卷板机设计_毕业设计Word下载.docx
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图1.1-1非对称式卷板机
图1.1-2对称式卷板机
卷板机按辊位调节方式可以分为：
上调式和下调式两种，其中上调式可以分
为横竖上调式（机械或液压调节）；
垂直上调式；
下调式又可以分为不对称下调式（机械或液压调节）；
对称下调式（含垂直下调式）（液压调节）水平下调式
（液压调节）。
垂直下调式：
结构简单、紧凑；
剩余直边小，有时设计成上辊可以沿轴向抽出的结构。
它的缺点是：
弯板时，板料有倾斜动作，对热卷及重型工件不安全，长坯料必须先经初弯，否则会碰地面。
水平下调式：
较四辊卷板机的结构紧凑，操作方便剩余直边小，坯料始终保
持在同一水平面，进料安全方便。
其缺点是：
上辊轴承间距较大，坯料对中不如四辊卷板机方便。
横竖上调式：
如图1.1-3，调节辊筒的数目最少，具有各种三辊的优点，而
且剩余直边小。
其缺点：
设计时结构复杂不易处理。
图1.1-3横竖上调式
图1.1-4立式
卷板机按照辊筒方位，可以分为立式和卧式。
按上辊受力类型，可以分为闭
式（上辊中部有托辊）和开式（上辊无中部托辊），其中开式又可以分为有反压力装置的和无反压力装置的。
立式：
如图1.1-4，消除了氧化皮压伤，矩形板料可保证垂直进入辊间，防止扭斜，卷薄壁大直径，长条料等刚性较差的工件时，没有因自重而下榻的现象，板样测量较准，占地面积小。
短工件只能在辊筒下部卷制，辊筒受力不均匀，易呈锥形；
工件下端面与支撑面摩擦影响上下曲率的均匀性，卸料及工件放平料不方便，非矩形坯料支持不稳定。
闭式：
如图1.1-5没有活动轴承机构结构较简单，上辊加中间支承辊后可作得很细可弯到较大的曲率，上辊刚度好，工件母线直线度好，下辊间距小，可卷薄板且曲率较准确，上辊行程大，有足够的位置装模具，可以作长拆边机用，但只能卷制圆心角小于180度的弧形板。
图1.1-5闭式卷板机
图1.1-6四辊卷板机
四辊卷板机有四个辊，（如图1.1-6所示）上辊是主动辊，下辊可以上下移
动，用以夹紧钢板，两个侧辊可以沿斜向升降，在四辊卷板机上可进行钢板的预弯工作，它靠下辊的上升，将钢板端头压紧在上下辊之间，再利用侧辊的移动使钢板端部发生弯曲变形，从而达到所要求的曲率。
它的优点是：
1、预弯及卷圆时，钢板可不调头。
2、上下辊能夹紧钢板，防止弯曲时滑脱。
3、侧辊能起定位作用，在进料时可使钢板找正。
便于弯曲锥形件，椭圆形件及仿形加工。
综合以上各种卷板机的综合特点，在本次毕业设计中我选择了W1240X2000
型四辊卷板机进行设计
1.3W12X2000型四辊卷板机的用途
W12X2000型四辊卷板机是专供金属板的卷曲和弯曲圆筒之用，是锅炉、造
船、石油化工、水泥、电机及电器制造业中的主要设备之一。
在常温的情况下，它可以将长达2m，厚度达40mm的钢板弯曲成圆柱面、圆锥面或任意形状的柱面或其一部分，在加热的情况下，它可以将长达2m,厚度达70mm的钢板卷曲成圆柱形或其一部分，它可以对一些厚度大，用常规方法无法弯卷的钢板进行加工，在加工的过程中它还可以对金属板端部进行直接弯曲，免去了端部预弯的工序，这是四辊卷板机比一般三辊卷板机优越之处。
因此，W12X2000型四辊卷板机在锅炉、造船、石油化工、水泥、电机及电器制造业中得到了广泛应用。
同时，这种设备的上市大大减轻了工人的劳动强度，提高了企业的效益。
1.4
传动系统设计
W1240X2000型四辊卷板机是以上辊为主动辊，由主电动机通过主减速器
及联轴器，从而带动上辊工作，下辊的作用是提供一定的向上力，（设该力为夹紧力W），与上辊一起夹紧所卷钢板，使上辊与被卷钢板间产生足够的摩擦力，在上辊旋转时能够带动钢板运动。
两个侧辊用以形成卷筒所需的曲率，使板料达到所需的目的。
在我设计的这台四辊卷板机中，我采用了由主电动机通过主减速器以及联轴器，从而带动上辊的旋转。
而下辊的运动我采用在下辊的两端各放一个液压缸，通过液压缸内的液压油作用于活塞而使下辊能够实现上下的升降运动，以便夹紧钢板，用液压系统来控制下辊筒的升降以及两个液压缸在上升的过程中保持同步上升。
在下辊的两侧设有两个侧辊，两个侧辊分别由两个电动机通过两个单级减速器以及联轴器带动；
两个电动机可以分别单独控制也可以同时控制，两个侧辊可以沿着机架导轨做倾斜运动，通过丝杆丝母蜗轮蜗杆传动。
第2章
卷板机轴辊受力分析
2.1
作用在卷板机辊子上的弯曲扭矩
板料的最大变形弯矩M
M=æ
K
ç
è
1
+K0Sö
Ws
2R
'
÷
ø
S
kg·
mm
板料具有原始曲率半径R1时的初始变形弯矩
=
æ
K
+
2R÷
W
sö
1ø
s
M
式中：
K1截面的形状系数，矩形断面取K1=1.5
K0材料的相对强化模数，对于30，35钢取K0=14
W为横截面的断面模数，矩形截面
= d
B /6
2
，
（B为材料宽度， 为
d
板材的屈服极限，35钢ds=250MPa）；
则W=5.33´
105
R为弯曲最小半径，在最大弯矩产生于板材弯成上辊半径时，得到弯曲
的最小半径。
（R
= +
D
B
2 2
，D为上辊直径，
mm;
B为板材厚度，mm）。
Gs为板材屈服极限
Gs=250MPa
R1为板料由平板（R1=¥
）开始弯曲时的初始变形弯矩
M1=k1×
w×
ss
kgfmm
=（1.5+14´
402´
260）´
5.33´
105´
25=3.44´
107kgfmm
M1=1.5´
5.33´
25=2.0´
107kgfmm
2.2
卷板机的空载扭矩
Mn4=m（G1+G2+G3）d2
G1、G2、G3分别为板料、万向接送和主动辊的重量（kg）
d-
主动辊轴颈的直径（mm）
滑动摩擦系数。
用青铜轴套时，取m=0.05-0.08
m
G1=pDtLr=3.14´
0.6´
0.012´
1.8´
7.8´
106=0.31´
103kgf
G3=pd
4Lr=3.14´
0.244´
10=0.63´
10kgf
6
3
所以对G+G G取110
1 2 3
´
则：
Mn4
=0.06´
1´
103´
2402=7.2´
103
2.3
四辊卷板机的卷板力
=æ
M
R+2÷
sina
Sö
è
侧辊所受的力为
P
C
3.44´
107
260+40ö
sin25°
=2.92´
105kgf
2÷
=所加液压力=3´
3.14´
1252=1.47´
PH
辊筒所受到的力为
P=
2M
a
tga
2´
tg25°
=5.23´
105kgf
则Pa'
=Pa+PH=（5.23+1.47）´
105=6.7´
将板料从平板弯曲到R'
时消耗于板料变形的扭矩M
n1
=（M+M）æ
1-1ö
Da
R
R÷
4
因为R1=¥
，
所以M =（2.0´
107+3.44´
107）
480 =1.13´
107kgf×
260
消耗于摩擦阻力的扭矩Mn2
Mn2=
f（P 2P 2P） ç
P
a c H
+ +
+m
×
+
Pd
c cD H
dbDaö
c
2D÷
bø
f----
滚动摩擦系数（mm）滚筒与板料间。
冷卷f=0.8mm热卷f=2mm，
工作辊与支承辊间f=0.3mm.
m0.05
da、db、dc分别为a、b、c、辊轴径，其中da=288mm,db=240mm,dc=204mm。
所以将上面数值代入得：
Mn2=1.33´
板料松紧的摩擦阻力MT
fP
（
+ + ）+m
2P 2P
c H
PP
ad
D H2D
MT
Mp
= ´
1.6910 0.055.2310 252
5
480
240 480
ö
´
420
5.0210
2 400÷
=1.11´
送进板料所需的拉力T
T=（M +M
n1 T
）Da
=（1.13´
107+1.11´
107）´
480=5.38´
109kgf
拉力在轴承中所引起的摩擦损失Mns
ns
=（M
+M
）mda
107+1.11´
0.05´
2886.72´
10
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