可调速钢筋弯曲机的结构设计_图文

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1、可调速钢筋弯曲机的结构设计_图文1. 绪论1.1国内外发展现状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

2、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2004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。1.2概述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

3、、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。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。随着我国建筑行业的快速发展，为了响应政府 及各建筑单位对箍筋制做自动化技术的迫切要求，我们进行技术攻关改进工艺，终于 在经过不懈的努力研制出自有专利技术的可调速钢筋弯曲机GW-40BGW-40

4、B钢筋弯曲试验机玉牌钢筋弯曲试验机-最新研制，装备完善，专利技术， 十大名优，中国标准出版社建筑用钢筋标准与规范汇编推荐品牌1、采用摆线针 轮减速系统2、单片机控制电器及精度，数显角度3、独有可靠限位装置4、增加防止钢肩、螺钉泄漏对设备危害措施5、附件结构合理，零件更换简单6、电动安全操 控弯曲，工作噪音小，环境清洁7、设计合理，装备完善，工艺先进，整机寿命长8、 主要型号：GW-50A GW-40C/B GW-25A(28) GW-40B型钢筋弯曲试验机系根据 GB/T232-1999(eqvIS07438:1985)及 GB1499-1998 (neqIS06935-2:1991)的要求，

5、对 GW-40B，GW-40A进行了改进提高，从而替代原来GW-40、GW-40A等机型，该设备符合 YB/T5126-93钢筋平面反向弯曲试验方法的要求。是一款价歉物美，经济实惠型产品。(注：GW-40B型最大弯心轮径为5X040=200，而GW-40C型为7X040=280)技术参 数指标项目技术指标弯曲钢筋直径范围随机由25-由40可选由6-由2钢筋正向弯 曲角度0 180内任意设定钢筋反向弯曲角度0 180内任意设定工作盘转 速2 r/min，12/S棍心距离205mm工作盘直径580mm电动机功率1.5kw随 机配标准弯心套一套（2540)机器外形尺寸960X780X1190(mm)

6、机器重量 1100kg。2. 钢筋弯曲机的结构设计2.1系统性能与参数GW40型钢筋弯曲机适用于建筑行业弯曲0 60 40钢筋之用。本机工作程序简单，弯曲形状一致，调整简单，操作方便，性能稳定，它能 将Q235040圆钢或08032螺纹钢筋弯曲成工程中所需要的各种形状。弯曲钢筋直径6-40mm工作盘直径0 350mm工作盘转数7转/分电动机Y100L-4-3KW外型尺寸760X760X685整机重量4000kg2.2系统工作原理及框图GW-40钢筋弯曲及的工作原理框图如图1、 控制设备电动机带轮减速箱工作台图1工作框图其中减速箱由轴、轴承和齿轮组成。GW-40弯曲机的工作机构是一个在垂直轴上旋

7、转的水平工作圆盘，如图2所示， 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。图2工作原理图2.3弯矩计算2.3.1工作状态1) 钢筋受力情况与计算有关的几何尺寸标记。设钢筋所需弯矩：Mt=G sin sin 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定，a越大则拨斜柱及主轴径向负荷越小；a=arcos(Li/Lo)定，L。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L。GW-50

8、钢筋弯曲机的工作盘设计：直径400mm，空间距120mm，L=169.7 mm， Ls=235，a=43.8，其受力情况如图3所示。2) 钢筋弯曲机所需主轴扭矩及功率按照钢筋弯曲加工规范规定的弯曲半径弯曲钢筋，其弯曲部分的变形量均接近或 过材料的额定延伸率，钢筋应力超过屈服极限产生塑性变形。2.3.2材料达到屈服极限时的始弯矩1) 按040螺纹钢筋公称直径计算M=KiWs式中，M为始弯矩，W为抗弯截面模数，K 1为截面系数，对圆截面K i=1.7; 对于25MnSi螺纹钢筋M=373 (N/mm2)，则得出始弯矩M=3977 (N*m)2) 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

9、（强化），产生变形硬化后的终弯矩：m=(k i+K/2Rx)Ws 式中，K 为强化系数，K=2.1/Sp=2.1/0.14=15，Sp 为延伸率，25MnSi 的Sp=14%，Rx=R/d，R 为弯心直径，R=3 d。，则得出终弯矩 M=11850 (N*m)3) 钢筋弯曲所需距Mt=(M+M)/2/K=8739 (N*m)式中，K为弯曲时的滚动摩擦系数，K=L05按上 述计算方法同样可以得出501级钢筋（b=450 N/mm2)弯矩所需弯矩:Mt=8739(Nim)， 取较大者作为以下计算依据。4) 电动机功率由功率扭矩关系公式A=T，n/9550=2.9KW，考虑到部分机械效率h=0.75

10、,则电 动机最大负载功率A= A0/H=2.9/0.75=3.9(KW)，电动机选用Y系列三相异步电动机，额定功率为 4=4(KW)，额定转速=1440r/min。2.4电动机选择2.4.1. 电动机的介绍电动机是把电能转换成机械能的设备，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）。它是将电能转变为机械能的一种机器。通常电动机的作功部分作旋转运动，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，从毫瓦级到万千瓦级。

11、电动机的使用和控制非常方便，具有自起动、加速、 制动、反转、掣住等能力，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，但功率因数较低，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数高，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

12、，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：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。控制电动机输

13、入功率以调节电动机的转速。2.4.2. 电机的选择原则电机的选择一般包括选择电动机的类型、电动机的功率及额定转矩等。其具体思 路如下：首先，选择电动机的类型，然后比较电动机的机械特性与负载特性，看它们 是否吻合，并在此基础上检查是否满足调速范围与精度，顺便考虑一下经济性的问题， 如果以上各个方面均满足，接下来，我们便可以开始计算电动机功率，进行起动转矩 过载倍数及加速转矩校验、发热校验等。如过发热校验不通过，可以减小功率数或改 用FSN小的电机。或者，在满足加速度要求下，看能否通过减小加速转矩来满足上 述要求。最后，再作出具体决定。步进电机的选择1) 步距角的选择电机的步距角取决于负载精度的要

14、求，将负载的最小分辨率（当量）换算到电机 轴上，每个当量电机应走多少角度（包括减速)。电机的步距角应等于或小于此角度。 目前市场上步进电机的步距角一般有0.36度/0.72度（五相电机)、0.9度/1.8度 (二、四相电机）、1.5度/3度（三相电机）等。2) 静力矩的选择步进电机的动态力矩一下子很难确定，我们往往先确定电机的静力矩。静力矩选 择的依据是电机工作的负载，而负载可分为惯性负载和摩擦负载二种。单一的惯性负 载和单一的摩擦负载是不存在的。直接起动时（一般由低速）时二种负载均要考虑， 加速起动时主要考虑惯性负载，恒速运行进只要考虑摩擦负载。一般情况下，静力矩 应为摩擦负载的2-3倍内好

15、，静力矩一旦选定，电机的机座及长度便能确定下来（几 何尺寸）。3) 电流的选择静力矩一样的电机，由于电流参数不同，其运行特性差别很大，可依据矩频特性 曲线图，判断电机的电流（参考驱动电源、及驱动电压）4) 力矩与功率换算步进电机一般在较大范围内调速使用、其功率是变化的，一般只用力矩来衡量， 力矩与功率换算如下：P= Q-MQ=2n-n/60P=2nnM/60其P为功率单位为瓦，Q为每秒角速度，单位为弧度，n为每分钟转速，M为力矩 单位为牛顿米P=2nfM/400(半步工作）其中f为每秒脉冲数（简称PPS)应用中的注意点1) 步进电机应用于低速场合-每分钟转速不超过1000转，（0.9度时6666PPS), 最好在1000-3000PPS(0.9度）间使用，可通过减速装置使其在此间工作，此 时电机工作效率高，噪音低。2) 步进电机最好不使用整步状态，整步状态时振动大。3) 由于历史原因，只有标称为12V电压的电机使用12V外，其他电机的电压值 不是驱动电压伏值，可根据驱动器选择驱动电压（建议：57BYG采用直流24V-36V，86BYG采用直流50V,110BYG采用高于直流80V)，当然12伏的电压除12V恒压驱动外也可以采用其他驱动电源，不过要考虑温升。4) 转动惯量大的负载应选择