满载转速 720r/min,最大转矩 mN ,最小转矩 ，效率（ %）86。 确定各轴的功率 0P=P η链电 机 滚‘ 0PP  10P =Pη η锥 齿 滚 21P =Pη η锥 齿 滚 32P =Pη η锥 齿 滚 43P =Pη η锥 齿 滚 54P =Pη η锥 齿 滚 65P =Pη η锥 齿 滚 洛阳理工学院毕业设计（论文） 12 带入数值得： 0P = kw 39。 P= kw 1P= kw 2P = kw 3P= kw 4P = kw 5P= kw  (注： 0p 为通过链与电机连接的轴， 1p ， 2p ， 3p ， 4p ， 5p ， 6p 为轧辊下轴 ) 确定各轴转速 设与电机连接的链轮的传动比为 0i =6，功率为 0P 的轴上的链轮与第一道轧辊下轴的传动比为 1i=3 ，第一道轧辊下轴与第二道轧辊下轴的传动比 2i=1 ，第二道轧辊下轴与第三道轧辊下轴传动比是 3i=1 ，第三与道轧辊下轴第四道轧辊下轴传动比为 4i=1 ，第四道轧辊下轴与第五道轧辊下轴传动比为 5i=1 ，第六道轧辊下轴与第五道下轴传动比为 6i=1。 所以：功率为 0P 的轴的转速 39。 0n = 0n /0i =720/6=120r/min,第一道轧辊下轴的转速 1n = 39。 0n /1i =120/3=40,第二道上下轴的转速为 21n=n =40r/min,第三道上下轴的转速为 3n =40r/min,第四道下轴的转速为 4n =40r/min,第五道轧辊的下轴的转速为 5n =40r/min,第六道轧辊的转速为 6n =40r/min。 确定传递的转矩 39。 0 0 0T = 9 5 5 0 P / n = 9 5 5 0 7 .2 8 / 1 2 0 = mN  40/ 50/P95 50T 39。 39。 n‘ 1719 mN  1 1 1T = 9 5 5 0 P /n = 9 5 5 0 6 .8 5 /40 = mN 2 2 2T = 9550 P / n = 9550  mN  3 3 3T =9550 P / n =9550  mN  4 4 4T = 9550 P / n = 9550  mN  5 5 5T =9550 P / n =9550  mN  6 6 6T =9550 P / n =9550  mN  洛阳理工学院毕业设计（论文） 13 第 4 章 轧辊的设计 材料的选择 轧辊是高频焊管和冷弯型钢生产的主要工具，其质量直接影响到产品的质量、产量和成本。 良好的轧辊材料体现在两个方面： ，保证其合理性。 、高硬度、高耐磨性和韧性，保证其有较长的寿命。 依据带钢变形规律，我们选用边缘弯曲成型法、双半径弯曲组合成型法、 W 反弯弯曲成型法、排辊直缘成型方式。 在孔型设计方面，使用计算机进行辅助设计和辊轧变形的模拟分析，优化轧辊设计。 成型辊和定径辊一般采用 GCrl5SiMn、 Crl2MoV 等冷作模具钢材料，挤压辊除了具有成型辊的硬度、韧性要求外，还因具有较好的红硬性和热疲劳性，所以采用 5Cr4M02W2VSi、 4Cr3M03W4vTiNb、 SKD61(JIS— G4404)等热作模具钢材料。 所有材料经锻造、球化退火、粗车、半精车、淬火和低温回火、磨端面和内孔、孔型弧精加工、研磨抛光制成成品，硬度可达HRC61～ 63。 由于冷弯成型生产效率高，材料可能占 65%95%的制造成本。 为了以合理的价格加工出合格的产品，选择合格的产品是非常重要的，设计人员选择材料时必须考虑以下因素 :机械、性能、外观、价 格、可制造性、材料获得、设备及轧辊的生产能力、表面敏感性、耐热性、耐腐蚀性、耐磨性、产品的重量、市场接受能力、导电性等其它特性。 本设计基于以上条件的要求，结合实际情况。 确定本次设计的轧辊部分的材料选为经过调质处理的 Crl2MoV。 轧辊弯曲角度的分配 已知成型道次数 N=6,最终弯曲角度 00θ=90 ， 且 断面为对称断面，由公式 [4] 洛阳理工学院毕业设计（论文） 14 32i0c o s θ = 1 + ( 1 c o s θ ) [ 2 ( i / N ) 3 ( i / N ) ]可求得每道次的弯曲角度。 代入参数后得： iθ = 0 0 0 0 0 02 2 . 2 4 2 . 2 6 0 7 5 8 5 . 8 9 0     （注： i=1,2,3,4,5,6。 ） 则 U 型断面的成型工序图： 图 41 成型工序图 轧辊宽度和直径 采用 定半 径成 型 方法 , 每道 次以 最终 半 径进 行弯 曲。 采 用公 式=2 R + 0 .5 ) / 3 6 0iit  （ 进行计算弯角部分的尺寸 [5]。 已成型板料断面的分割及各部分的尺寸，如图 42 图 42 成型板料尺寸 洛阳理工学院毕业设计（论文） 15 ① =306=24mm ③ =206=14 ② = i2π R+)θ /360（ =2 (6+。