678 臥式鋼筋切斷機的設計

678 臥式鋼筋切斷機的設計,臥式,鋼筋,切斷,割斷,設計 河 北 科 技 大 學畢 業(yè) 設 計 (論 文 )開 題 報 告題 目： 臥式鋼筋切斷機的設計 學生姓名： 閆立業(yè) 學 號： 020501120 專 業(yè)： 機械設計制造及其自動化 指導教師： 雒運強（副教授） 2006 年 4 月 16 日 畢業(yè)設計（論文）開題報告 1 文獻綜述隨著我國經(jīng)濟建設的迅猛發(fā)展，建筑市場呈現(xiàn)出前所未有的喜人景象。鋼筋在建筑上應用非常廣泛，它可以用作預制構件，鋼筋混凝土和箍筋等。為此，需要鋼筋切斷機按所要求的鋼筋的規(guī)格的長度將其切斷。目前建筑工地使用的鋼筋切斷機雖能完成切斷動作，但其執(zhí)行機構沒有考慮到對切刀運動規(guī)律和動力特性的要求，切刀工作過程中產(chǎn)生的沖擊很大，切斷效率較低。因此，有必要將現(xiàn)存的鋼筋切斷機加以改進，重新設計，以獲得動態(tài)性能較好的鋼筋切斷機。1.1 鋼筋切斷機的種類和特點經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的建筑用鋼筋切斷機市場現(xiàn)已基本形成。目前，市場上生產(chǎn)和銷售的鋼筋切斷機種類很多，根據(jù)設備組成的各工作機構特點可以按6 種方法進行分類，見表1表１　鋼筋調(diào)直切斷機的分類：形式 特點調(diào)直模式 鋼筋調(diào)直效果好，比較容易控制。但調(diào)直速度低，被加工鋼筋表面有劃傷，工作噪聲較大；適合各種光圓鋼筋。曲線輥式 調(diào)直速度較快，鋼筋調(diào)直效果好，且易控制。但被加工鋼筋表面劃傷較重，工作噪聲較大；適合各種光圓鋼筋和對鋼筋表面劃傷要求不高的場合。對輥式 調(diào)直速度快，被加工鋼筋表面有劃傷輕微，工作噪聲小；鋼筋調(diào)直效果一般，控制要求較高。適合各種鋼筋，特別適合冷、熱軋帶肋鋼筋。調(diào)直方式調(diào)直模式+ 對輥復合式鋼筋調(diào)直效果比較好，比較容易控制。調(diào)直速度高于曲線輥式，低于對輥式。被加工鋼筋表面有劃傷。工作噪聲比較??；適合各種鋼筋。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 錘擊切斷方式適用中、小直徑鋼筋，工作噪聲連續(xù)、較大。易出現(xiàn)連切現(xiàn)象，定尺誤差最小。適用于中、低速度的鋼筋調(diào)直機和對定尺精度要求較高的場合。飛剪切斷方式適用大、中直徑鋼筋，工作噪聲較大，不連續(xù)。定尺精度不高，但沒有連切現(xiàn)象。適用于高速鋼筋調(diào)直機。切斷方式液壓切斷方式適用大、中直徑鋼筋，工作噪聲小。沒有連切現(xiàn)象。適用于速度不太高的鋼筋調(diào)直機。支撐柱式 結構簡單，工作噪聲小。適用于小直徑光圓鋼筋，且鋼筋調(diào)直度較高的場合。翻板式 結構較復雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑鋼筋。撤板式 結構較復雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑鋼筋。落料方式敞口式 結構簡單，工作噪聲較小，適用于大、中直徑鋼筋，且鋼筋調(diào)直較好的場合。機械式 定尺誤差小，易控制。噪聲較大，壽命短。適用于對定尺誤差要求較高，速度要求不高的場合。定尺方式機電式 定尺誤差稍大，噪聲較小，壽命長。適用于對定尺誤差要求較低，調(diào)直速度要求較高的場合普通電氣控制線路復雜，對維護人員要求較高?？刂凭鹊?，易發(fā)生故障，初期調(diào)試麻煩。控制方式ＰＬＣ控制線路簡單，對維護人員要求不高?？刂凭容^高，運行比較穩(wěn)定，初期調(diào)試簡單。開卷式 設備復雜，放線速度快、鋼筋不扭轉，特別適合于高速工作狀態(tài)。上料方式非開卷式 設備單一，適于調(diào)直速度不太高的工作場合。放線時鋼筋自然扭轉。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 根據(jù)工作環(huán)境及任務要求，我初步選定錘擊式切斷方式、PLC 控制電動機。1.2 我國鋼筋切斷機的發(fā)展方向縱觀我國建筑用鋼筋切斷機的總體水平，與國際上先進產(chǎn)品相比還是比較落后。主要表現(xiàn)在：企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模小，產(chǎn)品的技術含量低，生產(chǎn)效率低下。大部分產(chǎn)品調(diào)直速度較低，鋼筋的直線度不高，表面劃傷較重。造成這種局面的主要原因在于，我國的建筑用鋼筋切斷機市場還沒有真正形成，還處在地域及價格因素占主導位置的過渡階段，尚未進入真正的市場競爭階段。生產(chǎn)企業(yè)多而零散，且大都處在一種小而全、小而不全的狀態(tài)，在這些生產(chǎn)企業(yè)中很難形成強大的技術投入在這種條件下，企業(yè)之間相互抄襲現(xiàn)象嚴重，很難找到擁有自主知識產(chǎn)權的產(chǎn)品，尚沒有出現(xiàn)可以稱得上領軍式的企業(yè)。建筑用新Ⅲ級鋼筋的推廣使用為鋼筋切斷機的生產(chǎn)企業(yè)提供了廣闊的發(fā)展空間。為此，許多企業(yè)投入大量資金，爭相開發(fā)、研制適合新!級鋼筋要求的高速、大直徑鋼筋切斷機。在傳統(tǒng)的調(diào)直模式和曲線輥式調(diào)直切斷機中廣泛采用的錘擊式切斷機構，長期以來一直存在連切的問題，被行業(yè)稱之為老大難問題。多少年來，許多生產(chǎn)企業(yè)和使用單位為此傷透了腦筋，想盡了各種辦法，始終沒有徹底解決。隨著專利技術“錘擊式?jīng)_壓及切斷設備的零連切裝置”的開發(fā)與應用，不僅徹底解決了錘擊式切斷機構的連切問題，而且調(diào)直度好，長度誤差小，受到了新老戶、特別是廣大鋼筋焊網(wǎng)企業(yè)的熱烈歡迎。僅傳統(tǒng)設備改造一項就為開發(fā)企業(yè)帶來一大片市場。采用剪式切斷機構的新型對輥式鋼筋切斷機的使用，不僅明顯地降低了對冷、熱軋帶肋鋼筋表面的傷，也使得鋼筋的調(diào)直速度由過去的４０－６０m/min， 提高到90-120m/min、150m/min，甚至達到180m/min以上，直線度≤3mm/m，長度誤差±2mm，完全可以和國外產(chǎn)品媲美。復合式（對輥+調(diào)直模式）鋼筋切斷機，不僅保持了傳統(tǒng)產(chǎn)品（調(diào)直模式）調(diào)直度好的特點，同時也使對輥式調(diào)直機的優(yōu)勢得到了充分發(fā)揮，調(diào)直速度由過去的30-50m/min 提高到80m/min。調(diào)直鋼筋的范圍也由φ5-10mm提高到φ14mm，直線度≤4‰，定尺精度≤10mm。在電氣控制方面，眾多企業(yè)紛紛淘汰傳統(tǒng)的電氣控制技術，竟相采用先進的PLC 畢業(yè)設計（論文）開題報告 式電腦控制，不僅使控制單元得到了簡化，整機的運行更加穩(wěn)定、可靠，維護更加簡單，更使我國建筑用鋼筋切斷機的整體水平躍上一個新的臺階，極大地縮短了與國際上先進產(chǎn)品的差距。面對空前廣闊的鋼筋切斷機市場，廣大生產(chǎn)企業(yè)也面臨嚴峻的挑戰(zhàn)。多年來，受運輸長度等多種因素影響，大型軋鋼企業(yè)生產(chǎn)的直徑小于φ14鋼筋都是以盤條形式走向市場。目前已有個別企業(yè)看準后續(xù)加工（即鋼筋的調(diào)直與定尺切斷）中的可觀利潤，開始購入單機。一旦這些企業(yè)實現(xiàn)并完成對現(xiàn)有生產(chǎn)線的改進，將以往的盤條改為直條走向市場，勢必對現(xiàn)有的鋼筋切斷機市場，特別是對鋼筋切斷機生產(chǎn)企業(yè)形成巨大的沖擊。人無遠慮，必有近憂，這是一個應該引起廣大鋼筋切斷機生產(chǎn)企業(yè)十分重視的大問題。綜上所述，我國經(jīng)濟建設的飛速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機械的發(fā)展提供了一個廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產(chǎn)企業(yè)提供一個展示自己的舞臺。面對競爭日益激烈的我國建筑機械市場，加強企業(yè)的經(jīng)營管理，加大科技投入，重視新技術、新產(chǎn)品的研究開發(fā)，提高產(chǎn)品質(zhì)量和產(chǎn)品售后服務水平，積極、主動走向市場，使企業(yè)的產(chǎn)品不斷地滿足廣大用戶的需求，盡快縮短與國外先進企業(yè)的差距，無疑是我國廣大鋼筋切斷機生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 ２ 本課題要研究或解決的問題和擬采用的研究手段及途徑2.1 這次我要做地題目是臥式鋼筋切斷機，本次設計的基本要求a．用手工將不同規(guī)格的鋼筋按送至刀口，將其切斷；以后再次送入，作下次截斷。b．運動要求i）在切斷過程中，要求切斷速度盡可能小，速度盡可能均勻，以保證切削質(zhì)量，減少沖擊。ii）保證切刀行程 H。iii) 切刀空行程中速度盡可能快，以提高效率。vi) 保證切刀的每分鐘切斷次數(shù)（生產(chǎn)率）。c．動力要求：切刀能產(chǎn)生足夠的沖力克服工作阻力，要有較好的傳動性能。2.2 我的設計的工作原理采用電動機經(jīng)一級三角帶傳動和二級齒輪傳動減速后,帶動曲軸旋轉,曲軸推動連桿使滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋。如圖 1： 畢業(yè)設計（論文）開題報告 圖 1 傳動簡圖2.2.1 電機的選擇根據(jù)電機的工作環(huán)境選擇電動機類型，采用臥式安裝，防護式電機，繞線型三相異步電動機。2.2.2 傳動方式的選擇選擇三級減速，先是一級帶減速，再兩級齒輪減速。首先采用一級帶傳動，因為它具有緩沖、吸振、運行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護等優(yōu)點。并安裝張緊輪。然后采用兩級齒輪減速，因為它可用來傳遞空間任意兩軸間的運動和動力，并具有功率范圍大，傳動效率高，傳動比準確，使用壽命長，工作安全可靠等特點。2.2.3 執(zhí)行機構的選擇動力由電動機輸出,通過減速系統(tǒng)傳動,把動力輸入到執(zhí)行機構。由于傳動系統(tǒng)作 的是回轉運動,而鋼筋切斷機的執(zhí)行機構需要的直線往復運動,為了實現(xiàn)這種轉換,可以采用曲柄滑塊機構,盤行凸輪移動滾子從動件機構,齒輪齒條機構。三種方案優(yōu)缺點分析：曲柄滑塊機構,實現(xiàn)直線往復運動比較容易,通過改變不同長度比的桿件搭配就可以控制滑塊的行程及速度齒輪齒條機構,傳動平穩(wěn),速度均勻,但是它的輸出運動為單向的,在一個工作周期內(nèi)只有通過改變齒輪的轉動方向才能實現(xiàn)往復,不適合本題的要求.盤行凸輪移動滾子從動件機構,通過計算出移動滾子從動件的位移 S 和轉動角 R 的關系 S(R),由 S(R)計算出凸輪廓線,然后制造出相應形狀的凸輪,可以比較精確的實現(xiàn)執(zhí)行機構的動力學要求.但是,正如上述分析,凸輪制造比較麻煩,除非特殊需要,否則在一般條件下,不宜使用這種方案.綜合上述分析,考慮現(xiàn)實條件我決定采用曲柄滑塊機構作為本機械的執(zhí)行機構 。曲柄的主要結構型式又分為四種：圓盤式，偏心輪式，偏心軸式，曲軸式。通過考慮實際情況，我決定選擇曲軸式。同時，在曲軸處安裝一飛輪，用于儲存慣性能。使切斷過程順利進行。2.2.4 外殼的選擇我采用全開式，原因有兩個方面。一 有利于散熱，同時方便在關鍵部位放潤滑油。二 價格便宜，制造簡單。 畢業(yè)設計（論文）開題報告 2.3 方案的優(yōu)缺點的分析從整體上來說，臥式鋼筋切斷機占地面積較大，但相對的高度較小。從結構上說，用電動機經(jīng)一級三角帶傳動和二級齒輪傳動減速后,帶動曲軸旋轉,曲軸推動連桿使滑塊和動刀片在機座的滑道中作往復直線運動,使活動刀片和固定刀片相錯而切斷鋼筋，有較好的急回特性，推程速度平穩(wěn)，急回速度較快。參考文獻1 蘇翼林主編.材料力學（第3版）.天津：天津大學出版社，20012 孫桓，陳作模主編.機械原理（第6版）.北京：高等教育出版社，20013 李繼慶，陳作模主編.機械設計基礎.北京：高等教育出版社，19994 梁崇高等著.平面連桿機構的計算設計.北京：高等教育出版社，19935 劉政昆編著.間歇運動機構.大連：大連理工大學出版社，19916 伏爾默J等著.連桿機構.石則昌等譯.北京：機械工業(yè)出版社，19907 田野編寫.我國鋼筋調(diào)直切斷機的現(xiàn)狀及發(fā)展.建筑機械化，2005年第1期23頁8 王慰椿.機械基礎與建筑機械.南京：東南大學出版社，19909 高蕊.鋼筋切斷機切斷過程分析及最大沖切力的計算.建筑機械，1995第2期24-25頁10 何德譽.曲柄壓力機.北京：清華大學出版社，198711 車仁煒，陸念力 王樹春.一種新型鋼筋切斷機的設計研究.機械傳動，2004年第2期48-49頁12 高蕊.鋼筋切斷機刀片合理側隙的保證方法.建筑機械化，1997年第4期37-38頁 13 王平，張強，許世輝.鋼筋調(diào)直切斷機的頂?shù)杜c連切[J].建筑機械,1997年第5期47-48頁14 宜亞麗.鋼筋矯直切斷機剪切機構研究分析.機械，2004年第10期14-16頁15 孟進禮，衛(wèi)青珍.對鋼筋切斷機發(fā)展的幾點看法.建筑機械化，2000年第2期14-15頁 畢業(yè)設計（論文）開題報告 指導教師意見：1.對“文獻綜述”的評語：該同學搜集到的文獻資料具有很強的針對性，特別是對文獻中的結構和形式分析較為具體全面，為下面所設計的鋼筋切斷機的選型和方案制定打下了基礎。2.對本課題的深度、廣度及工作量的意見和對設計（論文）結果的預測：本課題有一定的深度，所設計的內(nèi)容包括了皮帶傳動、齒輪傳動、曲柄連桿機構等。要求對機架的結構設計采用焊接結構，需要學生有一定的想象力。本課題適合于機械類學生的畢業(yè)設計，可以使學生得到綜合的訓練。本課題有一定的難度和工作量要求，經(jīng)過學生努力后可以按時完成本設計。指導教師： 2006 年 月 日所在專業(yè)審查意見：負 責 人： 年 月 日