毕业设计论文液压钢筋弯曲机设计.doc

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1、 液压钢筋弯曲机设计全套图纸加V信153893706或扣 3346389411学 生 姓 名： 指导教师： 合作指导教师： 专业名称： 所在学院： 年 月目 录摘要IAbstractII第一章 前言11.1 研究目的和意义11.2 研究现状1第二章 钢筋弯曲机工作原理22.1系统性能22.2系统工作原理2第三章 工作盘的设计43.1 工作盘转速43.2 作用在工作盘上的扭矩M43.3 传动轴处的键的设计与校核43.3.1危险部位轴的直径43.3.2 键的设计与校核43.4 工作盘及附件的选择和使用53.4.1 工作盘的设计原理53.4.2 心轴的设计53.4.3 成型轴的设计53.4.4 心轴

2、与成型轴R的确定6第四章 液压系统的设计74.1绘制液压系统图74.2 液压元件的选择与专用件设计74.2.1液压马达的选择74.2.2 液压泵的选择74.2.3 液压阀的选择9第五章 结 论10参考文献11致谢12I摘要本次课题的题目是有关于液压钢筋弯曲机的研究，液压钢筋弯曲机有着能够节约能源的特点，并且能够明显地提高加工效率，方便工人进行控制。而且液压钢筋弯曲机的加工性能非常的好。而液压钢筋弯曲机的设计与发展能够很好的适应现代社会的高度发展的需求，并且有着很广泛的使用范围，在建筑行业的应用更是十分的广泛。本次课题还对液压钢筋弯曲机的具体的结构设计过程进行了详细的介绍说明。本次课题首先需要课

3、题的任务要求中的内容先进行方案的确定，分析各个方案的优缺点，并选择出比较好的方案进行采纳。而本次课题的设计主要能分成两个大的部分，第一部分就是关于弯曲部分的设计，这个部分的具体内容包括了对工作盘部分的转速进行计算。并且还要计算出设备在进行生产工作的过程中所产生的扭矩以及功率的大小。好需要确定出主轴的最小轴径的尺寸大小。之后再根据方案的要求进行最后工作盘的设计。并一步步完成整个结构的尺寸设计。第二个部分就是对液压部分进行设计，对液压马达等部分进行选型。在完成结构部分的初步设计之后，就需要进行各个部分零件以及结构的强度校核，确定其结构以及零件尺寸能够实现要求，并达到相应的强度。不仅包括了齿轮部分的

4、校核，还有传动轴以及键等许多部分进行校核计算，最终确定计算结果是否能够满足强度要求。关键词：弯曲成型机，液压马达，液压泵，精度，工作盘IAbstractThe topic of this topic is about the study of hydraulic steel bending machine， hydraulic steel bending machine has the characteristics of energy saving， and can obviously improve the processing efficiency， convenient for wor

5、kers to control. And the processing performance of the hydraulic steel bending machine is very good. The design and development of hydraulic steel bending machine can well adapt to the high development needs of modern society， and has a wide range of use， in the construction industry is very wide ly

6、ing. This topic also gives a detailed introduction to the specific structural design process of the hydraulic steel bending machine.This topic first needs the task requirements of the topic in the content of the first to determine the program， analysis of the advantages and disadvantages of each pro

7、gram， and choose a better program for adoption. The design of this topic can be divided into two large parts， the first part is about the design of the curved part， this part of the specific content includes the calculation of the speed of the work plate part. The torque and power amount generated b

8、y the equipment during production work are also calculated. It is necessary to determine the size of the minimum shaft diameter of the spindle. The design of the final work plate is then carried out in accordance with the requirements of the programme. And step by step to complete the size of the en

9、tire structure design. The second part is to design the hydraulic part， the hydraulic motor and other parts of the selection.After the completion of the preliminary design of the structure， it is necessary to check the strength of each part and the structure， to determine the structure and the size

10、of the parts can achieve the requirements， and to achieve the corresponding strength. Not only including the gear part of the check， but also the transmission shaft and many parts of the key check calculation， the final determination of the calculation results can meet the strength requirements.Key

11、words: Bending machine，Hydraulic motor，Hydraulic pump，Accuracy，Working discII 第一章前言第一章 绪论 1.1 研究目的和意义我们国家正在对基础建设以及城市化的建设部分进行很大程度的支持，而在进行建设的过程中，最重要的，也是消耗最多的就是钢筋的使用。并且在钢筋的制造过程中，对钢筋进行弯曲加工也是对钢筋的效率以及质量的最重要也是最难的一个过程。不仅需要大量使用弯曲钢筋的部分，并且弯曲的形状复杂，尺寸变化大，并且对应的尺寸精度的要求也非常的高。所以对于钢筋弯曲机的使用就十分的必要。钢筋弯曲机不仅能够大大的提高钢筋的加工效率

12、并且能够节约劳动力，提升钢筋加工的质量，保证尺寸精度等。钢筋弯曲机的使用也需要和切断机一起配合使用，并且有很多地方选择使用。随着我们国家的大力推广，以及迅速的发展，钢筋弯曲机的销售量也是倍增。在之前对钢筋加工的过程不仅所需要的劳动强度很大，并且需要消耗大量的人力物力，效率也非常的低，也很难保证足够的尺寸精度。而我国发展是十分迅速的，并且对于生产过程的环境以及加工的质量等要求也是越来越高的。所以，本次课题就是对钢筋弯曲机进行性能上的改变以及升级。而本次课题的钢筋弯曲机的要求是不仅能够保证高效率，高精度高寿命的前提下，达到体积小以及价格低廉的特点。1.2 研究现状在改革开放之后，我们国家的基本建

13、设越来越多，规模越来越庞大，对应的对于钢筋混凝土等材料的需求量也是越来越高。所以对于钢筋制造相关的机械就需要越来越高的技术来实现只狼以及效率的提高。并且也是有着越来越多的新技术以及更多功能的钢筋机械一点点研制成功，并且也慢慢开始进入使用，并进行批量生产。尤其是在钢筋成型部分的机械以及焊接部分的机械都是有着十分广泛的应用。在这些机械的制造过程中，不仅融入了液压技术，还有相关的电子技术等控制部分是应用。并且对相应技术的应用不仅使钢筋的质量有了很大程度的提高，并且钢筋强度变高，连接速度快以及刚才的节约上都有了很大的进步。而对于切断机的使用以及制造部分，我国的设备还不能达到很高的标准。国外的发展已经有

14、一定规模，并且还应用投入了大量的新技术，有了高自动化的水平。不仅有了一定程度的高质量的加工体系，并且质量细节要求也非常高。尤其是外观的细节要求非常高。能够实现一次冲压成型，并且油漆经过烤漆喷涂的处理。从外观很难看出哪里有焊缝等。十分的美观整洁。而国内的厂家还并没有达到一定的规模，并且设备相应的也比较老化严重。虽然已经是悠久的生产厂家，但是并没有非常革新的技术。在进行加工的过程还需要依靠体力劳动，以及经验来进行。所以制造的外观方面比较差，不尽如人意。1.3 研究的主要内容钢筋弯曲机、切断机、弯箍机通常是配套使用的，在同台设备上实现多种功能，是技术的发展方向之一。开发自动控制角度钢筋弯曲机是一个方

15、向。也是钢筋弯曲机走出国门、参与国际竞争的关键。设计制造简单可靠的角度控制系统是关键，在钢筋弯曲机上，开发完善角度控制系统，可以使钢筋弯曲机与钢筋弯箍机的功能相重叠。为了钢筋弯曲机工作后可以自动归位，可以采用离合器单向传动技术，并通过扭力弹簧使工作盘归位。本文主要对液压钢筋弯曲机进行了总体结构的设计与绘制，同时研究了液压系统，在完成总体结构设计之后，对各个零部件进行了分析计算和强度校核，确定其结构以及零件尺寸能够实现要求，并达到相应的强度。最后对液压钢筋弯曲机进行了详细的二维装配图和零件图的绘制，熟悉掌握了绘图软件的基本操作。13 第二章钢筋弯曲机工作原理第二章 钢筋弯曲机工作原理2.1系统性

16、能本次课题所设计的液压钢筋弯曲机不仅所需要的程序不复杂，所需要达到的湾区的形状程度是一致的，并且调整的过程很简单，操作很容易实现，还具有很好的稳定性。能够达到将10-40mm圆钢或10-40mm级螺纹钢弯曲成工程中所需要的各种形状。2.2系统工作原理在已经批量使用的钢筋弯曲机当中的大部分的弯曲机在工作盘的结构上存在着9个孔，其中中间部分的中心孔的作用是固定中心轴的，而在中心孔周围的的个孔是把成型轴和轴套插入固定的。而在工作盘两边部分还存在着一边各6个孔，这些孔的作用是固定挡铁轴位置的。并且还在工作台的两边设置了送料辊，这个结构的设计会为了方便移动钢筋。在进行生产制造的过程当中，需要制造出弯曲程

17、度达到180度的弯钩时，就需要要求钢筋的圆弧弯曲直径大于钢筋直径的2.5倍，所以，就需要对应的中心轴的尺寸大小也随着钢筋的变化而变化，所以中心轴的尺寸范围最终确定在16100mm，这个范围就能够满足不同直径钢筋所需要的要求。并且在在现在应用广泛的钢筋弯曲机的使用过程中，在对弧形以及圆形成型的过程中并不能非常顺利的达到要求，尤其对于粗的钢筋和钢管的成型过程，更是如此，所以有些厂家已经记性了一定程度的改造，下面图片显示的就是改造的结构图：图2.1 系统工作盘上图中的结构看起来非常的复杂，并且操作起来也比较困难。但是也是能够达到所需要的加工要求的。而本次课题在进行设计的过程中，结合了上图中的结构优点

18、并且还阅读了大量的资料作为参考，综合考虑许多结构，进行改进，具体设计如下：1.对于结构中本来存在的钢筋弯曲的结构部分进行保留，因为该部分是经过液压驱动的，所以为了便于控制，在原结构上添加了行程开关。2.在本次课题的改进过程中，曲线了之前结构当中的两个相同的插座板其中的一个，将对应部分换成了与之类似，但是用来对于粗钢筋加工的插座板。3.在本次课题的改进过程中国，发现了之前的机构中的工作圆盘部分的设计师需要通过液压马达实现驱动的，所以，工作盘与传动轴就不能够作为一个部分，就需要分开，而在加上两个角接触轴承，就能够非常好的增加传动轴刚性的性能。4.由于传动轴和工作盘不能够做成一个部分，所以两个部门

19、的连接就采用键连接。并且对于轴承的定位也可以选择定位套筒。5.在工作台上在焊接一个原版以增加工作台的强度。6.使用键槽连接液压马达以及轴，这样的设计就可以传递动力使工作盘旋转。 第三章工作盘的设计第三章 工作盘的设计3.1 工作盘转速因为本次课题对于钢筋弯曲机的动力结构主要是通过液压来实现的，所以对于液压系统的控制就需要通过调速阀来实现。在已经投入使用的大部分的弯曲机当中，进行比较，能够得出弯曲机主轴转速有3.7r/min， 5/min， 7.2r/min， 8r/min， 10r/min， 14r/min， 16r/min有七种，本次课题所选择的转速的是：8 r/min。并且因为弯曲机的动力

20、是液压，就需要调速阀来进行控制，所以调速阀能够达到无极调速的要求，不仅结构简单，并且稳定性强。3.2 作用在工作盘上的扭矩M （Ncm） （3-1）式中：-与钢筋截面有关的系数。圆截面钢筋取=1.5-与钢筋材料有关的系数。一般取0.630.71d-钢筋直径 cmr-弯曲半径 cmw-抗弯截面系数 cm 取w= 0.1-钢筋弯曲应力 N/根据前面的计算过程，最后选择I级钢筋的弯曲直径的大小为D=2.5d，II级钢筋最小弯曲半径的大小确定为D=4d。这里用I级钢筋的弯曲半径为r=1.25 d则 3.3 传动轴处的键的设计与校核3.3.1危险部位轴的直径 按强度条件 m=69.87mm （3-2）按

21、刚度条件 m=72.35mm （3-3） 选d=85mm 3.3.2 键的设计与校核1.选键的类型选A型普通平键。2.确定键的尺寸由机械设计基础表10-5可知，d75-85时，键剖面尺寸应选为：b=22，h=14，参考键长L的尺寸系列，取L=100。所选键的标记为：GB/T10962003键2214100。3.强度校核普通平键的挤压强度条件为： p =2T/dklp （3-4）式中：-为传递的转矩-为键与轮毂键槽的接触高度，=0.5h，此处h为键的高度-为键的工作长度，=L-b，这里L为公称长度，b为键的宽度。由以上数据可得=L-b=78mm挤压应力为 p =2T/dkl=22677.1210

22、/（85778）=115.37MPa （3-5）由机械设计基础表10-6可知，许用挤压应力p=100-120MPa。p=115.37MPap，故联接能满足挤压强度要求。3.4 工作盘及附件的选择和使用3.4.1 工作盘的设计原理在已经批量使用的钢筋弯曲机当中的大部分的弯曲机在工作盘的结构上存在着9个孔，其中中间部分的中心孔的作用是固定中心轴的，而在中心孔周围的的个孔是把成型轴和轴套插入固定的。而在进行生产加工的过程中，将钢筋夹在工作盘的心轴以及成型轴中间的位置，之后打开弯曲机，工作盘开始旋转，被夹的钢筋就开始行程弯曲变化。当钢筋成型过程完成之后，停止旋转并反转回原位。这样一个钢筋的弯曲加工就完

23、成了。比起给由于不同的钢筋所需要的弯曲程度以及半径都是不一样的，所以就可以根据对于配套的心轴的更换来达到不同规格的钢筋的加工。并且由于液压马达能够实现在不同方向的转动，所以，钢筋加工的方向也能够有两个方向。3.4.2 心轴的设计因为钢筋的不同规格需要通过更换心轴来实现，所以，钢筋的心轴尺寸就需要和钢筋的尺寸一一对应。本次课题的设计过程中，心轴的直径尺寸有16.20.25.35.45.60.75.85.100（mm）9种规格的心轴。如弯一根直径6mm钢筋的弯钩，弯曲半径是8mm。那么可选择16mm的心轴。而弯曲一根直径25mm钢筋的弯钩，弯曲半径是31mm，则可选择60 mm的心轴，即心轴约为2

24、倍的弯曲半径。3.4.3 成型轴的设计为了更好的夹紧钢筋，提高加工的质量，所以就可以选择在成型轴上添加轴套的方法，这样就能够很好的夹紧钢筋，控制调节心轴，钢筋以及成型轴三个部分之间的间隙的大小，从而提高钢筋的加工质量。3.4.4 心轴与成型轴R的确定 为保证成型轴的强度，必须使 （3-6）式中：为成型轴受力为成型轴材料的许用压力。已知心轴材料45钢调质，其屈服极限取安全系数为2 则 Mpa 则KN （3-7）又 所以 取R=25 （3-8）工作台 d=400 mm 第四章系统液压的设计第四章 液压系统的设计4.1绘制液压系统图对液压钢筋弯曲机进行控制的液压系统的控制回路的结构越简单越好，并且也

25、需要十分清楚各个元件之间的联系，放置失误动作的发生，并且也需要减少能量的损失，提高液压系统的工作效率。下面的图片显示的就是目前的液压系统的原理图： 图4.1 液压系统原理拟图4.2 液压元件的选择与专用件设计4.2.1液压马达的选择根据本次课题的要求，需要在钢筋弯曲的工作过程中达到扭矩的大小为2677.12 Nm，弯曲时转速为8r/min。根据要求最终确定出液压马达选择型号为1QJM01-0.2，排量1.295L/r，额定压力为20MPa，额定转矩为3833 Nm，转速范围2200r/min。当马达排量为1.25 L/r时，转速为8r/min，进入马达的流量为q=1.258=10L/min，考

26、虑油路的油液泄漏，Q=q1.1=11L/min，由于油路简单，设油路压力损失为0.5 MPa，则Pp=14.8+0.5=15.3 MPa。4.2.2 液压泵的选择1.确定液压泵的最大工作压力pp ppp1+p （4-1）式中： p1液压缸或液压马达能够达到的工作过程中的压力的最大值； p管路中的消耗损失。 p的数值需要进行计算才能够知道，所以进行一个数据的经验选择：管路简单、流速不大的，取p=（0.20.5）MPa；管路复杂，进口有调阀的，取p=（0.51.5）MPa。2.确定液压泵的流量QP 在进行加工过程中需要的多个液压马达一起进行工作的过程中，所能够达到的流量是： QPK（Qmax） （

27、4-2）式中： K系统泄漏系数，一般取K=1.11.3； Qmax液压缸或液压马达能够达到的工作过程中的压力的最大值，能够从图片中查到对应的数值。并且在对野柳发部分设计过程中，溢流阀的最小流量的大小是一般取0.510-4m3/s。 （4-3）式中： K系统泄漏系数，一般取 =1.2； Tt液压设备工作周期（s）； Vi总消耗量（m3）； z液压缸或液压马达的个数。3.选择液压泵的规格 根据之前求出来个各个部分的数值大小，并且还需要结合液压泵的形式，查阅相关的资料手册，最终选择出泵的压力需要比最大工作压力大25%60%。4.确定液压泵的驱动功率 为了保证工作的平稳，即（p-t）、（Q-t）图变化

28、较平缓，则 (4-4)式中: pp液压泵的最大工作压力（Pa）； QP液压泵的流量（m3/s）；P液压泵的总效率，参考表4.1选择。表4.1液压泵的总效率液压泵类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵总效率0.60.70.650.800.600.750.800.85 在进行生产工作的过程中，如果液压泵并不能够达到十分稳定的范围，那么就需要对各个部分进行分别计算功率，并求出平均值 (4-5)式中: t1、t2、tn一个循环中每一动作阶段内所需的时间（s）；P1、P2、Pn一个循环中每一动作阶段内所需的功率（W）。计算完成之后还需要保证下一个阶段的使用依然能够达到要求。所以在对泵的压力计算过程中，根据之前的计

29、算能够确定为液压泵的工作压力P=Pp(1+30%)=19.89 Mpa选取单叶片泵型号为T6C型，额定压力21MPa，最高压力28Mpa，转速：6002800r/min，重量：15.5Kg。因此泵的驱动功率： P=Ppq/=15.31.67100/0.75=3406.8W （4-6）：液压泵的总效率，叶片泵的效率为0.75。确定电机功率：泵的驱动功率为3406.8W，选型号为Y132M4型电机，功率为4KW。4.2.3 液压阀的选择在进行液压阀的选择过程中，需要考虑到系统工作时候所需要的最大的压力大小，以及对应压力时的流量大小来进行液压阀的选择。在对溢流阀选择的过程中需要根据液压泵所能够达到的

30、最大流量来进行选择，而对节流阀和调速阀及你先搞选择的过程中，就需要考虑到稳定性的要求。所以对于液压阀的型号选择在图纸中标注。 第五章结论第五章 结 论在这次设计中我学到了很多。首先，我学会了查阅资料和独立思考。我的课题是液压钢筋弯曲机的设计。本次课题首先需要课题的任务要求中的内容先进行方案的确定，分析各个方案的优缺点，并选择出比较好的方案进行采纳。而本次课题的设计主要能分成两个大的部分，第一部分就是关于弯曲部分的设计，这个部分的具体内容包括了对工作盘部分的转速进行计算。并且还要计算出设备在进行生产工作的过程中所产生的扭矩以及功率的大小。好需要确定出主轴的最小轴径的尺寸大小。之后再根据方案的要求

31、进行最后工作盘的设计。并一步步完成整个结构的尺寸设计。第二个部分就是对液压部分进行设计，对液压马达等部分进行选型。本次课题的完成让我学到了很多知识，并且本次课题完成的内容也是我的一次实际应用，也让我得到了很多的锻炼。参考文献1徐灏机械设计手册S.北京:机械工业出版社，2013.2朱龙根.机械系统设计M.黄雨华北京:机械工业出版社，2015.3郭仁生优化设计应用M.苏君，卢洪胜北京电子工业出版社，2014.4濮|良贵.机械设计V.记名刚北京:高等教育出版社，2015.5马秋生.机械设计基础M.杨建伟，王宁侠.机械工业出版社，2010.6吴宗泽.机械设计课程设计手册S.罗圣国.北京:高等教育出版社

32、2016.7吴宗泽.机械设计使用手册S.北京:化学工业出版社，2017.8曾志新.机械制造技术基础M.吕明.武汉理工大学出版社，2010.9张绍群.机械制图M.孙晓娟.北京大学出版社，2015.10纪世斌.建筑机械基础M北京:清华大学出版社，2013.11纪士斌，张晶.施工机械M.北京:中国建筑工业出版社，2016.12汪锡龄.新型建筑机械及其应用M.北京:中国环境科学出版社2013.13王艳敏.钢筋弯曲机的改造及应用J.建筑机械，2014, (01).14马春雨钢筋弯曲机电机容量的选择J.建筑机械化，2015, (5) : 21-25.15吴学松.钢筋弯曲机玩去钢筋扭矩计算公式探讨J.建筑

33、机械化，2016, (5) : 18-19.16王良文， 陈学文.国产钢筋切断机的生产现状与改良方向J.建筑机械技术与管理,2014( 3): 83.17张海南,王金生,徐合生.新型半自动液压钢筋弯曲机设计D.成组技术与生产现代化,2016, 24(2): 62.18Safety of machine tools - Hydraulic press brakesJ.BSI.2015，15 (6) : 46.19BackeW. .Hydraulic drives with high efficiency.In Fluid power Systems and Technology,2014, FPST-VoL2, pp.45-73.20Mercer S, Bogduk N (1993) Intra-articular inclusions of the cervical synovial joints. Br J Rheumatol 32:705-710. 致谢