三辊卷板机的设计要点

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1、皖西学院本科毕业论文（设计）三辐卷板机的设计作 者 伟人指导教师宋诚生摘要：卷板机是一种将金属板材弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成型设备。本设计旨在设计出用于卷制最大厚度为10mm最大宽度为2000mmi板的卷板机。本文首先简单介绍了卷板机的分类、工作 原理及在我国的发展情况。结合任务书要求，通过对常用机构类型的论证，选择了本课题的对称式三辐卷 板机。由分析整个卷板运动，将其分为主运动和辅运动。论证确定了主运动和辅运动的传动系统方案后， 经过计算工作机构的工作功率及运动参数，选择电动机的型号。再对传动系统中各传动装置分别进行类型 选择、材料及热处理选择、设计计算和校核。设计和校核工作

2、机构的材料和尺寸后，对轴、轴承、联轴器 和键进行设计计算，最后简述了机架的设计。关键词：三辐卷板机参数化设计校核The Design of The Three Roller Coiling MachineAbstract: The bending machine is a common molding equipment which could bend plate into a cylinder, cone, curved body or other body .This design is aimed to design the bending machine rolling the ma

3、ximum thickness of 10mm, maximum width of 2000mm plate .This article first briefly describes the classification of the bending machine, working principle and development in China. Through the demonstration of the common types of institutions and the task book , having chosen this three roller coilin

4、g machine. By the analysis of the entire coiling movement, it could be divided into the main and the auxiliary movement. After determining the drive system program of the main and the auxiliary movement , then calculating the power of working bodies and motion parameters, reaching the model of motor

5、 .And select the type of transmission system , materials and heat treatment , design calculations and check. Design and check the materials and size, shaft, bearings, couplings and key design calculations, the final rack design.Key words: The three roller coiling machine Parameter design Check目录1 绪论

6、1.1.1 概述1.1.2 工作原理 2.1.3 卷板机在我国的发展2.2 机构方案的论证及确定 4.2.1 方案的论证4.2.2 方案的确定5.3主运动系统的设计6.3.1 主传动系统的设计 .6.3.2 主电动机的选择 7.3.3 确定传动系统的总传动比和分配传动比 1.03.4 带传动的设计113.5 减速器的选择143.6 末级输出齿轮传动设计 1.53.7 下辗的校核.183.8 键的选择203.9 下辗轴承的设计214辅运动系统的设计231.1 辅传动系统的设计231.2 辅电动机的选择 231.3 丝杠螺母传动的设计241.4 确定传动系统的总传动比和分配传动比 271.5 减速

7、器的选择281.6 蜗杆传动的设计291.7 上辗的校核331.8 上辗轴承的设计.351.9 辅电动机与减速器联轴器的选择 .351.10 减速器与蜗杆轴联轴器的选择 361.11 蜗杆轴的设计371.12 蜗杆轴轴承的选择 401.13 蜗轮轴的设计.421.14 蜗轮轴轴承的选择 435 上、卸料机构的设计445.1 机构设计445.2 设计校核446 机架的设计466.1 结构设计466.2 材料和厚度46结论46.致谢46.参考文献.47.皖西学院本科毕业论文（设计）1绪论1.1 概述机械制造业是国民经济的中流砥柱，在国家经济实力中具有非常重要的作用和地位。国 民经济各部门的技术进步

8、直接受制于机械制造业提供的装备水平。机械制造业的规模水平是 反映国民经济实力和科学技术水平的重要指标，世界各国都把发展机械制造业作为振兴和发 展本国经济的战略重点之一。机械制造生产能力和制造水平，主要取决于机械制造装备的先 进程度。因此，决定了机械装备设计在整个机械制造业中举足轻重的地位。我国是制造大国, 更应该注重机械装备设计的资金投入和创新。卷板机是一种将金属板材弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成型设备，在工 业基础加工中占有重要的地位。该设备广泛用于石油、金属结构、木工、造船、锅炉及其它 机械制造行业。卷板机的分类，国外通常以工作辗的配置方式来划分，国内一般以工作辗数量及调节方

9、式等做为标准进行混合分类。如表1-1。表1-1卷板机种类分类方法卷板机类别按辗筒方位立式卧式按上辗受力闭式（上辗有中部托辗）开式（上辗无中部托辗）有反压装置无反压装置按辗筒数目及布置方式四辗二馄对称式/、对称式按辗位调节方式上调式垂直上调式横竖上调式下调式/、对称下调式对称下调式水平卜调式1.2 工作原理卷板是指板材在外力的作用下，使板材的外层纤维拉长，内层纤维缩短而产生弯曲变形 卷板机的工作能力是指板材在冷态下，按规定的屈服极限卷制最大板材厚度与宽度时最小卷 筒直径的能力。选择对称上调式三辗卷板机说明卷板的工作原理，如图1-1。三辗卷板机的运动形式分为 主运动和辅运动。两个下辗是主动辗，是固

10、定不动的，可绕图1.1中O2、O3同时作顺时针或逆时针旋转，属于主运动。上辗是被动辗，在传动系统的带动下可上下升降，也可以在图11中Q垂直平面作上翘和翻边等运动，属于辅运动。卷制时，板料被送入上下辗之间，板材的 下表面与两个下辗的最高点相接触，当上辗下压并超过材料的屈服极限时，板材便产生塑性 变形，形成一段弧线。在两个下辗的旋转下，由于摩擦力板材也随之旋转，使板材形成沿其 全长的塑性变形，根据三点成圆原理，最后板材被卷制成圆，如图 1-2所示。(a)(b)图1-2卷板过程1.3 卷板机在我国的发展我国的卷板机制造始于六十年代末，最早为机械传动的对称式三辗卷板机，这种机型结 构简单，但不能预弯板

11、材端部。七十年代末，长冶锻压机床厂研制成功了机械传动四辗卷板 机，此种卷板机虽然能直接预弯，也改善了性能，但其结构庞大，制造周期长，没有得到普 遍推广。八十年代中，该厂又推出全液压四辗卷板机和液压水平下调式三辗卷板机，这两种 机型即可一次上料完成简体成形，又可对简体进行焊接后的校圆，工作效率得到了显著的提 高。八十年代末，由PC、NC控制的三、四辗卷板机进入国内市场。该机具有工作辗自动调 平、下辗倾斜可水平水平升降等功能。后来出现 NC弧形下调式三辗卷板机，除具备四辗卷 板机的优点外，还可以进行板材端部预弯。该机结构紧凑合理，重量轻，受到市场的广泛欢 迎。经过三十多年的发展，在国家的大力扶持下

12、，企业通过多次技术改造，引进了美英等国 家先进卷板技术。目前研制的新型板材卷制设备的设计水平与制造水平均已达到亚洲先进， 并可与世界先进的卷板机生产厂家的产品相媲美。卷板机制造业作为机床模具产业最大的买方市场，也带动了焊接、检测、材料应用等各 个行业的快速发展。卷板机制造业的技术革命，将引起装备市场的结构变化，最终将促进我 国机械加工工业的发展。近些年，随着原子能、石油化工、宇航、海洋开发、军工等部门的迅速发展，卷板机作 业的范围正在不断的扩大，要求也在不断的提高。作为一种不可或缺的高效机械，卷板机在 今后的工业生产中一定会得到更好的利用。时代在发展，科技在进步，国民经济的高速发展 将对这个机

13、械品种提出越来越高的要求，将促使这个设计行业的迅速发展。第#页2机构方案的论证及确定在选择卷板机构类型时，首先要确保需要卷制的板材在其工艺范围以内，还要保证卷制 度加工精度，同时要考虑到其生产率、制造维修难易程度、经济性等。我们结合上章所述卷 板机的类型，选择较为常用的几种机构，拟订方案，并进行分析论证。2.1 方案的论证2.1.1 方案1三辗卷板机三辗卷板机是目前最普遍使用的一种卷板机，制造技术成熟，结构简单，维修方便，经 济适用。(1)对称式三辗卷板机上辗在两下辗中央对称位置，结构简单紧凑，易于制造维修，重量轻，投资小，成型较 准确，辗筒受力较小，但是不能弯卷板材的全部长度，板材的两端有略

14、小于两下辗距离一半 的长度是直的，即剩余直边大，需要配预弯设备，如图 1-2。(2)不对称式三辗卷板机上辗位于下辗之上而略偏移，结构较简单，剩余直边少，但板料需要掉头弯边，操作不 方便，辗筒受力较大，卷弯能力小，常用来卷制薄而短的轻型筒节，工作能力一般在32 X3000mm以下,如图2-1。图2-1不对称式卷板机2.1.2 方案2四辗卷板机四辗卷板机有四个辗，上辗是主动辗，下辗可以上下移动，两个侧辗可以沿斜向升降。 特点是板材对中方便，工艺通用性广，可直接完成板材的预弯，卷圆时无需掉头，可以矫正 扭斜错边等缺陷，可即位装配电焊。但质量体积大，结构复杂。上下辗夹持力使工件受氧化 压伤严重，操作技

15、术不易掌握。常用于重型工件卷制及自动化水平和技术水平较高的场合， 如图2-2。图2-2四辗卷板机2.2 方案的确定一个好的设计应该是技术上实用，操作和维修方便，经济上合理和运转安全可靠。通过 上述几个机构类型的比较，我们可以得出，虽然四辗卷板机对中方便，可直接完成板材的预 弯，工艺通用性广，但其质量体积大，操作复杂，价格高昂，用于卷制本课题的10X2000mm 薄钢板实属浪费。而不对称式相比对称式结构较复杂，操作不方便。结合了实际需要和现实 局限，最后确定了我的设计方案：对称式三辗卷板机。皖西学院本科毕业论文(设计)3主运动系统的设计主运动是指两个下辗绕图1-1中。2、O3同时作顺时针或逆时针旋转。实现主运动需要由原动机、传动装置和工作机构三大部分组成的系统来完成，以下对各部分进行论证设计。3.1 主传动系统的设计3.1.1 方案的论证实现主运动的传动系统称为主传动系统。主运动属于回转运动，对于回转运动的驱动， 可以是机械的，也可以是液压或电气的。液压和电气传动装置的成本较高，而机械驱动形式 工作可靠，要求一般的制造水平，在各类机器中得到广泛的应用，因