電動彎管機(jī)：設(shè)計(共7頁)

1、精選優(yōu)質(zhì)文檔-傾情為你奉上設(shè)計任務(wù)書：電動彎管機(jī)一. 緒論1.1 彎管機(jī)的地位 現(xiàn)今工業(yè)，很多種機(jī)器設(shè)備都有鋼管、導(dǎo)管配件，用以輸油、輸氣、輸液等，數(shù)量眾多。且加工的零件要求不高，簡易手動、電動的彎管機(jī)很實用。采用手動加緊，機(jī)械彎曲的彎管機(jī)結(jié)構(gòu)簡單，控制元件少，占地面積小，設(shè)備成本較低，并且操作簡單。1.2 公司現(xiàn)狀與設(shè)計目的 1.2.1 公司現(xiàn)狀：本公司生產(chǎn)的各種試驗設(shè)備，都有彎管配件，管材規(guī)格在6mm-27mm之間，20mm以下的彎管采用簡易工裝手工彎曲，20mm以上的彎管配件外協(xié)制做。1.2.2 設(shè)計目的：為解決20mm以上的彎管配件自制，現(xiàn)設(shè)計一臺電動彎管機(jī)，按管材規(guī)格 32×

2、;3、材質(zhì)20#鋼、彎曲半徑80mm進(jìn)行設(shè)計。1.3. 彎管機(jī)的原理與步驟 彎管機(jī)的原理：管材繞彎是最常用的彎管方法，而繞彎使用的設(shè)備是彎管機(jī)。彎管機(jī)是彎管加工的主要設(shè)備。彎管機(jī)的步驟：. 管材直線段前端定位，并加緊。. 彎管，保壓。. 反轉(zhuǎn)使磨具復(fù)位。. 松開夾緊塊，取出彎管、檢測。. 調(diào)整定位尺寸與彎管角度。. 重復(fù)步驟1-5。1.4. 彎管機(jī)的組成：電動彎管機(jī)由機(jī)架、電機(jī)、帶輪、減速機(jī)構(gòu)、彎管模具、擋料機(jī)構(gòu)、指示牌裝置、電器控制機(jī)構(gòu)等組成。二. 電動彎管機(jī)的設(shè)計2.1 工藝分析彎管工件采用無縫鋼管32×3，材質(zhì)20，最小彎管半徑R2=2×32mm=64mm，取彎管半徑

3、R=80mm，符合加工工藝性，彎管件要求不能有裂紋，不能有過大的外凸與皺紋。2.2預(yù)計方案. 必須有過載保護(hù)，所以第一級采用V帶傳動；. 因為總減速比較大，約i=200，固采用二級蝸輪蝸桿減速機(jī)（二級減速傳動比i200）； 又因為蝸輪蝸桿減速機(jī)的輸出軸向上，所以采用WPEO型二級蝸輪蝸桿減速機(jī)；. 工件彎管時，采用加緊裝置，操作方便；. 因工件彎曲有彎管和卸料工序，用電機(jī)正反轉(zhuǎn)來控制；. 為使彎管精確度更高，增加指示裝置。2.3計算彎曲力矩 彎曲旋轉(zhuǎn)裝置繞旋轉(zhuǎn)中心O轉(zhuǎn)動，其轉(zhuǎn)動角位移、角速度和轉(zhuǎn)動力矩M是主要控制對象，擋料裝置將工件壓緊到彎曲模具中，彎管模具隨著彎管一起轉(zhuǎn)動，將管件彎曲成形，彎

4、曲軸的轉(zhuǎn)速、轉(zhuǎn)角以及轉(zhuǎn)矩的控制通過電機(jī)來實現(xiàn)。2.3.1 管材彎曲力矩的計算方法 管材彎曲力矩的計算是確定彎管機(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)，通過彎曲力矩，才能確定彎管機(jī)所需的驅(qū)動力矩、電機(jī)的功率、主傳動機(jī)構(gòu)各部件的結(jié)構(gòu)尺寸、夾緊力大小等一系列參數(shù)。根據(jù)經(jīng)驗公式求彎曲力矩： （2-1） 其中，具體參數(shù)：管材直徑D=32mm，管壁厚度t=3mm，管材內(nèi)徑d=26mm，管材彎曲中經(jīng)R=80mm， 材料屈服極限 s=245MPa，材料相對強(qiáng)度系數(shù)K 0=10mm（查表的）把以上參數(shù)代入以上經(jīng)驗公式公式得彎曲力矩為：M=1085N.m。2.3.2 電機(jī)的選取初選：（1）根據(jù)資料查取，初步規(guī)定彎管機(jī)的彎曲速度為6-8

5、r/min。 （2）傳動形式為：電機(jī)帶輪傳動二級減速器傳動滾子軸承傳動工作臺彎管模具經(jīng)計算，彎管工作功率為P 工=M*=1085*8r/min*2/60=0.908KW；所以，電機(jī)功率：其中：V帶傳動效率 1=0.96； 減速器傳動效率 2=0.75； 滾子軸承傳動效率 3=0.98；由于彎管機(jī)可能彎多種型式的型鋼，固選用較大功率的電機(jī)，以使彎管機(jī)的彎曲范圍更大，又由于彎管機(jī)需要有制動功能，固選用有制動功能的電機(jī)；因為選用二級蝸輪蝸桿減速機(jī)減速，所以初步規(guī)定電機(jī)轉(zhuǎn)速在1500r/min。經(jīng)查JB/T6448YEP系列（IP44）旁磁制動三相異步電動機(jī)技術(shù)條件，選用的電機(jī)型號為：YEP90L-4

6、，其基本性能如下表2.1表2.1 電機(jī)YEP90L-4的主要性能參數(shù)型號額定功率滿載時堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩最大轉(zhuǎn)達(dá)距靜制動轉(zhuǎn)達(dá)距不小于空載制動時間不大于轉(zhuǎn)速電流效率功率因數(shù)YEP90L-41.5KW1500r/min6A76%0.656.52.2 9.9N.m0.2/s電機(jī)的主要尺寸如圖： 2.4傳動比的計算、傳動裝置的運動與參數(shù)2.4.1傳動比由電機(jī)轉(zhuǎn)速N 1=1500r/min，彎管模具的轉(zhuǎn)速為N 2=N 1/i=1500/200=7.5r/min，所以，總傳動比I 總= N 1/ N 2=1500/7.5=200；.取V帶傳動的傳動比i 1=1；.二級蝸輪蝸桿減速機(jī)的傳動比i 2=200；經(jīng)過計算，

7、彎管磨具的轉(zhuǎn)速應(yīng)為：2.4.2各軸的轉(zhuǎn)速、功率和轉(zhuǎn)矩各軸由高速到低速依次定為1軸、2軸； 兩軸間的傳動比依次定為i 1、i 2；傳動效率依次定為 1、 2；各軸的輸入功率依次定為P 1、P 2；輸入轉(zhuǎn)矩依次定為T 1、T 2； 各軸的轉(zhuǎn)速依次定為N 1、N 2；1. 各軸的轉(zhuǎn)速：電機(jī)軸轉(zhuǎn)速=主動帶輪轉(zhuǎn)速=從動帶輪轉(zhuǎn)速=減速器小軸端轉(zhuǎn)速=N 1=1500r/min； 減速機(jī)大軸端轉(zhuǎn)速=彎管模具轉(zhuǎn)速=2. 各軸的功率：電機(jī)輸出功率：P 1=1.5KW 減速器輸入功率:P 2= P 1* 1=1.5×0.96=1.44KW減速器輸出功率:P 3= P 2* 2=1.44×0.75

8、=1.08KW工作臺輸入功率:P 4= P 3* 3=1.08×0.98=1.0584 KW3. 各軸的轉(zhuǎn)矩：電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩： 減速器輸入轉(zhuǎn)矩：減速器輸出轉(zhuǎn)矩：工作臺輸入轉(zhuǎn)矩：因為：工作臺輸入轉(zhuǎn)矩T 4=1347.7N.m管材彎管力矩M=1085 N.m，所以，以上選擇方案成立。 安全系數(shù)=1347.7/1085=1.2422.5 V帶與帶輪的選擇. 由電機(jī)轉(zhuǎn)速1500r/min與電機(jī)功率1.5kw,查表確定采用普通A型V帶作為傳動帶。因為A型帶的小帶輪直徑需要80mm，固選取小帶輪直徑為d =100mm。V帶速度驗算：；因為5m/sv=7.85m/s20 m/s，所以，此帶輪合格。

9、. 因為帶輪傳動比i 1=1，所以，從動輪直徑=主動輪直徑；. 查表初選V帶長度：L=1120mm；4. 兩帶輪中心距：經(jīng)計算得 中心距a = 403mm； 主動輪包角=180°120°，所以選取的V帶長度：L=1120mm合格；5. V帶的根數(shù)：, 選取z=2根。查表的： P 帶=0.97kw； P 帶=0.11 kw； K =0.96； K L=0.992.6 二級蝸輪蝸桿減速器的計算與選擇（參考資料：佛山市南海珠江減速機(jī)有限公司：強(qiáng)珠減速）選取減速器的作用軸在蝸輪的頂部，所以選用WPEO型二級蝸輪蝸桿減速器。又因為：蝸輪大軸端輸出轉(zhuǎn)矩：T 3=1375.2N.m 蝸輪

10、小軸端輸入功率：P 2=1.44kw 蝸輪小軸端轉(zhuǎn)速： N 1=1500r/min 蝸輪蝸桿減速比： i 2=200 查蝸輪蝸桿減速器樣本，選用二級蝸輪蝸桿減速器的型號為：WPEO 70/120-1/200-A；見附圖。2.7 彎管軸的計算、設(shè)計與校核.初步設(shè)計軸徑：選取軸的材料為45#鋼，調(diào)質(zhì)處理，根據(jù)公式 計算軸徑；其中，A由軸的許用切應(yīng)力所確定的系數(shù)，其值取A=118-107，現(xiàn)在取111；P為軸所傳遞的功率，取P 3=1.0584KW；(即工作臺輸入功率P 4=1.0584 KW彎管工作實際功率為P 工=0.908KW)n為軸的轉(zhuǎn)速，取7.5r/min;則彎管軸 d57.8mm，軸身有

11、鍵槽，加粗5%，所以彎管軸徑d取65mm；. 確定軸的極限長度：根據(jù)公式 推出以下公式：2.8 軸承的選取與校核 . 軸承的選?。簭澒軝C(jī)工作臺需要平穩(wěn)，軸承同時受徑向力和軸向力的作用，軸承受軸向力不大，轉(zhuǎn)速較低，固選用圓錐滾子軸承，因彎管軸最細(xì)部分為65mm，所以選取軸承型號為：32914；. 軸承的校核：已知軸承轉(zhuǎn)速7.5r/min；工作溫度為常溫(取f r=1)，載荷平穩(wěn)（取f F=1），壽命設(shè)置為10年（250天/年，4時/天），即L h=10×250×4=10000小時；查手冊，滾子軸承取=10/3，徑向額定動載荷C=115KN；軸承可承受的最大載荷為：；軸承可承受

12、的最大扭矩為：M=66.3KN×0.065m=4309.5Nm工作臺輸入轉(zhuǎn)矩1443.98Nm;所以，圓錐滾子軸承32914選擇合格；2.9 彎管模具的設(shè)計根據(jù)以上計算結(jié)果，確定彎管模具內(nèi)孔為65mm，外徑為160mm。增加手動機(jī)械加緊裝置，此加緊裝置可旋轉(zhuǎn)，便于裝卸配件，操作方便，初步設(shè)定厚度尺寸為120mm；見附圖.2.10 鍵的校核彎管模具軸鍵：因為彎管軸徑65mm，所以平鍵為18×11，工作臺輸入轉(zhuǎn)矩1443.98Nm , 平鍵長度L C=鍵槽長度-18-9=63-18-9=36mm，查表鍵的許用擠壓應(yīng)力 P=100-120所以：鍵鏈接的擠壓強(qiáng)度同理，可以校核減速機(jī)

13、輸出端軸鍵與減速機(jī)輸入端軸鍵，均符合要求，證明略。2.11 擋料壓緊裝置的設(shè)計：采用手輪旋轉(zhuǎn)，機(jī)械進(jìn)給的傳動方式，軸承選用圓柱滾子軸承:UN204E,見附圖。2.12 指示裝置的設(shè)計：. 彎管角度：使彎管角度在0°-180°之間，采用指針調(diào)整并顯示角度。見附圖。. 定位尺寸：采用工作臺安裝鋼板尺的方法，保證定位尺寸。. 彎管垂直度：采用現(xiàn)場參考物對齊的方法（類似于鉛錘吊線），保證彎管垂直度。2.13 電器配件的選擇 . 接近開關(guān)的選擇：經(jīng)過與電氣工程師協(xié)商確定：接近開關(guān)型號：LR12BN04DNC 生產(chǎn)廠家：上海蘭寶傳感科技股份有限公司. 行程開關(guān)的選擇：經(jīng)查閱資料確定，行

14、程開關(guān)的型號為：LXK3-20S/B。見附圖。. 空氣開關(guān)一件. 繼電器一件. 按鈕四件. 電線2.14 價格估算 序號部件名稱材質(zhì)數(shù)量重量合計（kg）單價（元/kg）價值（元）備注1機(jī)架部分Q235-A組焊件1182.81018282傳動部分機(jī)加工件23.2240928.83擋料部分機(jī)加工件14.6840587.24指示針部分機(jī)加工件2.6401045WPEO70/120-1/200-A型二級蝸輪蝸桿減速機(jī)成品115006制動電機(jī)YEP90L-4成品15007標(biāo)準(zhǔn)件部分5508電氣部分7009運輸費20010表面處理費20011組裝試驗費400合計7498注：每增加一種規(guī)格，增加費用500元。2.15 加工范圍根據(jù)以下計算數(shù)據(jù)，確定本彎管機(jī)的加工范圍在20×2.532×3之間；彎管參數(shù)彎管力矩Nm電機(jī)功率KW45#鋼軸徑mm40Cr軸徑mm20*2.5 R=50 v=7.50.3320.3741.2638.127*3 R=80 v=7.50.70.77852.948.832*3 R=80 v=7.51.0851.20761.0756.436*3 R=100 v=61.3451.19770.865.3842*3 R=100 v=421.18792.5285.4342*3 R=100 v=