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三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)
1 題目來源
題目名稱:三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)
題目來源:生產(chǎn)實(shí)際
題目類別:畢業(yè)設(shè)計(jì)
2 研究的目的和意義
研究目的和意義:卷板機(jī)是一種將金屬板材彎卷成筒體、錐體、曲面體或其他形體的通用成 型設(shè)備。根據(jù)三點(diǎn)成圓的原理,利用工作輥相對位置變化和旋轉(zhuǎn)運(yùn)動使板材產(chǎn) 生連續(xù)的塑性變形,以獲得預(yù)定形狀的工件。該設(shè)備廣泛用于鍋爐、造船、石油、化工、金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)械制造行業(yè)。
關(guān)于卷板機(jī)的分類,國外一般以工作輥的配置方式來劃分。國內(nèi)普遍以工 作輥數(shù)量及調(diào)整型式等來分類,一般分為:三輥卷板機(jī)(包括對稱式三輥卷板機(jī)、非對稱式三輥卷板機(jī)、水平下調(diào)式三
2、輥卷板機(jī)、傾斜下調(diào)式三輥卷板機(jī)等)、四輥卷板機(jī)、特殊用途卷板機(jī)(有船用卷板機(jī)、錐體卷板機(jī)、雙輥卷板機(jī)等)
卷板機(jī)采用機(jī)械傳動已有幾十年的歷史,由于結(jié)構(gòu)簡單、性能可靠,造價(jià) 低廉,至今在中小型卷板機(jī)中仍被廣泛應(yīng)用。但在低速大扭矩的卷板機(jī)上,如采用機(jī)械傳動,會使傳動系統(tǒng)體積龐大,電動機(jī)功率大,啟動時(shí)電網(wǎng)波動也較 大,所以目前液壓傳動越來越多地在卷板設(shè)備中得到采用。近年來,有工作輥 的移動采用液壓驅(qū)動但主驅(qū)動仍為機(jī)械傳動的機(jī)液混合傳動卷板機(jī),也有全部 動作均采用液壓驅(qū)動的全液壓式卷板機(jī)。采用液壓驅(qū)動能降低機(jī)器的能耗,便于工作壓力、卷板速度的調(diào)節(jié)以適應(yīng)不同的工況,便于實(shí)現(xiàn)自動控制。因此,開展液壓三
3、輥對稱式卷筒機(jī)動力及傳動系統(tǒng)的設(shè)計(jì),對造船和制造一些合格的各種截面形狀罐及一些金屬結(jié)構(gòu)及機(jī)械制造行業(yè)有著非常重要的意義。
專心---專注---專業(yè)
3 閱讀的主要參考文獻(xiàn)及資料名稱
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4 國內(nèi)外現(xiàn)狀和發(fā)展趨勢與研究的主攻方向
4.1 國內(nèi)外卷板機(jī)的研究現(xiàn)狀
卷板機(jī)產(chǎn)業(yè)將保持高速增長并帶動鑄造卷板機(jī)制造工業(yè)的發(fā)展,中國卷板機(jī)工業(yè)的總產(chǎn)值仍比2010年增長了25%,由于我國卷板機(jī)生產(chǎn)成本較低,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家GDP平均增值,中國高端卷板機(jī)工具產(chǎn)品的需求仍客觀存在,應(yīng)繼續(xù)推進(jìn)行業(yè)管理,建立公平、合理的鑄造卷板機(jī)價(jià)格體系。
我國卷板機(jī)行業(yè)以平均15%以上的速度快速增長,中國經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)增長,我國卷板機(jī)行業(yè)以平均15%以上的速度快速增長,精密鑄造卷板機(jī)市場異常
6、活躍,進(jìn)一步規(guī)范卷板機(jī)市場,尤其是與精密鑄造工業(yè)密切相關(guān)的轎車增長較快,增大了對復(fù)雜、
精密鑄造卷板機(jī)的需求,隨著卷板機(jī)制造技術(shù)的完善和質(zhì)量的提高。
卷板機(jī)對國家的發(fā)展有著很大的影響,我國已經(jīng)進(jìn)入卷板機(jī)生產(chǎn)、消費(fèi)、出口大國的行列,提高產(chǎn)品質(zhì)量和強(qiáng)化服務(wù)意識,我國已經(jīng)進(jìn)入卷板機(jī)生產(chǎn)、消費(fèi)、出口大國的行列,隨著城鎮(zhèn)化西進(jìn)、區(qū)域振興、高速鐵路、高速公路、積極調(diào)整產(chǎn)業(yè)和產(chǎn)品結(jié)構(gòu),提高全產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力,“十二五”期間卷板機(jī)市場需求將繼續(xù)放大。進(jìn)一步鞏固和提高卷板機(jī)生產(chǎn)企業(yè)的市場占有率,作為提升裝備制造業(yè)競爭能力的有效途徑之一,發(fā)展再制造產(chǎn)業(yè),能降低生產(chǎn)成本,其目的也是為了促進(jìn)以卷板機(jī)更新為重點(diǎn)的技
7、術(shù)改造。進(jìn)一步提高產(chǎn)品質(zhì)量和強(qiáng)化服務(wù)意識,提高全產(chǎn)業(yè)的綜合競爭力,轉(zhuǎn)變經(jīng)濟(jì)增長方式,增強(qiáng)自主創(chuàng)新能力。發(fā)展高速加工技術(shù),提高表面處理技術(shù),并仍將快速增長,遠(yuǎn)遠(yuǎn)高于國家GDP平均增值,未來幾年國內(nèi)汽車工業(yè)仍將是鑄造卷板機(jī)行業(yè)的主要推動力。
卷板機(jī)國際市場的好壞直接影響著國內(nèi)市場的走向,卷板機(jī)在全球的走勢非常良好,因此國內(nèi)的卷板機(jī)行業(yè)面臨著非常好的機(jī)遇,無疑也是對國內(nèi)卷板機(jī)的挑戰(zhàn),三輥卷板機(jī)在非洲市場的發(fā)展空間、潛力巨大。
相對2010年36%增長達(dá)到5%,中國的需求將在2012-2015年達(dá)到50%以上占比,卷板機(jī)制造企業(yè)能否提供包括礦山方案設(shè)計(jì)、礦山服務(wù)設(shè)備設(shè)計(jì)、產(chǎn)品生產(chǎn)全套化、設(shè)備運(yùn)營、
8、工程管理等在內(nèi)“一攬子服務(wù)”能力日趨重要,最早開始礦山“一攬子服務(wù)”的是國外的卷板機(jī)企業(yè),各類大型卷板機(jī)制造業(yè)具有集中度較高、產(chǎn)能不均衡的特點(diǎn)。
卷板機(jī)需求量達(dá)到每年百分之十幾的增速,而且客戶的付款能力、及時(shí)性非常好,歐洲、美國等發(fā)達(dá)國家礦機(jī)消費(fèi)仍存在上升空間、非洲等貧窮國家市場發(fā)展?jié)摿^大,這為國內(nèi)卷板機(jī)的發(fā)展提供了強(qiáng)力支持,歐盟、北美等發(fā)達(dá)地區(qū)的市場比較成熟,歐美等發(fā)達(dá)國家以及非洲地區(qū)對地面表層或地下礦床開采的項(xiàng)目增長將使卷板機(jī)的銷售同樣保持穩(wěn)定增長。
4.2 發(fā)展趨勢
我國卷板機(jī)行業(yè)以平均15%以上的速度快速增長,中國經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)增長,我國卷板機(jī)行業(yè)以平均15%以上的速度快速增長,
9、精密鑄造卷板機(jī)市場異?;钴S,進(jìn)一步規(guī)范卷板機(jī)市場,尤其是與精密鑄造工業(yè)密切相關(guān)的轎車增長較快,增大了對復(fù)雜、精密鑄造卷板機(jī)的需求,隨著卷板機(jī)制造技術(shù)的完善和質(zhì)量的提高。
卷板機(jī)在國際市場需求量達(dá)到每年百分之十幾的增速,而且客戶的付款能力、及時(shí)性非常好,歐洲、美國等發(fā)達(dá)國家礦機(jī)消費(fèi)仍存在上升空間、非洲等貧窮國家市場發(fā)展?jié)摿^大,這為國內(nèi)卷板機(jī)的發(fā)展提供了強(qiáng)力支持,歐盟、北美等發(fā)達(dá)地區(qū)的市場比較成熟,歐美等發(fā)達(dá)國家以及非洲地區(qū)對地面表層或地下礦床開采的項(xiàng)目增長將使卷板機(jī)的銷售同樣保持穩(wěn)定增長。
因此卷板機(jī)的發(fā)展趨勢非常好。
4.3 研究的主攻方向
研究對稱式三輥卷板機(jī),在彎曲成型過程中,板
10、材前后受力應(yīng)該相對均勻,因此能夠較好的解決鋼板的彈復(fù)問題和精度問題。
5主要研究內(nèi)容、需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題及解決思路
5.1主要研究內(nèi)容
三輥卷板機(jī)的工作原理:上輥垂直升降,下輥水平移動,具有板材端部預(yù)彎和卷圓功能,一次上料可完成鋼板的預(yù)彎和卷制成行;三輥均有動力驅(qū)動,卷制薄板時(shí)不打滑,同時(shí)擴(kuò)大了板材的卷制范圍;上側(cè)輥可以單側(cè)傾斜,且在傾斜狀態(tài)下兩端可同升同降,有利于錐形工件的卷制。
隨著高端主機(jī)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的迅速發(fā)展,無論是進(jìn)口零部件的價(jià)格、數(shù)量、水平還是交貨期,卷板機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造要更加關(guān)注體現(xiàn)全生命周期的綠色理念,“要力促產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高端化,鼓勵(lì)優(yōu)勢企業(yè)兼并重組,做大做強(qiáng),都已感受到國
11、際競爭伙伴越來越強(qiáng)烈的有意制約,要致力于傳統(tǒng)產(chǎn)品向精品的升級,解決傳統(tǒng)產(chǎn)品“做不好”“不做好”的痼疾,提升中國卷板機(jī)產(chǎn)品在國際國內(nèi)市場上的形象。加快卷板機(jī)產(chǎn)品向數(shù)字化、智能化發(fā)展,實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)產(chǎn)品功能的提升和可靠性的提高,卷板機(jī)工業(yè)要積極發(fā)展高效節(jié)能產(chǎn)品,也不僅在于將信息技術(shù)應(yīng)用于卷板機(jī)企業(yè)的經(jīng)營管理,使研發(fā)、生產(chǎn)和企業(yè)管理向信息化、自動化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展,大幅度改善企業(yè)的經(jīng)營管理水平,卷板機(jī)工業(yè)中高耗能環(huán)節(jié)的熱加工企業(yè)更要重視節(jié)能減排和環(huán)境友好。
5.2需重點(diǎn)研究的關(guān)鍵問題
(1)卷板機(jī)是一個(gè)對板材彎曲加工的設(shè)備,對機(jī)床輥?zhàn)铀艹惺艿膹澢ぞ?、齒輪箱的傳動比以及高速機(jī)斜齒圓柱齒輪傳動要求做出明確
12、的計(jì)算,它將決定彎曲鋼
板的厚度;
(2)卷板機(jī)要求輥?zhàn)觽鲃悠椒€(wěn)運(yùn)行,在很大程度上影響著工件質(zhì)量的加工,所以要設(shè)計(jì)好內(nèi)部傳動結(jié)構(gòu);
(3)動力設(shè)計(jì),包括主電機(jī)的選擇和計(jì)算、上下輥的設(shè)計(jì)計(jì)算和校核;
(4)減速器的設(shè)計(jì),包括總傳動比的確定、傳動裝置各軸的參數(shù)計(jì)算。齒輪傳動設(shè)計(jì)、渦輪螺桿傳動設(shè)計(jì)和軸、軸承和鍵的設(shè)計(jì)校核;
(5)設(shè)備的維護(hù)、潤滑和維修;
(6)在三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)及使用過程中,通常會遇到回彈量控制、縱向很長零件中部凸起、縱向呈錐度和邊緣不平整等幾個(gè)問題。所以要減小設(shè)備的震動;
(7)加工效率是現(xiàn)代企業(yè)的追求之一,能夠方便快捷的安裝,拆卸工件,可以大大的提高效率,側(cè)架和工
13、件供給的速度也可以影響加工效率。
5.3解決思路
1、根據(jù)題目和原始數(shù)據(jù),檢索和查看國內(nèi)外三輥對稱式卷板機(jī)的相關(guān)資料。
2、了解國內(nèi)外三輥對稱式卷板機(jī)的使用及發(fā)展現(xiàn)狀,理解三輥對稱式卷板機(jī)的工作原理,特別是動力系統(tǒng)和傳動機(jī)構(gòu)的工作原理。
3、根據(jù)任務(wù)書中的內(nèi)容,對三輥對稱式卷板機(jī)動力系統(tǒng)和傳動機(jī)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì),計(jì)算并確定主電機(jī)的功率等主要技術(shù)參數(shù)。
6 完成畢業(yè)設(shè)計(jì)必須具備的工作條件及解決的辦法
6.1具備的工作條件
原始數(shù)據(jù):
加工板料:Q235-A 屈服強(qiáng)度:σs=235MPa 抗拉強(qiáng)度:σb=420MPa
輥材:50 Mn 屈服強(qiáng)度:σs=930MP
14、a 抗拉強(qiáng)度:σb=1080MPa
硬度:HBS≤229HB
板厚:s=12 mm 板寬:b=2000mm
滾筒與板料間的滑動摩擦系數(shù):m=0.18
滾筒與板料間的滾動摩擦系數(shù):f =0.8(冷卷)
無油潤滑軸承的滑動摩擦系數(shù):=0.05
板料截面形狀系數(shù):K1=1.5 (矩形)
板料相對強(qiáng)化系數(shù):K0=11.6 (A3鋼)
板料彈性模量: E=2.06×105MPa
卷板速度:V≥6 m/min
三輥設(shè)計(jì)、制造、安裝和驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn):
JB/T8796-1998??????、精度
JB/T1829-1997????? 鍛壓機(jī)械通用技術(shù)條件
GB17
15、120-1997?????? 鍛壓機(jī)械安全技術(shù)條件
JB/T8609-1997????? 鍛壓機(jī)械機(jī)械焊接技術(shù)條件
JB/ZQ4000.5??????? 鑄件通用技術(shù)條件
JB/ZQ4000.9??????? 裝配通用技術(shù)條件
JB/ZQ4000.10?????? 涂裝通用技術(shù)條件
6.2解決辦法
①相關(guān)專業(yè)權(quán)威文獻(xiàn)資料的查閱。圖書館:相關(guān)參考書目借閱;
②調(diào)研現(xiàn)有的國內(nèi)外的三輥卷板機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)案例;
③查詢一定數(shù)量的與本專題研究相關(guān)的中英文資料,需要現(xiàn)代化的文獻(xiàn)檢索系統(tǒng)并有網(wǎng)絡(luò)文獻(xiàn)檢索的能力;
④及時(shí)和導(dǎo)師進(jìn)行溝通,階段性匯報(bào)工作,發(fā)現(xiàn)問題,及時(shí)解決問題。充分利用各方面現(xiàn)有條件,以
16、便于更好的滿足于設(shè)計(jì)要求。
7 工作的主要階段、進(jìn)度與實(shí)踐安排
根據(jù)完成畢業(yè)設(shè)計(jì)的總體思路以及畢業(yè)設(shè)計(jì)進(jìn)度,現(xiàn)具體安排時(shí)間如下:
1、指導(dǎo)老師下達(dá)設(shè)計(jì)任務(wù)書 、搜集資料 第一周
2、撰寫開題報(bào)告、開題答辯 第二、三周
3、卷板機(jī)主機(jī)部分設(shè)計(jì) 第四、五周
4、對傳動部分進(jìn)行設(shè)計(jì)分析計(jì)算 第六周
5、卷板機(jī)主要零件設(shè)計(jì) 第七,八周
6、撰寫論文 第九周
7、將論文報(bào)于指導(dǎo)老師檢查,修改 第十周
8、準(zhǔn)備答辯 第十一周
9、審查、評閱、答辯 第十二周
8指導(dǎo)老師審查意見