3607 臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì)

3607 臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì),臥式,鋼筋,切斷,割斷,設(shè)計(jì) 河 北 科 技 大 學(xué)畢 業(yè) 設(shè) 計(jì) (論 文 )開 題 報(bào) 告題 目： 臥式鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì) 學(xué)生姓名： 閆立業(yè) 學(xué) 號(hào)： 020501120 專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師： 雒運(yùn)強(qiáng)（副教授） 2006 年 4 月 16 日 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 1 文獻(xiàn)綜述隨著我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)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(yīng)用非常廣泛，它可以用作預(yù)制構(gòu)件，鋼筋混凝土和箍筋等。為此，需要鋼筋切斷機(jī)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(jī)雖能完成切斷動(dòng)作，但其執(zhí)行機(jī)構(gòu)沒有考慮到對(duì)切刀運(yùn)動(dòng)規(guī)律和動(dòng)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(jī)加以改進(jìn)，重新設(shè)計(jì)，以獲得動(dòng)態(tài)性能較好的鋼筋切斷機(jī)。1.1 鋼筋切斷機(jī)的種類和特點(diǎn)經(jīng)過幾十年的發(fā)展，我國的建筑用鋼筋切斷機(jī)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(jī)種類很多，根據(jù)設(shè)備組成的各工作機(jī)構(gòu)特點(diǎn)可以按6 種方法進(jìn)行分類，見表1表１　鋼筋調(diào)直切斷機(jī)的分類：形式 特點(diǎn)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(duì)鋼筋表面劃傷要求不高的場合。對(duì)輥式 調(diào)直速度快，被加工鋼筋表面有劃傷輕微，工作噪聲?。讳摻钫{(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(duì)輥復(fù)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(duì)輥式。被加工鋼筋表面有劃傷。工作噪聲比較?。贿m合各種鋼筋。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)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(jī)和對(duì)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(jī)。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(jī)。支撐柱式 結(jié)構(gòu)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(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑鋼筋。撤板式 結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，工作噪聲較大，適用大、中直徑鋼筋。落料方式敞口式 結(jié)構(gòu)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(jī)械式 定尺誤差小，易控制。噪聲較大，壽命短。適用于對(duì)定尺誤差要求較高，速度要求不高的場合。定尺方式機(jī)電式 定尺誤差稍大，噪聲較小，壽命長。適用于對(duì)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(fù)雜，對(duì)維護(hù)人員要求較高?？刂凭鹊停装l(fā)生故障，初期調(diào)試麻煩?？刂品绞剑校蹋每刂凭€路簡單，對(duì)維護(hù)人員要求不高。控制精度較高，運(yùn)行比較穩(wěn)定，初期調(diào)試簡單。開卷式 設(shè)備復(fù)雜，放線速度快、鋼筋不扭轉(zhuǎn)，特別適合于高速工作狀態(tài)。上料方式非開卷式 設(shè)備單一，適于調(diào)直速度不太高的工作場合。放線時(shí)鋼筋自然扭轉(zhuǎn)。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 根據(jù)工作環(huán)境及任務(wù)要求，我初步選定錘擊式切斷方式、PLC 控制電動(dòng)機(jī)。1.2 我國鋼筋切斷機(jī)的發(fā)展方向縱觀我國建筑用鋼筋切斷機(jī)的總體水平，與國際上先進(jìn)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(shù)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(jī)市場還沒有真正形成，還處在地域及價(jià)格因素占主導(dǎo)位置的過渡階段，尚未進(jìn)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(qiáng)大的技術(shù)投入在這種條件下，企業(yè)之間相互抄襲現(xiàn)象嚴(yán)重，很難找到擁有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的產(chǎn)品，尚沒有出現(xiàn)可以稱得上領(lǐng)軍式的企業(yè)。建筑用新Ⅲ級(jí)鋼筋的推廣使用為鋼筋切斷機(jī)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(jí)鋼筋要求的高速、大直徑鋼筋切斷機(jī)。在傳統(tǒng)的調(diào)直模式和曲線輥式調(diào)直切斷機(jī)中廣泛采用的錘擊式切斷機(jī)構(gòu)，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(shù)“錘擊式?jīng)_壓及切斷設(shè)備的零連切裝置”的開發(fā)與應(yīng)用，不僅徹底解決了錘擊式切斷機(jī)構(gòu)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(shè)備改造一項(xiàng)就為開發(fā)企業(yè)帶來一大片市場。采用剪式切斷機(jī)構(gòu)的新型對(duì)輥式鋼筋切斷機(jī)的使用，不僅明顯地降低了對(duì)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(dá)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(fù)合式（對(duì)輥+調(diào)直模式）鋼筋切斷機(jī)，不僅保持了傳統(tǒng)產(chǎn)品（調(diào)直模式）調(diào)直度好的特點(diǎn)，同時(shí)也使對(duì)輥式調(diào)直機(jī)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(shù)，竟相采用先進(jìn)的PLC 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 式電腦控制，不僅使控制單元得到了簡化，整機(jī)的運(yùn)行更加穩(wěn)定、可靠，維護(hù)更加簡單，更使我國建筑用鋼筋切斷機(jī)的整體水平躍上一個(gè)新的臺(tái)階，極大地縮短了與國際上先進(jìn)產(chǎn)品的差距。面對(duì)空前廣闊的鋼筋切斷機(jī)市場，廣大生產(chǎn)企業(yè)也面臨嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。多年來，受運(yùn)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(gè)別企業(yè)看準(zhǔn)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(jī)。一旦這些企業(yè)實(shí)現(xiàn)并完成對(duì)現(xiàn)有生產(chǎn)線的改進(jìn)，將以往的盤條改為直條走向市場，勢必對(duì)現(xiàn)有的鋼筋切斷機(jī)市場，特別是對(duì)鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)形成巨大的沖擊。人無遠(yuǎn)慮，必有近憂，這是一個(gè)應(yīng)該引起廣大鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)十分重視的大問題。綜上所述，我國經(jīng)濟(jì)建設(shè)的飛速發(fā)展為建筑行業(yè)，特別是為建筑機(jī)械的發(fā)展提供了一個(gè)廣闊的發(fā)展空間，為廣大生產(chǎn)企業(yè)提供一個(gè)展示自己的舞臺(tái)。面對(duì)競爭日益激烈的我國建筑機(jī)械市場，加強(qiáng)企業(yè)的經(jīng)營管理，加大科技投入，重視新技術(shù)、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(wù)水平，積極、主動(dòng)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(jìn)企業(yè)的差距，無疑是我國廣大鋼筋切斷機(jī)生產(chǎn)企業(yè)生存與發(fā)展的必由之路。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)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(jī)，本次設(shè)計(jì)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?cái)唷．運(yùn)動(dòng)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?zèng)_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(dòng)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(dòng)性能。2.2 我的設(shè)計(jì)的工作原理采用電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)三角帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速后,帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),曲軸推動(dòng)連桿使滑塊和動(dòng)刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),使活動(dòng)刀片和固定刀片相錯(cuò)而切斷鋼筋。如圖 1： 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 圖 1 傳動(dòng)簡圖2.2.1 電機(jī)的選擇根據(jù)電機(jī)的工作環(huán)境選擇電動(dòng)機(jī)類型，采用臥式安裝，防護(hù)式電機(jī)，繞線型三相異步電動(dòng)機(jī)。2.2.2 傳動(dòng)方式的選擇選擇三級(jí)減速，先是一級(jí)帶減速，再兩級(jí)齒輪減速。首先采用一級(jí)帶傳動(dòng)，因?yàn)樗哂芯彌_、吸振、運(yùn)行平穩(wěn)、噪聲小、合過載保護(hù)等優(yōu)點(diǎn)。并安裝張緊輪。然后采用兩級(jí)齒輪減速，因?yàn)樗捎脕韨鬟f空間任意兩軸間的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力，并具有功率范圍大，傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)比準(zhǔn)確，使用壽命長，工作安全可靠等特點(diǎn)。2.2.3 執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇動(dòng)力由電動(dòng)機(jī)輸出,通過減速系統(tǒng)傳動(dòng),把動(dòng)力輸入到執(zhí)行機(jī)構(gòu)。由于傳動(dòng)系統(tǒng)作 的是回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),而鋼筋切斷機(jī)的執(zhí)行機(jī)構(gòu)需要的直線往復(fù)運(yùn)動(dòng),為了實(shí)現(xiàn)這種轉(zhuǎn)換,可以采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu),盤行凸輪移動(dòng)滾子從動(dòng)件機(jī)構(gòu),齒輪齒條機(jī)構(gòu)。三種方案優(yōu)缺點(diǎn)分析：曲柄滑塊機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)直線往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(jī)構(gòu),傳動(dòng)平穩(wěn),速度均勻,但是它的輸出運(yùn)動(dòng)為單向的,在一個(gè)工作周期內(nèi)只有通過改變齒輪的轉(zhuǎn)動(dòng)方向才能實(shí)現(xiàn)往復(fù),不適合本題的要求.盤行凸輪移動(dòng)滾子從動(dòng)件機(jī)構(gòu),通過計(jì)算出移動(dòng)滾子從動(dòng)件的位移 S 和轉(zhuǎn)動(dòng)角 R 的關(guān)系 S(R),由 S(R)計(jì)算出凸輪廓線,然后制造出相應(yīng)形狀的凸輪,可以比較精確的實(shí)現(xiàn)執(zhí)行機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)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(shí)條件我決定采用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)作為本機(jī)械的執(zhí)行機(jī)構(gòu) 。曲柄的主要結(jié)構(gòu)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(shí)際情況，我決定選擇曲軸式。同時(shí)，在曲軸處安裝一飛輪，用于儲(chǔ)存慣性能。使切斷過程順利進(jìn)行。2.2.4 外殼的選擇我采用全開式，原因有兩個(gè)方面。一 有利于散熱，同時(shí)方便在關(guān)鍵部位放潤滑油。二 價(jià)格便宜，制造簡單。 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 2.3 方案的優(yōu)缺點(diǎn)的分析從整體上來說，臥式鋼筋切斷機(jī)占地面積較大，但相對(duì)的高度較小。從結(jié)構(gòu)上說，用電動(dòng)機(jī)經(jīng)一級(jí)三角帶傳動(dòng)和二級(jí)齒輪傳動(dòng)減速后,帶動(dòng)曲軸旋轉(zhuǎn),曲軸推動(dòng)連桿使滑塊和動(dòng)刀片在機(jī)座的滑道中作往復(fù)直線運(yùn)動(dòng),使活動(dòng)刀片和固定刀片相錯(cuò)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(xiàn)1 蘇翼林主編.材料力學(xué)（第3版）.天津：天津大學(xué)出版社，20012 孫桓，陳作模主編.機(jī)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(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ).北京：高等教育出版社，19994 梁崇高等著.平面連桿機(jī)構(gòu)的計(jì)算設(shè)計(jì).北京：高等教育出版社，19935 劉政昆編著.間歇運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu).大連：大連理工大學(xué)出版社，19916 伏爾默J等著.連桿機(jī)構(gòu).石則昌等譯.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，19907 田野編寫.我國鋼筋調(diào)直切斷機(jī)的現(xiàn)狀及發(fā)展.建筑機(jī)械化，2005年第1期23頁8 王慰椿.機(jī)械基礎(chǔ)與建筑機(jī)械.南京：東南大學(xué)出版社，19909 高蕊.鋼筋切斷機(jī)切斷過程分析及最大沖切力的計(jì)算.建筑機(jī)械，1995第2期24-25頁10 何德譽(yù).曲柄壓力機(jī).北京：清華大學(xué)出版社，198711 車仁煒，陸念力 王樹春.一種新型鋼筋切斷機(jī)的設(shè)計(jì)研究.機(jī)械傳動(dòng)，2004年第2期48-49頁12 高蕊.鋼筋切斷機(jī)刀片合理側(cè)隙的保證方法.建筑機(jī)械化，1997年第4期37-38頁 13 王平，張強(qiáng)，許世輝.鋼筋調(diào)直切斷機(jī)的頂?shù)杜c連切[J].建筑機(jī)械,1997年第5期47-48頁14 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