GW-40型钢筋弯曲机设计方案

.专业.专注.GW-40型钢筋弯曲机设计方案第一章绪论1.1概论钢筋弯曲机，钢筋加工机械之一。工作机构是一个在垂直轴上旋转的水平工作圆盘，把钢筋置于图中虚线位置，支承销轴固定在机床上，中心销轴和压弯销轴装在工作圆盘上，圆盘回转时便将钢筋弯曲。为了弯曲各种直径的钢筋，在工作盘上有几个孔，用以插压弯销轴，也可相应地更换不同直径的中心销轴。钢筋弯曲机属于一种对钢筋弯曲机结构的改进。本实用新型包括减速机、大齿轮、小齿轮、弯曲盘面，其特征在于结构中：双级制动电机与减速机直联作一级减速；小齿轮与大齿轮啮合作二级减速；大齿轮始终带动弯曲盘面旋转；弯曲盘面上设置有中心轴孔和若干弯曲轴孔；工作台面的定位方杠上分别设置有若干定位轴孔。由于双级制动电机与减速机直联作一级减速，输入、输出转数比准确，弯曲速度稳定、准确，且可利用电气自动控制变换速度，制动器可保证弯曲角度。利用电机的正反转，对钢筋进行双向弯曲。中心轴可替换，便于维修。可以采用智能化控制。国外品牌都是贴牌生产很少是全套进口据调查所知很多国外打牌都是国内生产商生产。1.2钢筋弯曲机产品结构1.2.1钢筋弯曲机的类型1、按传动方式分机械式钢筋弯曲机、液压式钢筋弯曲机；2、按工作原理分为蜗轮蜗杆式钢筋弯曲机、齿轮式钢筋弯曲机；3、按结构型式分台式钢筋弯曲机、手持式钢筋弯曲机。1.2.2钢筋弯曲机的构造各厂家的钢筋弯曲机的构造基本相同。钢筋弯曲机的传动方案有以下两种：“带-两级齿轮-蜗轮蜗杆传动”和“带-三级齿轮传动”。《钢筋弯曲机传动方案的比较与选择》证明了采用蜗轮蜗杆传动的钢筋弯曲机，其传动效率不如齿轮传动的弯曲机。也就是说，在同样的驱动电动机功率条件下，齿轮传动的弯曲机弯曲同直径的钢筋显得更轻松。但蜗轮蜗杆传动的自锁特性，使工作中弯曲的定位精度会更高些。目前，以“带-两级齿轮-蜗轮蜗杆传动”方案的弯曲机的产生、应用较为普遍，市场占有率高。在这2中传动方案的钢筋弯曲机中，工作面板以上的部分相同。图1为应用最多的“带.专业.专注.-两级轮齿-蜗轮蜗杆传动”的弯曲机的结构。1.3钢筋弯曲机产品质量差异目前，机械传动类钢筋弯曲机的结构与生产工艺已经非常成熟。各个厂家产品的质量差异主要体现在以下几点：1、各个厂家的机箱的造型及用料有较大的差异。用料太少的钢筋弯曲机，设备的整体刚性太差，外形也缺乏美感。2、仅有少量厂家注重工作圆盘及其他附件的表面质量，将工作圆盘及其他附件进行了镀层处理，将各插控采用橡胶套堵封。3、有些钢筋弯曲机的生产厂家，配用非标生产的电机。这些电机的输出功率偏小，在连续工作中容易起热，无法弯曲标定直径的钢筋。4、传动系统的齿轮、蜗轮蜗杆等，在加工质量，材料的选用，热处理工艺方面有差异。5、大量厂家的弯曲机不注意外观涂装质量，少量厂家采用喷塑处理方式，外观视觉效果还不错。1.4发展现状当前我国正在大力发展基础建设及城市化建设，各种建筑耗费了大量的钢筋，其中箍筋加工的效率和质量是最难解决的问题之一，箍筋不仅使用量非常大，而且形状和尺寸变化复杂，尺寸精度要求高，箍筋的制做在原钢筋加工中是劳动强度大，人力物力消耗大，低效率，低质量保证的环节。随着我过建筑业的高速发展，大型工程项目也日渐增多，工程中使用的钢筋直径有逐渐曾大的趋势。钢筋弯曲机是钢筋加工必不可少的设备之一，它主要用于各类建筑工程中对钢筋的弯曲。钢筋弯曲机通常与切断机配套使用，其应用十分广泛。随着郭嘉投资拉动的效果显现，尤其是国家大力开展高铁的建设，钢筋弯曲机的生产销售增长迅速。我国工程建筑机械行业近几年之所以能得到快速发展，一方面通过引进国外先进技术提升自身产品档次和国内劳动力成本低廉是一个原因，另一方面国家连续多年实施的积极的财政政策更是促使行业增长的根本动因。受国家连续多年实施的积极财政政策的刺激，包括西部大开发、西气东输、西电东送、青藏铁路、房地产开发以及公路（道路）、城市基础设施建设等一大批依托工程项目的实施，这对于重大建设项目装备行业的工程建筑机械行业来说可谓是难得的机遇，因此整个行业的内需势头旺盛。同时受我国加入WTO和国家鼓励出口政策的激励，工程建筑机械产品的出口形势也明显好转。我国建筑机械行业运行的基本环境、建筑机械行业运行的基本状况、建筑机械行.专业.专注.业创新、建筑机械行业发展的政策环境、国内建筑机械公司与国外建筑机械公司的竞争力比较以及2010年我国建筑机械行业发展的前景趋势进行了深入透彻的分析与其他的钢筋切断机、弯箍机、调直切断机的情况类似，河南省长葛市已经形成了该类机械的生产基地。国产产品大多能满足使用需求，但也有一些产品的质量不能满足郭嘉标准的要求。河南长葛本地的钢筋弯曲机生产现状也质量水平反映了国产钢筋弯曲机的现状。1.5本设计内容钢筋弯曲机是钢筋加工必不可少的设备之一，本设计GW-40型钢筋弯曲机，增大钢筋刚加加工范围，提高劳动效率，减轻钢筋加工的劳动强度，保证建筑工程的质量及进度。同时还能准确弯曲固定角度，不像以往的钢筋弯曲机，需要凭借经验判断，使加工更精确。.专业.专注.第二章钢筋弯曲机的工作原理及工作盘的设计2.1钢筋弯曲机的工作原理GW-40钢筋弯曲机的工作机构是一个在垂直轴上旋转的水平工作圆盘，采用电动机经一级三角带传动和三级齿轮传动减速后，带动工作机构，GW-40钢筋弯曲机的工作机构是一个在垂直轴上旋转的水平工作圆盘，如图（2.1）所示，把钢筋置于途中虚线位置，支撑销轴固定在机床上，中心销轴和压弯销轴装在工作圆盘上，圆盘回转时便将钢筋弯曲。为了弯曲各种直径的钢筋，在工作盘上有几个孔，用以插压弯销轴，也可响应地更换不同直径的中心销轴。通过改变中心销轴的直径来弯曲各种直径的钢筋。支撑销轴工作盘钢筋压弯销轴中心销轴图2.1钢筋弯曲机工作原理2.2钢筋弯曲机的结构GW-40钢筋弯曲机通过控制系统启动电动机，经一级三角带传动和三级齿轮传动减速后，带动工作盘。图2.2钢筋弯曲机结构简图.专业.专注.2.3钢筋弯曲机工作盘的设计Mt=sinsin0LFr式中，F为拨斜柱对钢筋的作用力；Fr为F的径向分力；a为F与钢筋轴线夹角。当Mt一定，越大则拨斜柱及主轴径向负荷越小；10=arcosLL一定，Lo越大。因此，弯曲机的工作盘应加大直径，增大拨斜柱中心到主轴中心距离Lo。GW-40钢筋弯曲机的工作盘设计：工作盘直径Ф350mm，压弯销轴直径40mm，中心销轴直径40mm，支撑销轴40mm，0=140mmL，=55.15，工作盘厚度=80mmB。2.4钢筋弯曲所需弯矩1、钢筋弯曲初始弯矩SWKM101.76.43734058.24（N·m）（3.1）式中：K1为截面系数，对圆截面1K=1.7；W为抗弯截面模量33W0.1d0.1406400s为所弯曲钢筋屈服强，25MnSi的s=373MPa2、钢筋变形硬化后的终弯矩钢筋在塑性变形阶段出现变形硬化（强化），产生变形硬化后的终弯矩：SXWRKKM）（2/01（3.2）式中：K0为强化系数为相对强化系数15/1.2kp0，p=14%p为延伸率，25MnSi的p=14%，0RxR/d，R为弯心直径，0d被弯曲钢筋的直径0R3d，则得出终弯矩M=10026.24（N·m）3、钢筋弯曲所需弯矩4.739420KMMMT（N·m）（3.3）式中：弯曲时的滚动摩擦系数K=1.052.5本章小结钢筋弯曲机就是将电动机给出的动力，经一级三角带传动和三级齿轮传动减速，达到一定速度，传递给工作盘，通过压弯销轴，中心销轴和支撑销轴的配合，使钢筋弯曲。再通过对工作盘合理的设计，可以减轻主轴的载荷。计算钢筋弯曲所需弯矩时，还要考虑钢筋变性后的终弯矩。.专业.专注.第三章电动机选择及传动比的分配3.1电动机的选择由功率扭矩关系公式0ATn/95505.4KW，0A为输出功率，n为工作盘转速7（r/min），V带传动效率96.01，齿轮传动效率97.02，滚动轴承效率99.03，从电动机到工作机输送带间的总效率为：34123==0.840/5.4/0.846.4KWAA，电动机选用Y系列三相异步电动机T132M-4，额定功率为=7.5AKW，额定转速n1440r/min。3.2传动比的分配1、总传动比为7.20571440nnwmi2、分配传动比为使传动装置尺寸协调、结构匀称、不发生干涉现象，现选V带传动比：3带i；则减速器的传动比为：6.6837.205带减iii；41i；42i；29.4446.683i。3.3各轴的转速1轴min/4803/1440/1rinnm带；2轴min/1204/480/112rinn；3轴min/304120223rinn；4轴729.430in334nr/min3.4各轴的输入功率1轴kwPP14.696.04.6101；2轴kwPP90.599.097.014.63212；3轴kwPP67.599.097.090.53223；4轴44.599.097.067.53234PP3.5各轴的输入转矩.专业.专注.电机轴mNnPTm44.4214404.69550955000；1轴mNnPT16.12248014.695509550111；2轴mNnPT54.46912090.595509550222；3轴mNnPT95.18043067.595509550333；4轴m71.7421744.59550n9550444NPT3.6数据汇于表表3.1各轴数据整理轴名功率kwP/转矩mNT/转速min)/(rn电机轴7.542.44144016.14122.1448025.90469.5412035.671804.953045.447421.7173.7本章小结电动机功率在传递过程中，在通过齿轮啮合和轴承时，会有损耗，因此在电动机的选择时，要选择功率稍微大一点的。通过对总传动比的合理分配，使齿轮大小适中，整体结构得到协调。.专业.专注.第四章带传动的设计4.1V带的设计计算1、计算功率cP已知：kwP4.6；min/1440rnm；查《机械设计基础》表8.9得工况系数：2.1AK；则：kwkwPKPAc68.74.62.12、选取V带型号根据cP、mn查《机械设计基础》图8.12选用A型V带3、确定大、小带轮的基准直径dd（1）由《机械设计基础》表8.4选择小带轮的基准直径：mmdd901；（2）计算大带轮基准直径：mmdiddd6.26402.0175302.0112）（）（带(4.1)取基准直径mmdd2652，误差小于5%，是允许的。4、验算带速smndvmd/78.610006014409014.31000601(4.2)在5~25m/s的范围，带的速度合适。5、确定V带的基准长度和传动中心距（1）初定中心距)(2)(7.021021ddddddadd(4.3)5983.2090a初选中心距mma3500。（2）基准长度：mmaddddaLddddd.12793504)90265()26590(214.335024)()(22202122100.专业.专注.根据《机械设计基础》表8.3选用mmLd1400（3）实际中心距：mmLLaadd5.410212791400350200(4.4)6、验算主动轮上的包角1adddd3.57)(180121(4.5)12057.1555.4103.57)90265(1801主动轮上的包角合适。7、计算V带的根数z（1）LArKKPPPKPPzc)(00(4.6)min/1440rnm，mmdd901查《机械设计基础》表8.6得：kwP07.10；（2）min/