旋管式切管機

旋管式切管機,旋管式切管機 碾壓式切管機的設計 第 1 頁 共 29 頁 摘 要 碾壓式切管機的設計是一項技術革新項目。切管機主要用于車輛，工業(yè)或建材生產 中的批量下料工作，用于切割 的金屬管。它的特點是工作平穩(wěn)、連續(xù)、效率高、4~8/3? 勞動強度低、能保證尺寸精確度的要求，適應于在各種環(huán)境下的連續(xù)工作。 碾壓式切管機的工用原理是：由電動機經 V 帶傳動，蝸輪減速箱、開式齒輪傳動到 一對滾子，從而帶動（金屬管）的旋轉，實現切割時的主運動。與此同時，操縱手輪， 通過螺旋傳動，將圓盤刀片向下移動進給，并在不斷增加刀片對管子的壓力過程中，實 現管子的切割工作。 原始數據：滾子的轉速為 =70 轉/分，驅動電動機的型號選擇 JO2-22-4,其額定功1n 率為 =1.5 千瓦,滿載轉速 =1410 轉/分 ，切管直徑 D 為 3/8〞～電N電 4〞 本次設計，主要是針對車輛用金屬管材進行加工的切割機,完成的工作主要是切管 機中的滾子,機體和減速箱部分的設計.包括傳動裝置的設計和計算,其中有電動機的選 擇,傳動方案的擬定,各軸的轉速,功率和轉矩的計算.總體結構的設計,其中有各軸尺寸 的設計,各主要傳動件的結構尺寸的設計.并且針對以上的設計計算進行了詳細的校核. 最后通過得到的數據,繪制了總體裝配圖,減速機和滾子部分的裝配圖.然后又針對各主 要基本件,繪制了多張零件圖。為了確定最佳方案,采取了多種方案進行了認真分析、研 究和比較。 關鍵詞： 切管機；設計計算；結構設計；批量下料；方案 碾壓式切管機的設計 第 2 頁 共 29 頁 ABSTRACT Rolling type pipe cutters design, is a technical innovation projects. Pipe cutters is mainly used for vehicles, industrial or building materials production batch of material work, suitable for cutting metal pipe. Its characteristic is, smooth, continuous, high efficiency, low labor strength, ensuring the dimension accuracy requirement, adapted to various environment in the work continuously Rolling type pipe cutters work by motor with principle is: by v-belts transmission, worm gear reducer, gear to open a roller, thus promote (tube) rotation, realize the main movement during cutting. Meanwhile, manipulate the handwheel, through screw transmission, will move down the disc blade feeding, and increasing the pressure on the pipe blades, realize the pipe in the process of cutting jobs. Raw data: roller speed for = 70 R.P.M., motor model selection JO2-22-4, its rated power for = 1.5 kw, carrying speed = 1410 R.P.M., cut tube diameter D for 3/8 "~ 4" This design is mainly for vehicles with metal pipes carry on the processing of cutting machine, completed work, mainly is the pipe cutters, the body and the roller gear box part of the design. Includes transmission device, the design and calculating, including motor driving scheme worked, the choice of the shaft, speed, torque and power calculation. Overall structure design, including the design of each shaft dimension, the main transmission parts. And the design of structure size for above a detailed design calculation of dynamicrigidity. Finally, through the data from the general assembly, mapped the speed reducer and roller part, the assembly drawing. Then in each major basic pieces, painted a detail drawings. In order to determine the optimal scheme took various schemes, carried on the earnest analysis, research and comparison. Key words：Pipe cutters; Design calculation; Structure design; Batch 碾壓式切管機的設計 第 3 頁 共 29 頁 next makings; scheme 目 錄 第一章 方案的選擇與論證...................................................4 1.1 電動機的選擇......................................................4 1.2 擬定傳動方案......................................................6 1.3 總體結構設計......................................................9 第二章 傳動裝置的設計與計算..............................................11 2.1 傳動比分配........................................................10 2.2 計算各軸的轉速，功率和轉矩........................................11 2.2.1 各軸的轉速.................................................11 2.2.2 各軸的功率.................................................11 2.2.3 各軸傳遞的轉矩.............................................12 第 3 章 進行傳動機構的設計與計算..........................................14 3.1 帶傳動設計........................................................14 3.2 齒輪傳動設計......................................................14 第 4 章 結構設計..........................................................17 4.1 初算各軸的最小直徑................................................17 4.2 計算各主要傳動件的結構尺寸........................................18 4.3 初定軸承跨距......................................................21 第五章 設計總結...........................................................26 參考文獻..................................................................27 致 謝..................................................................28 附 錄..................................................................29 碾壓式切管機的設計 第 4 頁 共 29 頁 第 1 章 方案的選擇與論證 幾種方案優(yōu)缺點的比較如下表： 碾壓式切管機的設計 第 5 頁 共 29 頁 經過方案的比較和實際的調查，了解它們之間各自的優(yōu)、缺點后，經過認真研究分析， 認為第四種方案為最佳方案，最后確定采用第四種方案來進行設計。 1.1 電動機的選擇 1.1.1 功率的選擇 電動機功率的選擇與電動機本身發(fā)熱、載荷大小、工作時間長短，有著密切的關系。 在這里采用的是實際測量滿載電流法和經驗數據估算法（2.5 安約等 1 千瓦）來進行選 擇的。 （實測量電動機滿載電流數（A） ）÷（經驗數據（2.5 安約等于 1 千瓦）=所需功率。 下面是從一臺設備的 JO2-32-4 型電動機的 三相電源線上用鉗型電流表實際測量的滿載 電 流為 3.5 安。這臺電動機的額定功率 為 3 千瓦，額定轉速 為 1430 轉/分。 N電 n電 則實際所需功率是： 。A千 瓦安 約經 驗 數 據實 測 滿 載 電 流實 際 功 率 15.2)(? 即： 千 瓦實 4.3p 經上述估算后，得出設備所需實際功率為 千瓦，滿載轉速 轉/分。5.1?N電 140?n電 故而選擇 JO2-22-4 型電動機為該設備的原動機。碾壓式切管機總傳動比的計算： 20714??ni工電總 20?i總 1.1.2 類型的選擇 我國三相交流異步電動機的品種規(guī)格較多， （特別是鼠籠式感應電動機）具有結構簡 單、工作可靠、價錢便宜、易購和維護方便等特點，在各行各業(yè)中得到了更廣泛的應用。 特別是在中小型的設備，工作機速度無特殊要求，而又長期帶動穩(wěn)定或變動載荷的設備 中應得更多。因此本設備工作機的狀況是；要求適用各種環(huán)境中的連續(xù)工作。故而選擇 JO2 系列小型異步電動機為宜。 碾壓式切管機的設計 第 6 頁 共 29 頁 1.1.3 轉速的選擇 我國三相交流異步電動機中，在同一功率的基礎上，根據極數的不同各種參數都存 在著差異。特別在轉速每分鐘轉速有 3000、1500、1000、750 等幾種。 （由原始數據得 知，設備滿載轉速在 1410 轉/分，工作機滾子的轉速為 70 轉/分） 。 因此選擇電動機的 滿載轉速是在 1500 轉/分以下。在這種轉速范圍內的電動機不僅結構簡單，供應普遍， 而且制造成本低，故而初選電動機轉速在 1500 轉/分為最佳。 表 1-2 三相異步電動機的主要技術參數 型 號 JO2-22-4 額定 連續(xù) 功 率 1.5 千瓦 接法 △/Y 溫 度 65℃ 重量 30 公斤 轉 速 1410 轉/分 頻率 50HZ 效 率 80.5％ 電 流 6.05/3.49 安 電 壓 220/380 伏 功率因數 0.81 起動電流 7.0 絕緣等級 E 起動轉矩 1.8 最大轉矩 2．0 轉子飛輪矩 0.0216 1.2 擬定傳動方案 傳動方案的擬定，是傳動機構的選擇及布置間彼此聯(lián)系的兩個方面。為了有較利用 較佳傳動方案，查得了幾種傳動機構如下進行比較。 表 1-3 幾種主要傳動機構的特性比較 類 型特 性 帶 傳 動 鏈 傳 動 齒輪傳動 蝸輪傳動 主要 優(yōu)點 中心距變化范 圍較大， 結構簡單 ，傳動平穩(wěn)， 能緩沖，可起過載安全 保 險作用。 中心距變化范圍較 大，平均傳動比準確， 比帶傳動過載能力 大。 外廓尺寸小，傳動 比準確，效率高，壽 命長，適用的功率 和速度范圍大。 外廓尺寸小，傳動 比 大并且準確，工作平 穩(wěn)，可制作成自 鎖的 傳動。 碾壓式切管機的設計 第 7 頁 共 29 頁 續(xù)表 1-3 主要 缺點 外廓尺寸大， 軸上受力 較大，傳動比不能嚴格 保證 ，壽命低。 （約 3000～5000 小時） 瞬 時傳動比不準確， 不能用于精密分度 機構，在沖擊振動負 荷下壽命低。 要求制造精度高， 不有緩沖，高速 傳 動精度不夠時有噪 聲。 效率低，中、高速傳 動裝置需用價貴的青 銅材料制造精度高， 加工比較麻煩 效率 平型帶 0.92～0.98,三 角 帶 0.9～0.96 開式 0.90～0.93; 閉式 0.95～0.97 開式加工齒 0.92～0.96;閉式 0.95～0.99 開式 0.5～0.7; 閉式 0.7～0.94，單頭 0.70～0.75,雙頭 0.75～0.82,自鎖 0.40～0.45 功率 千瓦 平型帶常在 30 以下；v 帶常在 40～75 之間 常在 100 以下 常在 30 以下 常在 50 以下 單級傳動 比， i 開口平型 帶：推薦 值 2～4；最大 值≤6；有張 緊輪平型 帶；推薦 值 3～5；最大 值≤8；三角 帶；推薦 值 2～ 4；最大 值≤7 推薦值 2～4 開式圓柱齒輪；推薦 值 4～6；最大值 ≤15；閉式圓柱正齒 輪 ；推薦值 2～3；最 大值≤6 閉式；推薦值 10～40；最大值≤100； 開式；推薦值 15～60；最大值≤100 外廓尺寸 大 大 中、小 小 成本 低 中 中 高 速度 v,米 /秒 平型帶≤30（常用 5～25） ≤40（常用 12～15） 最低速d2，d 3>d1。 無套筒的；有套筒的，必須符合軸承的標準 由于采用 6205 軸承，d 3=25 毫米。4 裝在兩滾動軸承之 間齒輪（蝸輪）處 的直徑 d4>d3+2r,r—倒圓 半徑,按設計定. Ⅱ軸, 75r H?5d 一秀般軸肩和軸環(huán) 的直徑 d5≈d 4+2a,a≈ (0.07～0.1)d 4. a—軸肩或軸環(huán)高 度. Ⅱ軸 d4=55 毫米,a= 3.85～5.5 毫米,取 a=5,則 d5=55+2×5=65 毫米. 因此處 d4相當于 d3=25,a=0.1d3則 d5=25+2×2.5=30 毫米.6 滾動軸承定位軸肩 直徑 查閱手冊資料軸承部分的 D1值. 碾壓式切管機的設計 第 28 頁 共 29 頁 7d安裝旋轉零件的軸 頭長度 L7=(1.2～1.6)dd—軸頭直徑. L7要比旋轉零件輪轂寬度要短一些.8 軸環(huán)長度 L8≈1.4a 或 L8≈(0.1～0.15)d Ⅱ軸 L8≈1.4×5=7 毫米。 表 3-3 減速箱各零件間相互位置尺寸 代號 名 稱 推 薦 尺 寸 說 明 B1 齒輪寬度 由結構設設計決定，B=30 B 帶輪寬度 由結構設計決定， B=35 b 軸承寬度 根據軸頸直徑，按中或輕窄 系列決定 查手冊確定 b 值，蝸桿軸承選 6205 則 b=15。 ，? 箱殼壁厚 ≈0.04a+(2～3)≥8，a?為蝸輪傳動中心距。 取 =8? 續(xù)表 3-3 △ 旋轉零件頂圓至箱殼內 壁距離。 △=1.2 ?△=10 △ 1 蝸輪齒頂圓至軸承座邊 緣的徑向距離。 △ 1=10～12 取△ 1=10 L1 蝸桿中心至軸承中心的 距離。 L1=0.8a，a 為蝸桿傳動中心距。 已知 a=93,故 L1=74。4 L2 軸的支承間跨距。 由設計決定 L3 箱外旋轉零件的中面至 支承點的距離。 L3= L6?52b + 1B或 暫取 L3= 60251025?? L4 滾動軸承端面至箱殼內 壁的距離。 當用箱殼內的油潤滑軸承時， L1≈5， 當用脂潤滑軸承，并有擋油 取 L4=5 碾壓式切管機的設計 第 29 頁 共 29 頁 環(huán)時 L1≈ 10～15。 L5 軸承端面至端蓋螺釘頭 頂面的距離。 ---- 根據端蓋的結構和固緊軸承的方 法確定。暫取 L 5=20。 L6 箱外旋轉零件端面至端蓋螺釘頭頂面的距離。 L6=15～20。 取 L6=15。 碾壓式切管機的設計 第 30 頁 共 29 頁 第五章 設計心得 這次畢業(yè)設計，是在老師的的幫助和指導下完成的。本次設計主要是針對用金屬管 材進行切割加工的切管機。工作的對象主要為各種型號、各種材料管材的下料。完成的 工作主要是切管機中滾子，機體，減速箱的設計。包括傳動裝置的設計和計算，其中有 電動機的選擇，傳動方案的擬定，各軸的轉速，功率和轉矩的計算。總體結構設計，其 中有各軸尺寸的設計，各主要傳動件結構尺寸的設計。并且針對以上的設計計算進行了 詳細的校核。最后通過得到的數據，繪制了總體裝配圖，減速機，滾子等部分的裝配圖 等。然后又針對各主要基本件，繪制多張零件圖。在整個設計過程中碰到了不小的困難， 經查閱一些相關資料和老師的指導，同時也得到了同學的支持，從而獲得了很大的幫助 和啟發(fā)，解決了自己平時一下難以理解的問題。 經過本次畢業(yè)設計深深體會到理論知識和實踐工作是有一定的差異，并不是一學就 會的那種天真幼稚的想法。但是，通過這次畢業(yè)設計，能夠使自己把所學的理論知識與 實踐動手能力有機的結合起來應用，我感覺到自己開始慢慢成熟起來，從中獲益非淺， 使自己的動手能力和系統(tǒng)的理論知識得到了一個提升。這為我畢業(yè)后，走上社會參加社 會工作實踐打下了一個堅實的基礎。 經過本次畢業(yè)設計使自己深刻認識到，先進的機械設計制造技術，是有能力加速社 會進步，提升技術竟爭力的重要環(huán)節(jié)之一。同時也是提高社會生產力和工作效率，改善 工作環(huán)境，減輕勞動強度，降低成本，提升產品質量，增加經濟效益，提高竟爭力的重 要途徑。也是建設一個和諧、進步、人性化社會的基礎之一。 經過本次畢業(yè)設計，使自己深深感覺到知識的重要和知識的欠缺，體會到獨立完成 工作的艱辛。畢業(yè)后，我會在實踐工作中，不斷繼續(xù)加強理論知識的學習和實踐動手能 力的培養(yǎng)。從中不斷提升自己的理論知識和實踐工作能力，力爭在最短的時間內把自己 鍛煉成為能出色獨立完成工作的有用人材。 . 碾壓式切管機的設計 第 31 頁 共 29 頁 參考文獻 [1]．璞良，紀名剛主編。機械設計。第七版。北京：高等教育出版社，2001.37～42 [2]．劉江南，郭克希主騙。趙又紅，曾立平，莫愛貴副主編。機械設計基礎。長沙： 湖南大學出版社,2007.134～139 [3].龔桂義主編，龔桂義，羅圣國，李平林，張立乃，黃少顏編。機械設計課程設計指 導書。第二版，北京:高等教育出版社,2007.5～98 [4]．成大先主編，機械設計手冊。北京:化學工業(yè)出版社 2004.123～179 [5]．孫桓，陳作模，主編，機械原理。第六版，北京：高等教育出版社，2002.15～47 [6]．薛源順主編，機床夾具設計。北京：第一版，機械工業(yè)出版社，2006.9～240 [7]．高為國主編，尹付成，母福生副主編，機械工程材料基礎。長沙：中南大學出版， 2004.19～82 碾壓式切管機的設計 第 32 頁 共 29 頁 致 謝 尊敬的各位老師：首先請接受我最真誠的謝意。感謝您們幾年來對我耐心、細致的 關懷、幫助和教育，使我增添了更多的知識，豐富了我的心靈，用知識充實了我的頭腦。 更難能可貴的是，教會了我如何做人，使我懂得了在逆境中探索，在曲折坎坷的人生道 路上如何奮進，懂得人生價值和奮斗目標。感謝老師幾年來對我的艱辛培育。把我從一 個千真幼稚的中學生培育成為一個對社會有用的人。這是一筆難得的、巨大的、知識和 經驗財富。請求各位老師以后能一如繼往地給予我最大的幫助、關懷和支持。 這次畢業(yè)設計，是在老師的幫助和指導下完成的。在整個畢業(yè)設計過程中，碰到了 一些困難，自己經過查閱相關資料，同時得到了老師很大的指導和幫助。使難題一一得 到解決。從而使自己的這次畢業(yè)設計，能夠順利的完成。這次畢業(yè)設計，也是撿驗我?guī)?年來所學知識的大閱兵，同時也是一個把理論知識與實踐有機結合應用的良好機會，是 我?guī)啄陙韺W習的交流與匯報。使自己的理論知識和實踐操作得到了一個提升。 經過這次畢業(yè)設計使我更加懂得了知識是多么的重要。同時也感覺到自己知識的不 足。畢業(yè)生后，在社會實踐這個的大學堂里，我要不間斷的加強學習和總結。虛心向能 者學習，力爭在最短的時間內使自己鍛煉成為工作的能手，不負老師多年的培育和重望， 為我校增添榮譽。 碾壓式切管機的設計 第 33 頁 共 29 頁 附錄 Ⅲ軸齒輪圖.........................................................A3 大皮帶輪圖.........................................................A4 Ⅱ軸齒輪圖.........................................................A3 滾子軸零件圖.......................................................A3 滾子裝配圖.........................................................A2 減速箱Ⅲ軸零件圖...................................................A3 減速箱Ⅱ軸零件圖...................................................A3 減速箱Ⅱ軸零件圖 dwg................................................A3 減速箱箱體焊接圖...................................................A1 減速箱裝配圖.......................................................A0 小皮帶輪...........................................................A4 總體結構設計圖.....................................................A0 總裝配圖...........................................................A1