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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院
本科畢業(yè)設(shè)計(jì)
題 目： 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置設(shè)計(jì)
專 業(yè)： 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化
班 級(jí)： 1204
學(xué)生姓名： 尚祖衛(wèi)
指導(dǎo)教師： 侯志敏
論文提交日期： 2016 年 6 月 1 日
論文答辯日期： 2016 年 6 月 7 日
摘要
全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置是彎管機(jī)不可缺少的一部分，由彎曲模、夾緊模、托架、夾緊油缸、彎曲油缸、托架油缸、彎曲齒條、軸承座、彎曲齒輪等構(gòu)成。銅管經(jīng)過導(dǎo)向套筒從彎曲模和夾緊模之間穿入全自動(dòng)彎管機(jī)主機(jī)的芯軸桿上，然后夾緊模將銅管夾緊在兩模之間,同時(shí)托架上升托住銅管,彎曲裝置向前翻轉(zhuǎn)作180°彎曲，將銅管彎制成U型管。
空調(diào)核心的制冷部件是冷凝管。制冷裝置的重要原材料就是冷凝管，是制冷劑的運(yùn)輸通道。就現(xiàn)在看來冷凝管主要由彎管機(jī)生產(chǎn)。
本設(shè)計(jì)對(duì)彎管機(jī)盤管彎曲裝置進(jìn)行了總體結(jié)構(gòu)、彎曲模、夾緊模的設(shè)計(jì)；對(duì)齒輪齒條進(jìn)行了計(jì)算與校核；對(duì)軸承進(jìn)行了選擇與校核；對(duì)軸進(jìn)行了設(shè)計(jì)與校核。并選取了動(dòng)力系統(tǒng),論述了彎管機(jī)彎曲裝置的調(diào)整、故障及其處理方法。
關(guān)鍵詞： 彎曲齒輪; 彎曲齒條; 彎曲模; 軸承; 油缸
Abstract
Automatic plate material bending machine bending machine bending device is an indispensable part of the bending mold, mold clamping, brackets, clamping cylinder, curved cylinder, cylinder bracket, curved rack, bearing, bending and other gear constitute. Brass through the guide sleeve from between the bending die and the clamping die penetration of automatic bending machine host mandrel rod and the brass mold clamping clamped between the two dies, while boosting the bracket rises brass, bending means flips forward for 180 ° bend, bend copper tube into the U-tube.
Central air conditioning condenser cooling components is. Refrigerating apparatus is an important raw material condenser, refrigerant transport corridors. It now appears that the main condenser manufactured by bender.
The design of the coil bender bending means for the overall structure, the bending mold clamping mold design; gear rack calculated and checked; the bearings selection and verification; the shaft is designed and checked. And select the power system, it discusses the adjustments and fault processing method bender bending means.
Keywords: bending gear; curved rack; flexural modulus; bearings; cylinder
目 錄
引 言 1
第一章 彎管機(jī)概述 4
1.1 彎管機(jī)的發(fā)展概況 4
1.2 彎管機(jī)研究的意義和價(jià)值 5
1.3 彎管機(jī)的構(gòu)成及工作原理 5
1.3.1 彎管機(jī)的構(gòu)成 5
1.3.2 彎管機(jī)的工作原理 5
第二章 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置概述 6
2.1 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置的組成及工作原理 6
2.2 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置的規(guī)格 6
第三章 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7
3.1 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 7
3.2 彎曲模和夾緊模的設(shè)計(jì) 8
3.2.1 回彈角的計(jì)算 8
3.2.2 影響回彈的因素 8
3.2.3 彎曲模和夾緊模工作原理 9
3.3 齒輪齒條的設(shè)計(jì) 10
3.3.1 齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn) 10
3.3.2 齒輪的幾何尺寸計(jì)算 10
3.3.3 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度校核 11
3.3.4 齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度校核 12
3.4 軸承的選擇與校核 13
3.4.1 軸承的選擇 13
3.4.2 所選系列軸承的性能特點(diǎn) 14
3.4.3 軸承的壽命校核 14
3.4.4 軸承的靜強(qiáng)度校核 14
3.4.5 軸承的極限轉(zhuǎn)速校核 15
3.5 軸的設(shè)計(jì) 15
3.5.1 軸的直徑計(jì)算 15
3.5.2 軸的校核 15
第四章 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) 18
4.1 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置油缸的選擇 18
4.2 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置液壓泵的選擇 18
4.2.1 液壓泵的選擇 18
4.2.2 V型柱塞泵的參數(shù) 20
4.2.3 V型柱塞泵的特性 20
第五章 全自動(dòng)盤料彎彎曲裝置的調(diào)整管機(jī) 21
5.1 彎曲角度的調(diào)整 21
5.2 托架高度的調(diào)整 22
5.3 壓力調(diào)整 22
5.4 速度調(diào)整 22
第六章 可能出現(xiàn)的故障及原因 23
6.1 不夾緊的原因 23
6.2 不彎管的原因 23
6.3 彎曲形狀差的原因 24
結(jié) 論 25
參考文獻(xiàn) 26
致 謝 27
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 引言
引言
伴隨我國加快經(jīng)濟(jì)體制改革和順利加入WTO，中央空調(diào)行業(yè)毫無懸念同其他行業(yè)都面臨有史以來的巨大挑戰(zhàn)和機(jī)遇。一方面，正因?yàn)槌墒斓募夹g(shù)和各方面都較規(guī)范的管理，中央空調(diào)行業(yè)很早就打入市場與國際同行業(yè)品牌進(jìn)行競爭，也正是在適者生存強(qiáng)大壓力的沖擊和激勵(lì)下，國內(nèi)中央空調(diào)生產(chǎn)企業(yè)逐漸積累經(jīng)驗(yàn)在參加國際競爭中，為了實(shí)現(xiàn)國際資源優(yōu)化配置，將打造出更多優(yōu)秀的民族品牌，并逐步推向國際市場，這樣才能主導(dǎo)激烈的市場競爭；同時(shí)，中國是一個(gè)巨大的市場潛力股。國際資金、技術(shù)和人才等關(guān)鍵生產(chǎn)要素畢竟躍躍欲試的進(jìn)入，從而加快整個(gè)中央空調(diào)行業(yè)的發(fā)展步伐。二方面，隨著日漸白熱化的市場競爭，隨著消費(fèi)者需求的提高，多樣化、個(gè)性化和環(huán)?；鸩匠蔀榘l(fā)展主題，將促使生產(chǎn)企業(yè)及時(shí)供應(yīng)市場需求，轉(zhuǎn)變觀念、調(diào)整思維，重新定位，主動(dòng)提出新的戰(zhàn)略方案。因此，在“新市場”的大好前景下，怎么樣調(diào)整空調(diào)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和企業(yè)經(jīng)營理念，高新技術(shù)和創(chuàng)新產(chǎn)品，最大限度地滿足多變的市場需求將成為制約和推進(jìn)整個(gè)中央空調(diào)行業(yè)突飛猛進(jìn)發(fā)展的主導(dǎo)因素。我們可以肯定的說，在未來5-10年，我國中央空調(diào)行業(yè)無論在技術(shù)、產(chǎn)品、市場需求、企業(yè)經(jīng)營機(jī)制以及行業(yè)產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)等方面都將有一個(gè)飛躍。????
家用中央空調(diào)作為家用空調(diào)和中央空調(diào)兩種行業(yè)間的結(jié)晶，有著強(qiáng)大的生命力，被行業(yè)內(nèi)人士普遍看好。
家用中央空調(diào)應(yīng)用于80-800的住宅，而今我國房產(chǎn)業(yè)的發(fā)展方向?yàn)?00以上的住宅，在新樓盤建設(shè)中比例越來越大。中央空調(diào)有了巨大的發(fā)展空間。
隨著理化等學(xué)科的技術(shù)引進(jìn)和技術(shù)創(chuàng)新，也促使制冷技術(shù)也將獲得發(fā)展。壓機(jī)效率將得到改善，從而增加系統(tǒng)的能效比。變頻技術(shù)的廣泛應(yīng)用，高效的直流變頻壓縮機(jī)結(jié)合先進(jìn)的控制技術(shù)，空調(diào)啟動(dòng)時(shí)的電流沖擊得到了改善；軟件的最新設(shè)計(jì)，總體內(nèi)部全自動(dòng)化半自動(dòng)化的精確控制，使系統(tǒng)中壓縮機(jī)、換熱器以及電子控制元器件等都有個(gè)一合理安全的運(yùn)作空間，產(chǎn)品節(jié)能也就顯得更為重要。模糊控制FLC(FMzzy Logic Control)技術(shù)在中央空調(diào)中更是廣泛的運(yùn)用?？刂颇繕?biāo)方面也變動(dòng)。蝸牛式溫度控制發(fā)展到以PMV(Predicted Mean Vote)作為基準(zhǔn)控制，在控制策略方面，從簡單查詢表方法模糊控制發(fā)展到與其他人工智能領(lǐng)域相結(jié)合的智能模糊控制。耐腐蝕、耐高溫、傳熱效率高、傳熱面積大、加工工藝性好的高效親水鋁箔與高效傳熱銅管及材料的研究與運(yùn)用也將對(duì)中央空調(diào)產(chǎn)品的使用性能產(chǎn)生較大的推進(jìn)作用。
現(xiàn)代的人，生活水平和生活質(zhì)量的提高必定使人們對(duì)健康保護(hù)的意識(shí)大大增強(qiáng)，健康環(huán)保務(wù)必會(huì)是中央空調(diào)技術(shù)革新的關(guān)鍵，而這直接體現(xiàn)在末端設(shè)備的更新?lián)Q代中。多層過濾、負(fù)離子發(fā)生技術(shù)、低碳技術(shù)、觸媒技術(shù)、低溫技術(shù)以及變頻技術(shù)的運(yùn)用使人們希望的舒適性和健康性都得到增強(qiáng)的新一代產(chǎn)品成為可能。目前我國空調(diào)系統(tǒng)末端裝置普遍選用的風(fēng)機(jī)盤管及其粗略的控制模式也將被VAV（Variable Air Volume）系統(tǒng)所代替。VAV系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)工商業(yè)建筑所需的更寧靜、更準(zhǔn)確以及溫度控制功能的更多新風(fēng)； VAV系統(tǒng)還能打造出智能建筑所必備的能源監(jiān)察、管理和節(jié)能，它本身的結(jié)構(gòu)也可避免人們所擔(dān)心的漏水和水管維護(hù)的煩惱，實(shí)現(xiàn)了人們?nèi)矫?、多要求的健康綠色需求。
近十年我國制冷空調(diào)行業(yè)以迅猛的速度發(fā)展，制冷空調(diào)工業(yè)產(chǎn)值以平均20％的年增長率增長，好的年份和優(yōu)良的產(chǎn)品甚至達(dá)到30％。作為支持我國國民經(jīng)濟(jì)一個(gè)新崛起行業(yè)，隨著建筑業(yè)發(fā)展、工商設(shè)施改建及人民生活質(zhì)量的提高，中央空調(diào)產(chǎn)品的市場的美好前景更是無限，供應(yīng)范圍和供應(yīng)層次也向多元化、豐富化、綠色化、安全化發(fā)展。
我國中央空調(diào)行業(yè)以驚人的速度發(fā)展，決定性因素是國內(nèi)房地產(chǎn)行業(yè)的發(fā)展。在全年固定資產(chǎn)投資比中1999年1998年大幅度增長7％，房地產(chǎn)投資在所有增長的同比增長中占了大部分，平均年增長高約18％，比其他固定資產(chǎn)投資的增長幅度要高出很多。就1998年來說，我國樓房建筑面積達(dá)17.09億平方米，其中，城鎮(zhèn)住宅、公共建筑分別為4.77、4.33億平方米。房地產(chǎn)事業(yè)的投資金額加大，辦公用房和商業(yè)用房所占面積的加大，必將導(dǎo)致中央空調(diào)產(chǎn)品供不應(yīng)求。由此可以看出，若年增長率保持12％左右，在2010年我國中央空調(diào)市場需求將創(chuàng)歷史新高總量將達(dá)350-400億元人民幣。
中央空調(diào)行業(yè)的市場需求是隨地域變化而變化的，而當(dāng)?shù)刭徺I力的影響、氣候條件的影響和人民消費(fèi)觀念的影響都較大。由于我國地理位置特殊性，中間包括了寒帶、溫帶和熱帶以及亞熱帶，所以中央空調(diào)的銷售量也必定由南向北呈現(xiàn)下降趨勢(shì)?？梢钥闯?，華北及華東地區(qū)中的核心北京、上海為代表的作為政治文化中心及輻射區(qū)，主要以寫字樓的投資為主，中央空調(diào)的市場也就集中在人口多密集的地區(qū)；廣州、深圳為代表的廣東地區(qū)主要以貿(mào)易經(jīng)營為主，貿(mào)易經(jīng)營為其主要命脈，因此商品房比較盛行。重慶市身為直轄市，房地產(chǎn)的投資務(wù)必上升很快，也別是那些商用營業(yè)用戶增長更是明顯的很，因而，廣東、重慶等地區(qū)中央空調(diào)主要普及在經(jīng)濟(jì)商業(yè)命脈區(qū)和商業(yè)網(wǎng)點(diǎn)。目前，隨著各地經(jīng)濟(jì)都有提高，中央空調(diào)產(chǎn)品市場需求將穩(wěn)步增長。 同時(shí)，各地區(qū)的寫字樓、飯店、酒店、工廠、公司、商場、特殊工業(yè)廠房都對(duì)中央空調(diào)有著巨大需求。
我國居民生活水平有所提高，這就意味著要求會(huì)越來越高，近代全世界空氣污染嚴(yán)重。全球溫度急劇上升。使人們更不能忍受著高溫天氣，本來想外出的天氣也會(huì)在家中。這就促使各地開發(fā)商絞盡腦汁解決問題。于此中央空調(diào)達(dá)到了合理的應(yīng)用。開發(fā)商在各地商場、電影院、餐廳、游樂園、甚至有些學(xué)校的教室都得到了合理的應(yīng)用。這無疑是人們的需求促使了空行業(yè)的發(fā)展。
由此可見，空調(diào)無論在何時(shí)何地，我國對(duì)于空調(diào)的需求量都是不能滿足的，且市場前景是無法估量的的！在空調(diào)內(nèi)部，起著重要作用制冷部件是冷凝管。冷凝管是制冷裝置的重要原材料，它主要有兩個(gè)用途：①制造換熱設(shè)備最常用的蒸發(fā)器、冷凝器，俗稱“兩器”；②作為連接管道和管件。不管哪種用途，它都是制冷劑的通道，其作用十分重要。這就要求銅管生產(chǎn)企業(yè)要提高生產(chǎn)效率，采用先進(jìn)的生產(chǎn)工藝，采用先進(jìn)的生產(chǎn)設(shè)備從而提供優(yōu)質(zhì)的冷凝管[5]。冷凝管主要靠彎管機(jī)生產(chǎn)。我所設(shè)計(jì)的彎管機(jī)盤曲彎曲裝置是彎管機(jī)上的一部分，它將銅管進(jìn)行180度彎曲從而得到冷凝管。通過這臺(tái)設(shè)備可以提高加工精度和生產(chǎn)效率，所以說設(shè)計(jì)彎管機(jī)盤曲彎曲裝置是非常有深遠(yuǎn)的意義的。
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第一章彎管機(jī)概述
第一章 彎管機(jī)概述
1.1 彎管機(jī)發(fā)展情況
早期的銅管加工主要依賴于手工完成，生產(chǎn)效率低且加工出的產(chǎn)品質(zhì)量差，理論滯后于實(shí)踐的現(xiàn)象比較明顯。管材彎管的首要環(huán)節(jié)是彎曲部分的設(shè)計(jì)，彎曲很大程度上決定著產(chǎn)品的質(zhì)量水平，但早期時(shí)候?qū)懿牡募庸ひ筝^小，對(duì)工件的加工簡單，所以也就能滿足當(dāng)時(shí)人們的需求。
20世紀(jì)下半葉隨著空調(diào)的產(chǎn)生（在二十世紀(jì)六,七十年代,美國地區(qū)發(fā)生罕見的干旱天氣,為解決干旱缺水地區(qū)的空調(diào)冷熱源問題,美國率先研制出風(fēng)冷式冷水機(jī),用空氣散熱代替冷卻塔,其英文名稱是:Air cool Chiller,簡稱為Chiller）和20世紀(jì)70-80年代彎管技術(shù)的進(jìn)步，盤料彎管機(jī)有了新的發(fā)展，對(duì)裝配時(shí)銅管的加工要求提高。同時(shí)，冷凝管的使用促使人們不斷完善盤料彎管機(jī)來滿足不同廠家的需要。盤料彎管機(jī)逐漸替代了以往以人力加工的方式，結(jié)合當(dāng)時(shí)的先進(jìn)方式并吸收其他機(jī)械的發(fā)展，采用人力控制的方法對(duì)銅管進(jìn)行加工，相比于人力加工大大提升了生產(chǎn)效率和加工精度。
20世紀(jì)末到21世紀(jì)初期，盤料全自動(dòng)彎管機(jī)出現(xiàn)，實(shí)現(xiàn)全自動(dòng)操作。各種當(dāng)今最先進(jìn)的技術(shù)應(yīng)用其中，液壓、氣壓技術(shù)為全自動(dòng)下料機(jī)提供了動(dòng)力保障，檢測裝置的采用確保了使用者的安全性和生產(chǎn)的連續(xù)性，PLC的出現(xiàn)可以讓使用者通過各種不同按鍵的使用來完成復(fù)雜的生產(chǎn)過程。
彎管機(jī)制造商有印度CONSORT –ium TECH，俄羅斯GEDORE CODEMA ROBUR，智利，德國，美國OAK，日本AMADA。他們?cè)谧约旱膰叶加凶约旱陌l(fā)展特點(diǎn)，國內(nèi)也有些生產(chǎn)彎管機(jī)先進(jìn)的公司：沉陽匯智精密機(jī)械有限公司，滄州圣雄彎管有限公司，張家港市明華機(jī)械制造有限公司，浙江迪泰有限公司，每個(gè)企業(yè)都有自己的企業(yè)文化。都有自己的一套先進(jìn)技術(shù)。先進(jìn)一點(diǎn)的彎管機(jī)設(shè)計(jì)公司會(huì)采用全自動(dòng)設(shè)計(jì)。一般會(huì)用NC控制，能達(dá)到安全平穩(wěn)。能有個(gè)好的生產(chǎn)環(huán)境。而有的企業(yè)現(xiàn)在還采用手動(dòng)控制，工人手動(dòng)操作機(jī)器，實(shí)現(xiàn)半自動(dòng)控制。但這種生產(chǎn)方式生產(chǎn)的緩慢，需要一個(gè)很長的流水線。
1.2 彎管機(jī)研究的意義和價(jià)值
設(shè)計(jì)彎管機(jī)盤曲彎曲裝置的目的是滿足空調(diào)冷凝管的生產(chǎn)需要。隨著我國經(jīng)濟(jì)的騰飛和人民日益增長的物質(zhì)需要，空調(diào)在我國正在走向普及的道路，冷凝管作為空調(diào)的重要零件，其市場的需求量也隨著空調(diào)的大量生產(chǎn)而日益增加，但空調(diào)冷凝管的生產(chǎn)方式與空調(diào)的發(fā)展并不相符。我國的生產(chǎn)方式依舊落后。很難滿足市場的需求，在這種情況下，需要一臺(tái)能夠適應(yīng)當(dāng)今發(fā)展的彎管機(jī)盤管彎曲裝置來解決目前生產(chǎn)方式落后的現(xiàn)狀。設(shè)計(jì)這樣一臺(tái)彎管機(jī)是非常有意義的。
1.3 彎管機(jī)的構(gòu)成及工作原理
1.3.1 彎管機(jī)的構(gòu)成
該機(jī)器主要由彎曲裝置、退料及滑動(dòng)支撐裝置和主機(jī)移動(dòng)裝置三大部分組成。彎曲裝置的主要功能是彎曲銅管。卸料裝置的主要功能是尺寸定位和發(fā)夾管的排出。主機(jī)移動(dòng)裝置使主機(jī)及其上的各個(gè)裝置在主機(jī)軌道上前后移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)發(fā)夾管尺寸的調(diào)整。
1.3.2 彎管機(jī)的工作原理
首先彎管機(jī)接通電源，油泵啟動(dòng)，彎管機(jī)自動(dòng)運(yùn)行。接著送料前進(jìn)，送料前進(jìn)極限處，芯軸噴油（噴油的時(shí)間靠外部的定時(shí)器設(shè)定），接著彎曲模具夾緊，然后盤管被切斷，夾退 ，然后切斷裝置后退，彎曲正轉(zhuǎn)，芯軸噴油，接著收緊松開，芯軸退，在這時(shí)產(chǎn)品加工結(jié)束。接著卸料前進(jìn)，這時(shí)產(chǎn)品的卸料結(jié)束。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第二章全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置概述
第二章 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置概述
2.1 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置的組成及工作原理
彎管機(jī)盤管彎曲裝置是將銅管彎曲180°的裝置，可以同時(shí)對(duì)4根銅管進(jìn)行彎曲。通過調(diào)整模具、拖架等的位置可以加工其他型號(hào)的銅管。彎管機(jī)盤管彎曲裝置由彎曲模、夾緊模、托架、夾緊油缸、彎曲油缸、托架油缸、彎曲齒條、軸承座、彎曲齒輪等構(gòu)成。彎曲模具、夾緊模具、托架三點(diǎn)一線。銅管經(jīng)過導(dǎo)向套筒從彎曲模和夾緊模之間穿入全自動(dòng)彎管機(jī)主機(jī)的芯軸桿上，然后夾緊模將銅管夾緊在兩模之間,同時(shí)托架上升托住銅管,彎曲裝置向前翻轉(zhuǎn)作180°彎曲，將銅管彎制成U型管。為防止銅管彎曲部的變形，有萬向活動(dòng)芯軸在銅管內(nèi)，在彎曲的同時(shí)向彎曲處自動(dòng)噴油潤滑。
2.2 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置的規(guī)格
⑴ 材料的材質(zhì)：T2、TP2脫氧銅管；材料狀態(tài)：軟（按GB8895-88選用）；
⑵ 材料的尺寸：?9.52×t0.35mm 盤管(光管及內(nèi)螺紋管)下料長度：300-600mm；
⑶ 下料長度: L=Min.300～Max.2000±1.0mm，端部不齊度：Max.1mm；
⑷ 循環(huán)時(shí)間：L=1000mm時(shí) 18秒/每循環(huán)；
⑸ 彎曲部橢圓度：Max.15%；
⑹ 彎曲部壁厚減薄率: Max.35%。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第三章全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
第三章 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
3.1 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置總體的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
總體結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)如圖1所示，包括彎曲模、夾緊模、托架、夾緊油缸、彎曲油缸、托架油缸、彎曲齒條、軸承座、彎曲齒輪等。彎曲裝置上面裝有導(dǎo)向架和導(dǎo)向套筒以用來將銅管順利導(dǎo)入并支撐銅管。銅管穿入翻轉(zhuǎn)拖架中，進(jìn)入到彎曲模具中。當(dāng)接通動(dòng)力后，芯軸穿入銅管，以免銅管在彎曲過程中產(chǎn)生變形或被壓扁，接著夾緊模具夾緊銅管，然后齒條帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)拖架翻轉(zhuǎn)180°，完成銅管彎曲，最后芯軸退出，完成一次彎曲過程。整個(gè)過程速度較慢，但保證了銅管的優(yōu)良質(zhì)量，為空調(diào)等電器提供了良好的冷凝管。圖1為彎管機(jī)盤管彎曲裝置簡圖。
圖1 彎管機(jī)盤管彎曲裝置簡圖
3.2 彎曲模和夾緊模的設(shè)計(jì)
3.2.1 回彈角的計(jì)算
由于彎曲變形中，塑性變形的同時(shí)，必然伴有彈性變形，因此在制作彎曲終了并卸去載荷后，彈性變形將立即恢復(fù)，使彎曲件的角度和彎曲半徑發(fā)生變化，不再和模具的形狀、尺寸一致，此種現(xiàn)象稱為回彈角。
（3-1）
式中：—彎曲件回彈后夾角
—彎曲凸模夾角
為正，成為正回彈，為負(fù)，成為負(fù)回彈。
由于R/t<5,查得軟黃銅=350Mpa,=1°
由公式：
900 （3-2）
式中：—彎曲件夾角為90°回彈角
—彎曲件為a時(shí)的回彈角
得到將銅管彎曲180°回彈角=2°
故彎曲模設(shè)計(jì)成182°
3.2.2 影響回彈的因素：
（1）材料的力學(xué)性能
材料的屈服極限越高，彈性模數(shù)越小，彎曲變形回彈越大，回彈越大，加工硬化作用的材料回彈也大，在具體應(yīng)用中應(yīng)注意正確選擇材料及選用熱處理來消除材料的硬化。
（2）相對(duì)彎曲半徑R/t
R/t越大，變形程度越小。彈性變形在總的變形中所占比例就越大，回彈越大，否則相反。實(shí)驗(yàn)證明R/t=1~1.5時(shí)，回彈角最小。
（3）彎曲角a
a越小，彎曲變形區(qū)長度越長，回彈累積值越大，回彈角愈大。
（4）彎曲制件形狀
彎曲制件形狀愈復(fù)雜，一次彎曲成形角愈多，彎曲時(shí)葛布粉的互相牽制作用就愈大，彎曲中拉伸變形成分愈大，回彈值愈小。
（5）彎曲方式和彎曲模
自由彎曲的回彈值比校正彎曲回彈值大，尤其是無底凹模內(nèi)自由彎曲回彈值最大，而校正彎曲時(shí)，校正力愈大，回彈值愈小。U型制件彎曲時(shí)，凸、凹模的間隙對(duì)回彈有較大影響，間隙值愈大，回彈值愈大。間隙值愈小，或?yàn)樨?fù)間隙，則可能出現(xiàn)零回彈甚至于負(fù)回彈。同時(shí)由于板料厚度偏差存在。使得間隙對(duì)回彈影響更明顯。
3.2.3 彎曲模和夾緊模工作原理
彎曲模和夾緊模是對(duì)銅管進(jìn)行彎曲和定位的。每個(gè)彎曲、夾緊模具下都有一個(gè)油缸，而托架則安裝在由兩個(gè)托架油缸固定的滑動(dòng)板上。彎曲前如圖2，彎曲后如圖3。
圖2 彎曲前
銅管穿入翻轉(zhuǎn)拖架中，進(jìn)入到彎曲模具中。當(dāng)接通動(dòng)力后，芯軸穿入銅管防止銅管在彎曲過程中產(chǎn)生變形或被壓扁，夾緊模具夾緊銅管，齒條帶動(dòng)齒輪旋轉(zhuǎn)，帶動(dòng)翻轉(zhuǎn)拖架翻轉(zhuǎn)180°，完成銅管彎曲，芯軸退出，完成一次彎曲過程。
圖3 彎曲后
3.3 齒輪齒條的設(shè)計(jì)
3.3.1 齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)：
⑴ 瞬時(shí)傳動(dòng)比保持恒定不變，準(zhǔn)確可靠。
⑵ 傳動(dòng)的功率和速度范圍較寬。
⑶ 傳動(dòng)效率高，可達(dá)98%以上。
⑷ 使用壽命長。
⑸ 結(jié)構(gòu)緊湊，體積小。
3.3.2 齒輪的幾何尺寸計(jì)算：
當(dāng)中心距一定時(shí)，應(yīng)選用較多齒數(shù)，這樣可以提高重合度，使傳動(dòng)平穩(wěn)，減小噪聲。中速、過載大、短時(shí)間間歇運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，取大值。根據(jù)設(shè)計(jì)要求選取齒輪齒數(shù)z=32,模數(shù)m=5。則分度圓直徑。壓力角a為20°。
齒頂高
齒根高
全齒高
齒頂圓直徑
齒根圓直徑
基圓直徑
齒距
齒厚=齒槽寬=
齒條同齒輪，齒輪圖如圖4
圖4 齒輪圖
3.3.3 齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度校核
齒輪材料選擇40Cr鋼，標(biāo)準(zhǔn)直齒輪，調(diào)質(zhì)—表面淬火，硬齒面。齒面硬度為48-55HRC。因采用表面淬火，輪齒變形不大，故選7級(jí)精度。齒條同齒輪。齒寬系數(shù)選取0.25。齒條同齒輪。
齒輪的扭矩
齒寬
考慮到本彎管機(jī)盤管彎曲裝置運(yùn)動(dòng)均勻平穩(wěn)，查得使用系數(shù)KA=1；
由V=12m/s,查得=1.1;
查得齒向載荷分布系數(shù)
由于 查得=1.3
故載荷系數(shù)
因?yàn)辇X輪齒條都是鍛鋼，故查得材料的彈性影響系數(shù)；
查得區(qū)域系數(shù)=2.5
齒輪最大接觸應(yīng)力計(jì)算公式為：
（3-3）
則齒輪最大接觸應(yīng)力：
=189.8
由齒輪材料為鍛鋼查得齒輪的接觸疲勞強(qiáng)度極限 =1200Mpa,
接觸疲勞壽命系數(shù)KHN=0.97，
安全系數(shù)S取1，取失效率1%；
齒輪許用應(yīng)力公式為：
（3-4）
故算得[]=1164Mpa,因此<[]；
故齒輪傳動(dòng)齒面的接觸強(qiáng)度足夠。
3.3.4 齒輪的彎曲疲勞強(qiáng)度校核
因?yàn)辇X輪齒數(shù)為32，查得當(dāng)Z=30時(shí)，=2.52，Z=35時(shí)， =2.45，
故由插值法算得=2.53；
應(yīng)力修正系數(shù) =1.63；
則 ；
則齒輪圓周力
查得彎曲疲勞強(qiáng)度極限=700Mpa；
=1，=1，=1.1
=1.05+0.26（1+0.6）+0.1610-3b=1.18，
故
查得彎曲疲勞壽命系數(shù)=0.98；
取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4；
故齒根許用彎曲應(yīng)力計(jì)算公式為：
（3-5）
故算得齒根許用彎曲應(yīng)力 ；
齒根最大彎曲應(yīng)力計(jì)算公式為：
（3-6）
算得
故<[],所以齒根彎曲疲勞強(qiáng)度足夠。
3.4 軸承的選擇與校核
3.4.1 軸承的選擇
根據(jù)設(shè)計(jì)的要求和條件，選擇角接觸軸7009AC/P5,d=45mm,D=75mm;基本額定載荷=25.8KN,=19.5KN,脂潤滑極限轉(zhuǎn)速7500r/min。
3.4.2 所選系列軸承的性能特點(diǎn)
⑴ 可同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷。也可單獨(dú)承受軸向載荷。
⑵ 接觸角a越大，軸向承載能力越高。
⑶ 由于一個(gè)軸承只能承受單向軸向力，應(yīng)成對(duì)使用。
3.4.3 軸承的壽命校核
軸承額定壽命公式為：
（3-7）
其中：
ε—壽命系數(shù)，本設(shè)計(jì)取ε=3；
由書查得fp=1.2,計(jì)算得P=146.4N。
故 h；
因?yàn)闄C(jī)器的壽命為h，小于軸承壽命；
故軸承壽命足夠。
3.4.4 軸承的靜強(qiáng)度校核
靜強(qiáng)度驗(yàn)算條件公式為：
（3-8）
一般工作條件下，滾動(dòng)軸承安全系數(shù)；
本設(shè)計(jì)取 ，
則當(dāng)量靜載荷 ，
則 .
故軸承的靜強(qiáng)度足夠。
3.4.5 軸承的極限轉(zhuǎn)速校核
極限轉(zhuǎn)速驗(yàn)算的條件：
查得負(fù)荷系數(shù)；
角接觸軸承的負(fù)荷角,由此查得。
則 ；
故軸承的極限轉(zhuǎn)速足夠，滿足軸承要求。
3.5 軸的設(shè)計(jì)
3.5.1 軸的直徑計(jì)算
軸的設(shè)計(jì)公式為：
(3-9)
其中： —許用切應(yīng)力，Mpa;
T — 軸所受的轉(zhuǎn)矩，Nmm;
n —軸的轉(zhuǎn)速，r/min;
P —軸傳遞的功率，KW；
d —軸的計(jì)算直徑，mm;
C—與軸材料有關(guān)的系數(shù)。
查得系數(shù)C =106,故 ,
查表取軸的標(biāo)準(zhǔn)直徑為10mm,故取軸直徑d=10mm。
選取軸的材料為45號(hào)鋼。
3.5.2 軸的校核
本設(shè)計(jì)決定按彎曲許用應(yīng)力計(jì)算對(duì)軸進(jìn)行校核。
⑴ 畫出軸的空間受力簡圖，如圖5
圖5 軸空間受力簡圖
⑵ 畫出水平面受力圖，計(jì)算支點(diǎn)反力，畫水平面彎矩圖，如圖6
圖6 水平面受力及彎矩圖
考慮到C點(diǎn)處可能為危險(xiǎn)截面，故計(jì)算出C點(diǎn)的彎矩。
由,,
因?yàn)槠胶?，故?
圖7 垂直面受力和彎矩圖
求得支點(diǎn)反力N。
C點(diǎn)彎矩 ；
⑶ 畫出垂直面受力和彎矩圖，計(jì)算支點(diǎn)反力和C處的彎矩，如圖7
由,
求得 ；
C點(diǎn)彎矩 ；
求合成彎矩
合成彎矩的計(jì)算公式為：
(3-10)
所以C點(diǎn)的合成彎矩:
⑷ 畫出扭矩圖，如圖8
圖8 扭矩圖
⑸ 計(jì)算C點(diǎn)處當(dāng)量彎矩
當(dāng)量彎曲的計(jì)算公式是：
(3-11)
所以C點(diǎn)的當(dāng)量彎矩：
。
⑹校核軸的強(qiáng)度
查得45號(hào)鋼，
用插值法得，
C截面當(dāng)量彎曲應(yīng)力：
，
所以，故C截面安全。
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第四章 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
4.1 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置油缸的選擇
設(shè)計(jì)選擇的是日本油研的CJT140-TA50A255N-ANCA-11418工程型油缸，油缸直徑50mm。以工程型油缸作為動(dòng)作執(zhí)行件，主控部分采用高性能可編程控制器[11]。為提高系統(tǒng)的可靠性，我們對(duì)所有動(dòng)作均采用帶有終點(diǎn)位置傳感器的閉環(huán)控制方法。由于氣動(dòng)系統(tǒng)使用壓力一般在0.2-1.0Mpa范圍,因此氣缸是不能做大功率的動(dòng)力元件.液壓缸就可以做比較大的功率的元件, 液壓缸包括5個(gè)部件,缸筒和缸蓋、活塞和活塞桿、密封裝置、緩沖裝置、排氣裝置。
所選液壓缸如圖9
圖9 液壓油缸圖
4.2 全自動(dòng)盤料彎管機(jī)彎曲裝置液壓泵的選擇
4.2.1 液壓泵的選擇
油缸的行程：
。
完成一次彎管的時(shí)間規(guī)定為1~3s,規(guī)定泵轉(zhuǎn)速為1450r/min。
故彎管機(jī)彎管最大速度，
最慢速度。
彎曲油缸流量的流量計(jì)算公式為：
(4-1)
其中： q —泵的幾何排量（cc/rev）
故得出=1.45q,又因，
其中；；
由此求得V=12.7q。
從而得出；
故油缸選擇臺(tái)灣V15-AI-R型柱塞泵。如圖10
圖10 柱塞泵
則彎曲流量；
因?yàn)椋?
所以；
彎曲時(shí)間=190.8mm/s;
對(duì)于齒輪，
故齒輪的轉(zhuǎn)速。
4.2.2 V型柱塞泵的參數(shù)
排量15cc/rev;
無負(fù)荷流量1500rpm: 26.7;
無負(fù)荷流量1800rpm: 41.4;
轉(zhuǎn)速最低：500r/min;
轉(zhuǎn)速最高：1800r/min;
4.2.3 V型柱塞泵的特性
⑴ V型柱塞泵，以獨(dú)特的設(shè)計(jì)寫盤變化角度功能，廣泛用于各種場所。特殊設(shè)計(jì)，在全力壓力區(qū)下，保持低噪音功能。
⑵ 由多種控制方式來整合，能形成系統(tǒng)具有省能源、小型號(hào)、低成本功能。
⑶ 功率損失小，減低油溫上升，可選配較小型油箱。
⑷ 廣泛用于工具機(jī)、機(jī)床、鍛壓，塑膠成型機(jī)。
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第五章 全自動(dòng)盤料彎曲裝置的調(diào)整管機(jī)
5.1 彎曲角度的調(diào)整
彎曲的角度在設(shè)計(jì)后已調(diào)整到最大，一般不需再調(diào)。如的確需要調(diào)整，請(qǐng)按照下列步驟，但不要將角度調(diào)的過大，否則將干擾退料器的運(yùn)動(dòng)，致使機(jī)器損壞。如圖12，彎曲角度調(diào)整圖。
此操作有兩個(gè)位置需要調(diào)整
⑴ 彎曲油缸行程的調(diào)整
⑵ 彎曲到位極限位置的調(diào)整
圖12 彎曲角度調(diào)整圖
① 順時(shí)針調(diào)整旋轉(zhuǎn)支座到位極限撞鐵。
② 調(diào)整彎曲油缸前進(jìn)到位極限撞鐵，使之與所要彎曲的角度相對(duì)應(yīng)，注意兩個(gè)螺栓的長度要一樣。
③ 手動(dòng)正向彎曲彎曲裝置到位。
④ 逆時(shí)針調(diào)整旋轉(zhuǎn)支座到位極限撞鐵使之與旋轉(zhuǎn)支座接觸并且鎖緊。
⑤ 慢慢將退料器向前移動(dòng)并且觀察退料器是否與導(dǎo)向套筒干涉。
⑥ 試彎一些銅管并且檢查調(diào)整后的效果。
5.2 托架高度的調(diào)整
調(diào)整托架的高度可以對(duì)彎曲的間距做微小的調(diào)整。
將托架升高使之對(duì)銅管的壓力增加可以減小彎后銅管間距，當(dāng)將托架降低時(shí)增加彎后銅管間距。調(diào)整范圍可在0～±0.3mm。
因?yàn)閺澢＞咴诩庸r(shí)中心距M已確定，所以如果不更換模具，中心距不可能比M小。
托架中心即銅管中心的尺寸L是固定的,托架頂面應(yīng)在此中心以下0.3mm。
托架的調(diào)整是靠油缸桿頭部的螺紋來調(diào)整的，調(diào)整時(shí)遵守下列各項(xiàng)：
① 調(diào)整時(shí)測量高度L。
② 測量高度時(shí)應(yīng)在油缸桿鎖緊螺母鎖緊的情況下。
③ 保持左右高度的一致性。
5.3 壓力調(diào)整
模具夾緊壓力：5~6MPa
調(diào)節(jié)位置是夾緊電磁閥下的減壓閥。
壓力設(shè)定順序:
⑴ 啟動(dòng)液壓泵，將運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)選為“手動(dòng)”。
⑵ 將旋鈕打到“芯軸進(jìn)”，旋轉(zhuǎn)卸荷電磁閥下的溢流閥的調(diào)節(jié)手柄，調(diào)節(jié)主回路的壓力。
⑶ 將旋鈕打到“模具夾緊”，旋轉(zhuǎn)夾緊電磁閥下的減壓閥的調(diào)節(jié)手柄，調(diào)整夾緊力。
5.4 速度調(diào)整
彎曲速度的調(diào)整:彎曲速度由節(jié)流閥和疊加式電磁節(jié)流閥共同調(diào)節(jié)，節(jié)流閥調(diào)定正常彎曲速度，而疊加式電磁節(jié)流閥則是調(diào)節(jié)彎曲到位和復(fù)位時(shí)的減速速度。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 第六章可能出現(xiàn)的故障及原因
第六章 可能出現(xiàn)的故障及原因
6.1 不夾緊的原因
(1) 銅管不能達(dá)到送料到位端?檢查送料裝置
(2) 導(dǎo)向套筒變形導(dǎo)致不送料?檢查、更換
(3) 個(gè)別銅管夾不緊
上下夾緊模之間有雜質(zhì)?清除
夾緊油缸密封圈損壞?更換
(4) 所有銅管不夾緊
電磁閥不動(dòng)作
① 有輸出信號(hào)?檢查電磁閥
② 無輸出信號(hào)?程序不良
6.2不彎管的原因
(1) 電磁閥有動(dòng)作
LM導(dǎo)桿卡住
液壓缸內(nèi)部密封圈破損
(2) 電磁閥無動(dòng)作
有輸出信號(hào)?檢查電磁閥
無輸出信號(hào)?程序不良
(3) 彎曲用電磁閥有動(dòng)作
齒輪齒條內(nèi)有雜質(zhì)?檢查、清除
液壓缸內(nèi)部密封圈破損?檢查
(4) 彎曲用電磁閥無動(dòng)作
有輸出信號(hào)?檢查電磁閥
無輸出信號(hào)?程序不良
6.3 彎曲形狀差的原因
(1) 內(nèi)側(cè)折皺
(2) 芯軸位置差
銅管與夾緊模之間有串動(dòng)
芯軸與銅管直徑不符
材料硬度高
模具溝槽磨損
(3) 彎曲部的橢圓度超差
芯軸位置差
芯軸與銅管直徑不符
托架位置過高
(4) 彎曲部外側(cè)斷裂
彎曲模具與托架中心不一致
芯軸伸出過長
材料硬度高
(5) 彎管中心距大
托架位置低、托架偏
回轉(zhuǎn)體未充分彎曲到位
材料硬度高
(6) 彎管中心距小
托架位置過高
彎曲模具磨損
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 結(jié)論
結(jié) 論
彎管機(jī)盤管彎曲裝置是通過彎曲油缸將動(dòng)力傳到兩翼的齒條上，齒條再將動(dòng)力傳到彎曲模具同軸的彎曲齒輪上，將直線運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成模具的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)彎曲銅管的。
銅管經(jīng)過導(dǎo)向套筒從彎曲模和夾緊模之間穿入彎管機(jī)主機(jī)的芯軸桿上，然后夾緊模將銅管夾緊在兩模之間，同時(shí)托架上升托住銅管，彎曲裝置向前翻轉(zhuǎn)180度，將銅管彎制成U形管。為防止銅管彎曲部的變形，有萬向活動(dòng)芯軸在銅管內(nèi)，在彎曲的同時(shí)向彎曲處自動(dòng)噴油潤滑。
本設(shè)計(jì)彎管機(jī)盤管彎曲裝置的特點(diǎn)：
⑴ 一次性對(duì)四根盤管進(jìn)行彎曲。效率高。
⑵ 一個(gè)人即可進(jìn)行彎管機(jī)盤管彎曲裝置的工作。
⑶ 可以進(jìn)行彎曲角度、托架高度、壓力和速度的調(diào)整。
⑷ 彎管機(jī)盤管彎曲裝置占地空間大，不方便移動(dòng)和運(yùn)輸。
沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 參考文獻(xiàn)
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沈陽化工大學(xué)科亞學(xué)院學(xué)士學(xué)位論文 致謝
致 謝
本次設(shè)計(jì)歷經(jīng)3個(gè)月時(shí)間，在不斷的學(xué)習(xí)改進(jìn)和修正中完成，本設(shè)計(jì)仍就有一些不足之處，但是依然很欣慰能在設(shè)計(jì)過程中將自己所學(xué)的機(jī)械專業(yè)知識(shí)的理論與實(shí)際設(shè)計(jì)運(yùn)用緊密結(jié)合起來，深化了理論知識(shí)，增長了見識(shí)。同時(shí)為以后工作提供了寶貴經(jīng)驗(yàn)和基礎(chǔ)，提高了自己獨(dú)立設(shè)計(jì)能力和計(jì)算機(jī)繪圖能力?？傊ㄟ^本次設(shè)計(jì)使我對(duì)機(jī)械設(shè)計(jì)的知識(shí)有了進(jìn)一步了解，使我更有信心迎接未來工作中的問題和困難，我將牢記這段繁忙而精彩的畢業(yè)設(shè)計(jì)的充實(shí)的生活。
在這次設(shè)計(jì)中，我要特別感謝侯志敏老師對(duì)我的細(xì)心指導(dǎo)，在我設(shè)計(jì)中遇到困難的時(shí)候，正是侯老師給我指點(diǎn)迷津，讓我從混亂的思維中跳躍出來，走上了正確的軌道，使我在設(shè)計(jì)中少走了不少彎路。老師教給我不僅僅是專業(yè)知識(shí)，更教給了我做人做事的道理。無論對(duì)待任何事情，都要嚴(yán)謹(jǐn)、認(rèn)真，決不輕言放棄。這使我的意志更加堅(jiān)強(qiáng)，做任何困難事情都有了足夠的信心。最后，祝老師身體健康、萬事如意。謝謝！
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