大直徑變頻加熱彎管機的改進設計

大直徑變頻加熱彎管機的改進設計

1機構組成結構1422年加熱彎管機的內部結構包括四個部分：動力裝置、后照燈、指南、張力機構、收輥機構、換能器調整機構、傾斜手臂機構、操作臺和收復器。1.1驅動程序組織驅動機構由動力系統、導軌和傳動機構等組成,提供推管動力,并保證兩邊同步驅動。1.2最后一輛汽車尾座小車包括車體、減速機驅動卡頭、液壓馬達、絲杠傳動機構和限位槽等,其在鏈條帶動下前后運動,液壓馬達和減速機驅動卡頭抱緊管端。1.3一條軌道導軌主要由支承梁、左右導軌和走臺組成,其主要功能是提供尾座行走的支承和限位。1.4緊張的組織張緊機構由張緊鏈輪、支承座和調整裝置組成,其主要用于鏈條的張緊。1.5彎管彎制裝置,如抱輥機構由抱輥部件、抱輥支架、抱輥絲杠和驅動裝置組成,其主要用于鋼管導向并承受彎管彎制時的橫向作用力。抱輥機構采用液壓馬達和減速機驅動方式,兩兩分別驅動,采用正、反向絲杠,以保證同軸度。1.6構、尾座小品和高頻線圈變壓器調整機構由液壓馬達、絲杠傳動機構、尾座小車和中頻線圈組成,其主要用于中頻線圈位置的調整。前后移動速度采用液壓比例閥調節(jié),并采用編碼器測量。1.7彎管彎曲半徑采用編碼和線管,如搖臂機構由導軌、移動座、搖臂、減速機驅動卡頭、行走輪和行走底板組成,其主要用于彎管彎曲半徑的調整。彎管彎曲半徑采用絲杠調整,旋轉角度采用編碼器測量。前行走輪帶由液壓馬達驅動,卡頭開合采用液壓缸控制,卡頭用液壓缸加楔塊頂緊,卡頭內襯用于調節(jié)管徑。1.8操作盤的配置操作盤機構主要包括操作盤底座、不銹鋼操作柄和操作盤,其為懸掛式擺動機構,一端連接在抱輥機架上,操作盤可進行旋轉運動。1.9研究進展及要求托管機構用于上料過程中支承鋼管,適用ue788508~ue7881422mm鋼管,托管機構為2套,滿足長度為12~23m鋼管的上管準備需要,落下時尾座小車可以通過,升起時可以滿足ue788508mm規(guī)格鋼管的上管要求。2抱輥軸力的校核鋼管在彎制前由2對抱輥夾持。當尾座小車推動鋼管前進時,搖臂給鋼管施以向心力Pa(指向回轉中心o),在Pa的作用下,鋼管實現圓周運動,在加熱區(qū)實現彎曲變形。變形后的鋼管由于及時冷卻而硬化,因此,將其連同前夾頭和搖臂一起視為剛體。搖臂由初始位置轉至θ角位置時的情形如圖2所示。鋼管轉過任意角θ,即α+θ<90°位置的平衡方程如下:式中,P是推力;F是運動部件摩擦力的總和;R是鋼管的彎曲半徑;α是初始角,。鋼管受力為超靜定問題,補充下列方程:式中,μ是和摩擦有關的系數,通常取μ=0.23~0.28;Pax是向心力Pa在x方向的分力;M是密度形的力矩。解方程組得:討論以上各式,可得到如下分析結果。1)參數l0減小使得α值減小,導致Pa、Pay、N1和N2增大,否則相反;所以,l0不能太小,α角又不能太大。可以看出,l0是設計彎管機時需仔細斟酌的參數,不能太小和太大,也不得為零。2)隨著θ角的增加,Pa減小,當θ=0°時,Pa有最大值;因此,應以此時的Pa值校核搖臂心軸的強度。另外,Pax不隨θ角變化;而Pay隨著θ角的增加而減小,當α+θ=90°時,Pay=0。當α+θ>90°時,Pay改變方向,且其絕對值逐漸加大。3)N1與N2隨著θ角增加呈減小趨勢,且θ=0°時,N1和N2有最大值;所以,應以此時的N1和N2值核算抱輥軸的強度。由于N2>N1,故前抱輥承受的力最大;另外,增大l,減小l1,可使N1和N2減小,在結構允許的情況下,應盡量減小l1值,適當增大l值。3鋼管截面系數抗彎截面系數彎曲變形力矩公式為:式中,K1是型材的截面形狀系數,與鋼管外徑和壁厚有關,對管材,一般取K1=1.3~1.6;W是抗彎截面系數(鋼管截面為環(huán)形),W=π(D4-d4)/32D,其中,D是鋼管外徑,d是鋼管內徑;σst是高溫下的屈服極限,碳鋼在950℃時,σst=55~85MPa。4推擠計算由式6得推力P為:5偏心計算考試5.1抱輥軸剪切力如圖3所示,當θ=0°時,Pa有最大值,因為N2>N1,故校核前抱輥軸強度為:由式7得:由式9得:抱輥軸直徑d=220mm,抱輥軸所受的剪切力為:許用剪切力τ=σs/nτ,靜載荷時,nτ=2.5;變載荷時,nτ=3.5~5。抱輥軸材料為42CrMo合金鋼,σs=930MPa,nτ=2.5,則[τ]=372MPa,τ<[τ],故抱輥軸滿足強度要求。5.2循環(huán)圈數的計算式中,FW是最大軸向外載荷;d1是外螺紋小徑;b是螺紋牙根部寬度,梯形螺紋b=0.65p,p是螺距,p=24mm;kz是載荷不均系數,kz=0.56;z是旋合圈數。抱輥絲杠材料為42CrMo合金鋼,則[τ]=372MPa,τ<[τ],故絲杠螺紋滿足強度要求。6對夾瓣平衡方程彎管時,對夾瓣進行受力分析,如圖4所示;對楔塊進行受力分析,如圖5所示。對夾瓣做平衡方程:對楔塊做平衡方程:因為f2是由正壓力N產生的摩擦力,因此:式中,μ是鋼對鋼的摩擦因數,μ=0.15。以上各式聯立,解方程組求得f1<f2,產生自鎖;因此,夾頭設計滿足使用要求。7knm的knm改進后的中頻加熱彎管機滿足強度要求,且在大批量生產時,能減少無用彎管長度,節(jié)約成本。取K1=1.5,D=1