鋼筋切斷機課程設計.ppt

鋼筋切斷機,目錄,這是目錄內容,這是目錄內容,這是目錄內容,這是目錄內容,項目背景,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。鋼筋切斷機是鋼筋加工必不可少的設備之一，它主要用語房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對鋼筋的定長切斷，一般都是用于剪切建筑用的I級鋼，剪切鋼筋直徑為640毫米。,鋼筋切斷機有機械傳動和液壓傳動兩種。機械傳動構造簡單，工作可靠，維修方便，液壓傳動無噪音，體積小，重量輕，移動方便。但液壓傳動結構復雜，一旦出現(xiàn)故障難以排除，故目前較多使用的仍然是機械傳動的鋼筋切斷機。,(一)機械傳動鋼筋切斷機,圖1-1為連桿驅動式鋼筋切斷機的外形，其傳動系統(tǒng)如圖1-2所示。,(二)液壓傳動鋼筋切斷機,圖1-3是DYT一32型液壓鋼筋切斷機的外形、其結構和工作原理如圖59所示，工作時，電動機帶動偏心軸旋轉，偏心抽旋轉時使高壓油泵中的柱塞作往復運動，將油箱中的液壓油不斷油缸中。從而推動活塞，使活動刀片前進，當活動刀片和固定刀片相錯時，鋼筋即被切斷。,國內外切斷機的對比,由于切斷機技術含量低、易仿造、利潤不高等原因，所以廠家?guī)资陙砘揪S持現(xiàn)狀，發(fā)展不快，與國外同行相比具體有以下幾方面差距。,1)國外切斷機偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機偏心距24mm，而國內一般為17mm看似省料、齒輪結構偏小些，但給用戶帶來麻煩，不易管理因為在由切大料到切小料時，不是換刀墊就是換刀片，有時還需要轉換角度。2)國內切斷機刀片設計不合理，單螺栓固定，刀片厚度夠薄，40型和50型刀片厚度均為17mm；而國外都是雙螺栓固定，2527mm厚，因此國外刀片在受力及壽命等綜合性能方面都較國內優(yōu)良。,3)國內切斷機每分鐘切斷次數少國內一般為2831次，國外要高出1520次，最高高出30次，工作效率較高。4)國外機型一般采用半開式結構，齒輪、軸承用油脂潤滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉體處用手工加稀油潤滑國內機型結構有全開、全閉、半開半閉3種，潤滑方式有集中稀油潤滑和飛濺潤滑2種。,問題提出,綜上，目前國內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，使其實現(xiàn)操作簡便、調節(jié)方便、落料簡單、生產效率高等特點。,設計要求,基本工作要求：用手工將不同規(guī)格的鋼筋按所需長度送至刀口，將其切斷；以后再次送入，作下次截斷。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；iv)保證切刀的每分鐘切斷次數（生產率）。動力要求:切刀能產生足夠的沖力克服工作阻力，要有較好的傳動性能。,有關數據,擬采用三相異步電機作動力源，初定電機轉速n2880rpm；切鋼筋的最大直徑dmax40mm；動刀通過的距離H=44mm；其生產率分型號依次為42次/分；刀在切斷過程中所受工作阻力P=400kN，其它行程無阻力。整個機器的尺寸范圍為：長寬高1600500750mm。,方案設計比較,驅動裝置方案選擇一液壓驅動（1）液壓驅動有作用通過幾乎不可壓縮的油液的壓強來實現(xiàn)，而壓力的大小又取決于負載的大??；液壓傳動可以很容易地實現(xiàn)無級變速；液壓輸入功率等于油液壓強與油液流量的乘積。主要有齒輪泵，葉片泵，柱塞泵。前兩種輸出為旋轉運動，后者輸出為直線運動。,（2）基于鋼筋切斷機的工作狀態(tài)，環(huán)境及成本，最宜選擇齒輪泵。齒輪泵有結構簡單、體積小、重量輕、工作可靠、自吸性能好、抗油污能力強，但效率低，大，流量脈動大，不能用做變量泵等特點。結構圖如右圖。采用液壓系統(tǒng)配合液壓控制裝置，可很容易實現(xiàn)機械系統(tǒng)的控制。,2手動驅動當設計要求為便攜式鋼筋切斷機時可考慮此方案。使用手動驅動一般會用到液壓和壓力倍增機構，設計相對復雜，要求較高。在這里暫不予以考慮。,3電機驅動電機驅動是較為常用和傳統(tǒng)的驅動方式，特別是三相交流異步電機應用更為廣泛。三相異步電機的輸出功率比較大，完全可以滿足本設計的驅動要求。,綜合考慮本設計的使用功能性能要求以及工況設計成本，本設計采用三相異步電機作為驅動原機,傳動裝置方案選擇,1若采用液壓泵作為驅動裝置，則應選擇液壓的傳動方式，本設計已經不予以考慮。2帶傳動帶傳動為撓性傳動，具有防抱死工況的發(fā)生，所以在以內燃機或工況較惡劣工作下的電機為原機時常被采用，特別常在第一級傳動中出現(xiàn)；但由于是靠摩擦來傳遞動力，導致部分能量轉化為熱，效率下降。盡管如此該傳動方式符合本設計要求，予以考慮。,3齒輪傳動在機械傳動中應用最廣泛的傳動方式，其傳動準確可靠，效率很高，噪聲小，可以滿足不同工況要求，但其加工成本比較高，可實現(xiàn)傳動比不是很大，需要多級傳動才能達到大傳動比的要求。,4組合傳動由于機械運動形式、運動規(guī)律和機械性能等方面要求的多樣性和復雜性，而以上傳動機構的局限性，因此常常需要將幾種機構配合起來，形成組合傳動機構。,日前使用的小型鋼筋切斷機的傳動方式，多采用展開式，如圖3-2所示，其三根傳動軸軸線呈三角形空間平行分布。（2）從傳動方式上進行改進，采用回歸式傳動方案，如圖3-3所示。其三根傳動軸軸線呈平面分布，其中有兩條軸線重合。這種回歸式傳動方式較展開式傳動方式結構更為緊湊。改變后的曲軸為空心偏心曲軸，而空心軸具有承受較高彎扭載荷的能力和重量輕的特點。因而，采用回歸式傳動方式使傳動方案更趨合理。,(3)將傳動式傳動增加一級齒輪傳動，適當增大傳動比，改善受力情況。上述（2）傳動方案對多級傳動結構改善并不明顯，所以依舊采用傳統(tǒng)式。運動簡圖，如圖3-3所示。,圖3-3傳統(tǒng)三級傳動運動結構簡圖,執(zhí)行裝置方案選擇,執(zhí)行機構選擇的關鍵是將旋轉運動轉化為直線運動，同時保證好的運動和動力特性。有以下三種方案：1采用曲柄滑塊機構，如圖3-4所示，優(yōu)點是結構簡單，制造成本低，缺點是運動軌跡設計很難達到設計要求，從而導致動力特性不是很好。,2采用齒輪齒條機構，如圖3-5所示，優(yōu)點傳動比精確，但在本方案中，亦沒有這方面的要求，且動刀運動需要較好的急回特性，明顯該機構不滿足，故舍棄。,圖3-4曲柄滑塊機構,3采用凸輪機構，如圖3-6所示，該方案優(yōu)點是設計靈活，可以達到高精度的運動曲線和運動特性要求，但設計也相對復雜。,圖3-5齒輪齒條機構,圖3-6凸輪機構,綜上，本設計采用方案1，性能可以達到設計要求。,系統(tǒng)控制方案選擇,如前面圖3-3所示，開啟制動通過操縱桿離合器控制，在這里不做詳細介紹，有意者可以查閱相關書籍資料,齒輪傳動機構參數設計選擇,I軸齒輪Z1=17m=3齒寬40II軸齒輪Z2=63m=3齒寬28Z3=12m=5齒寬57軸齒輪Z4=22m=5齒寬44Z5=13m=7齒寬77軸齒輪Z6=48m=7齒寬66傳動比,執(zhí)行機構參數設計選擇,1.3.1切斷過程中的等效阻力矩，執(zhí)行機構的運動模型.見圖3-6,R為曲軸的偏心距;O點為刀片運動的前死點，為活動刀片開始切入時的行程，為最大剪切力出現(xiàn)時的行程;為切斷時的行程。,1.3.2活動刀座的受力分析.活動刀座在工作過