開(kāi)題報(bào)告自動(dòng)切斷機(jī).doc
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理工學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)(論文)開(kāi)題報(bào)告 題 目: 鋼筋連接套自動(dòng)切斷機(jī) 機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計(jì)及仿真 學(xué)生姓名: 范晨旭 學(xué) 號(hào): 071615405 專 業(yè): 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 指導(dǎo)教師: ?;⒘Γㄖv師) 2011年03月26號(hào) 1 文獻(xiàn)綜述 切斷機(jī)是生產(chǎn)加工必不可少的設(shè)備之一,它主要用于房屋建筑、橋梁、隧道、電站、水利等工程中對(duì)原料的切斷。切斷機(jī)由于工作可靠、效率高等特點(diǎn),近年來(lái)的應(yīng)用十分廣泛[1]。 1.1我國(guó)鋼筋連接套自動(dòng)切斷機(jī)近年發(fā)展綜述 進(jìn)入二十一世紀(jì)以來(lái),隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展,我國(guó)切斷機(jī)行業(yè)保持了多年高速增長(zhǎng),并隨著我國(guó)加入WTO, 近年來(lái),切斷機(jī)行業(yè)的出口也形勢(shì)喜人,2008年,全球金融危機(jī)爆發(fā),我國(guó)切斷機(jī)行業(yè)發(fā)展也遇到了一些困難,如國(guó)內(nèi)需求下降,出口減少等,切斷機(jī)行業(yè)普遍出現(xiàn)了經(jīng)營(yíng)不景氣和利潤(rùn)下降的局面,2009年,隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)刺激計(jì)劃出臺(tái)和全球經(jīng)濟(jì)走出低谷,我國(guó)切斷機(jī)行業(yè)也逐漸從金融危機(jī)的打擊中恢復(fù),重新進(jìn)入良性發(fā)展軌道[2]。 1.2我國(guó)切斷機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀 國(guó)內(nèi)外切斷機(jī)的對(duì)比:由于切斷機(jī)技術(shù)含量低、易仿造、利潤(rùn)不高等原因,所以廠家?guī)资陙?lái)基本維持現(xiàn)狀,發(fā)展不快,與國(guó)外同行相比具體有以下幾方面差距。 1)國(guó)外切斷機(jī)偏心軸的偏心距較大,如日本立式切斷機(jī)偏心距24mm,而國(guó)內(nèi)一般為17mm.看似省料、齒輪結(jié)構(gòu)偏小些,但給用戶帶來(lái)麻煩,不易管理.因?yàn)樵谟汕写罅系角行×蠒r(shí),不是換刀墊就是換刀片,有時(shí)還需要轉(zhuǎn)換角度。 2)國(guó)外切斷機(jī)的機(jī)架都是鋼板焊接結(jié)構(gòu),零部件加工精度、粗糙度尤其熱處理工藝過(guò)硬,使切斷機(jī)在承受過(guò)載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過(guò)國(guó)產(chǎn)機(jī)器. 3)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)每分鐘切斷次數(shù)少.國(guó)內(nèi)一般為28~31次,國(guó)外要高出15~20次,最高高出30次,工作效率較高。 4)自動(dòng)化水平不高,國(guó)內(nèi)鋼筋切斷機(jī)的控制精度較低,不適合上工一化加工作業(yè)。而國(guó)外鋼筋切斷機(jī)的操作控制技術(shù)和計(jì)算機(jī)、電子技術(shù)的應(yīng)用都處于較高水平,機(jī)電液一體化程度較高,可以工廠化生產(chǎn)建筑用各種形式的鋼筋。 5)國(guó)外機(jī)型一般采用半開(kāi)式結(jié)構(gòu),齒輪、軸承用油脂潤(rùn)滑,曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉(zhuǎn)體用手工加稀油潤(rùn)滑.國(guó)內(nèi)機(jī)型結(jié)構(gòu)有全開(kāi)、全閉、半開(kāi)半閉3種,潤(rùn)滑方式有集中稀油潤(rùn)滑和飛濺潤(rùn)滑2種。 6)國(guó)內(nèi)切斷機(jī)外觀質(zhì)量、整機(jī)性能不盡人意;國(guó)外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn),在技術(shù)設(shè)備上舍得投入,自動(dòng)化生產(chǎn)水平較高,形成一套完整的質(zhì)量保證加工體系。尤其對(duì)外觀質(zhì)量更是精益求精,外罩一次性沖壓成型,油漆經(jīng)烤漆噴涂處理,色澤搭配科學(xué)合理,外觀看不到哪兒有焊縫、毛刺、尖角,整機(jī)光潔美觀。而國(guó)內(nèi)一些一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長(zhǎng),但沒(méi)有一家形成規(guī)模,加之設(shè)備老化,加工過(guò)程拼體力、經(jīng)驗(yàn),生產(chǎn)工藝幾十年一貫制,所以外觀質(zhì)量粗糙、觀感較差[3]。 從鋼筋切斷機(jī)械的發(fā)展趨勢(shì)看,隨著建筑設(shè)計(jì)與建筑施上技術(shù)的國(guó)際化,建筑工程設(shè)計(jì)與應(yīng)用鋼筋必將進(jìn)入商品化供應(yīng)時(shí)代,即根據(jù)建筑配筋表采購(gòu)鋼筋,鋼筋加上山現(xiàn)場(chǎng)加上轉(zhuǎn)成上)一化生產(chǎn),商品化供應(yīng)鋼筋。而鋼筋的上)一化生產(chǎn)就要求鋼筋切斷機(jī)必須實(shí)現(xiàn)自動(dòng)控制一一鋼筋自動(dòng)送料,定尺后自動(dòng)切斷、落料。 同時(shí)國(guó)外的產(chǎn)品充分融合液壓技術(shù)、機(jī)械技術(shù)、電子技術(shù)等,形成機(jī)電液一體化綜合控制技術(shù),充分發(fā)揮各自的優(yōu)勢(shì),體現(xiàn)綜合最優(yōu)驅(qū)動(dòng)及控制能力。因此,鋼筋切斷機(jī)不但要求實(shí)現(xiàn)定長(zhǎng)剪切的高精度控制,同時(shí)要求其具有相對(duì)高的生產(chǎn)效率。所以,如何使鋼筋切斷機(jī)的機(jī)電液系統(tǒng)有機(jī)地高度集成,充分發(fā)揮各自優(yōu)勢(shì),將是今后研究的主要方向[11]。 1.3 鋼筋連接套自動(dòng)切斷機(jī)主要特點(diǎn) 1)效率高、運(yùn)行成本低。采用多刀同時(shí)加工的切削方式,加工效率高,刀具消耗少。 2)加工精度高、噪音小。 3)可靠性高、精度維持性好、維護(hù)方便 。 4)控制系統(tǒng)采用基于工業(yè)以太網(wǎng)運(yùn)動(dòng)控制平臺(tái),自動(dòng)化程度高,控制功能強(qiáng),完全實(shí)現(xiàn)鋼管切斷加工的生產(chǎn)自動(dòng)化[4]。 1.4 鋼筋連接套自動(dòng)切斷機(jī)的主要用途 本機(jī)床特別適宜于石油套管、焊管、高壓鍋爐管、管線管、光套管等的高效、精密切斷加工,能夠滿足石油、冶金、軸承等行業(yè)大批量生產(chǎn)的場(chǎng)合。同時(shí),可降低電能消耗,節(jié)約鋼材。 1.5 切斷機(jī)的種類 1)按傳動(dòng)方式分為機(jī)械和液壓兩種型式 2)按結(jié)構(gòu)型式分為臥式(以機(jī)械傳動(dòng)臥式切斷機(jī)為基本型)、立式、顎減式、手持式四種型式切斷機(jī)[5]。 1.6切斷機(jī)的規(guī)格 切斷機(jī)規(guī)格應(yīng)符合下表1所示:[5] 2 本課題擬采用的研究手段及途徑 鋼筋連接套自動(dòng)切斷機(jī)是一種剪切鋼筋連接套筒所使用的一種工具。它主要用于對(duì)鋼筋連接套筒的定長(zhǎng)切斷。此種切斷機(jī)與其他切斷設(shè)備相比,具有重量輕、耗能少、工作可靠、效率高等特點(diǎn),因此近年來(lái)逐步被機(jī)械加工和小型軋鋼廠等廣泛采用,在國(guó)民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個(gè)領(lǐng)域發(fā)揮了重要的作用[6]。 切斷機(jī)在機(jī)械工業(yè)的應(yīng)用越來(lái)越廣泛,本臺(tái)鋼筋連接套自動(dòng)切斷機(jī)有其獨(dú)特的優(yōu)點(diǎn)。它實(shí)現(xiàn)了機(jī)械自動(dòng)化,如自動(dòng)上料功能,節(jié)約人力,提高了工作效率,同時(shí)工件的車外皮與切斷是一體的,車外皮的刀具和切斷的刀具位于工件卡緊位置兩側(cè),車完外角后,切斷刀具馬上實(shí)現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動(dòng),方便快捷,節(jié)省時(shí)間,為企業(yè)帶來(lái)了更多的經(jīng)濟(jì)效益。 2.1鋼筋連接套自動(dòng)切斷機(jī)的總體設(shè)計(jì)方案 圖1 鋼筋連接套自動(dòng)切斷機(jī)示意圖 如上圖1所示,工人將鋼管放入上料系統(tǒng)的支架上,由后卡頭夾緊,定位裝置推進(jìn)到定位點(diǎn)(定位裝置由液壓控制,可上下伸縮),液壓缸推動(dòng)鋼管進(jìn)給到定位點(diǎn),前卡頭夾緊,后卡頭松開(kāi),液壓缸復(fù)位,定位裝置復(fù)位;裝有外圓車刀和倒角車刀的導(dǎo)軌1進(jìn)給,執(zhí)行車外圓和車內(nèi)倒角;導(dǎo)軌1復(fù)位,裝有切斷刀的導(dǎo)軌2進(jìn)給,接料口上升,切斷,導(dǎo)軌2復(fù)位。完成一次切斷過(guò)程。如下圖2所示。 開(kāi)始 導(dǎo)軌1進(jìn)給,車外圓,車內(nèi)倒角 接料口上升 導(dǎo)軌2進(jìn)給,切斷 接料,完成一次切斷 后卡頭夾緊 定位裝置落至定位點(diǎn) 液壓缸推進(jìn)鋼管至定位點(diǎn) 前卡頭夾緊 定位裝置復(fù)位 后卡頭松開(kāi) 液壓缸復(fù)位 圖2 鋼筋連接套自動(dòng)切斷機(jī)流程圖 2.2機(jī)床結(jié)構(gòu)組成部分 機(jī)床結(jié)構(gòu)主要由料架、機(jī)架、上料裝置、定位裝置、夾緊裝置、車外圓及倒角裝置、切斷裝置、接料裝置、驅(qū)動(dòng)裝置、液壓系統(tǒng)等組成。 2.2.1 料架 適用于支承鋼管的料架。 2.2.2 機(jī)架 機(jī)架分四部分組成:床身、車刀導(dǎo)軌、切斷導(dǎo)軌、上料箱體 2.2.3 上料裝置 上料裝置是將鋼管送入夾緊裝置。夾緊動(dòng)力由油缸作用得到,工作時(shí)上料裝置在機(jī)身導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動(dòng)。 2.2.4定位裝置 定位裝置置于被切斷鋼管正上方,由液壓系統(tǒng)控制升降,當(dāng)后卡頭夾緊鋼管,液壓缸推動(dòng)鋼管進(jìn)給時(shí),定位裝置的液壓系統(tǒng)推動(dòng)定位桿頂端圓盤至定位點(diǎn),待工件進(jìn)給完畢,液壓系統(tǒng)復(fù)位。 2.2.5 夾緊裝置 夾緊裝置固定在切斷箱體上,由油缸、夾緊模具架,清屑噴嘴、夾緊模具等組成,用于切斷時(shí)固定銅管。夾緊裝置內(nèi)夾緊模具的材質(zhì)及技術(shù)要求與送料裝置內(nèi)夾緊模具相同。切斷時(shí)銅屑會(huì)散落在上、下夾緊模接合面處,影響夾緊效果,模具側(cè)面置一吹屑風(fēng)嘴,由電磁閥控制,夾緊模每松開(kāi)一次噴一次風(fēng)清理銅屑。要定期用噴槍徹底清除裝置內(nèi)銅屑[7]。 2.2.6 車外圓及倒角裝置 該裝置為一個(gè)刀架上放置兩把刀,在導(dǎo)軌1進(jìn)給時(shí),同時(shí)實(shí)現(xiàn)車外圓及車內(nèi)倒角,外圓車刀與刀架成90度,倒角車刀與刀架成45度。 2.2.7 切斷裝置 切斷裝置由電機(jī)、軸承座、鋸片、油缸、導(dǎo)柱、導(dǎo)向座等組成,確認(rèn)管材夾緊后,切斷電機(jī)啟動(dòng),油缸推動(dòng)電機(jī)上升進(jìn)行切斷。鋸片切削迸給速度不宜太快,以免造成銅管切口變形。油缸頭置一聚氨酯件與電機(jī)接觸,無(wú)剛性連接,避免加工、裝配誤差而出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。上升靠油缸推動(dòng),下降由自重復(fù)位。導(dǎo)向座內(nèi)裝有直線運(yùn)動(dòng)球軸承。 2.2.8 接料裝置 接料裝置配合切斷裝置進(jìn)給,當(dāng)切斷到所在導(dǎo)軌進(jìn)給時(shí),接料口隨之上升接料,切斷完成,接料口復(fù)位。 2.2.9 驅(qū)動(dòng)裝置 采用鏈輪鏈條傳動(dòng),裝有鏈輪的液壓馬達(dá)置于送料箱體前端。另一鏈輪在送料箱體后端。鏈兩端與送料裝置聯(lián)接成環(huán)狀,由液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)鏈條帶動(dòng)送料裝置在滑動(dòng)導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動(dòng)。送料裝置下部與送料箱體上裝有直線滾動(dòng)導(dǎo)軌副,采用滾動(dòng)導(dǎo)軌送料裝置移動(dòng)時(shí)輕便靈活,避免了爬行、卡阻、松動(dòng)現(xiàn)象出現(xiàn),重復(fù)定位精度高,銅管下料誤差小,質(zhì)量穩(wěn)定。鏈輪、鏈條水平方式傳動(dòng),為防止脫鏈后端鏈輪設(shè)有張緊裝置,用于調(diào)整鏈條張緊度[8]。 2.2.10 液壓系統(tǒng) 液壓系統(tǒng)包括油箱、電機(jī)、泵、馬達(dá)、油缸、壓力控制閥、流量控制閥、方向控制閥、集成塊、濾油器、液位液溫計(jì)及冷卻器、管路等。 2.3 主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn) 1) 主軸箱采用厚板焊接結(jié)構(gòu),并合理布置筋板;主軸采用合金鋼材料,經(jīng)熱處理并精密磨削加工;軸承采用進(jìn)口高精度圓錐滾子軸承,采用油潤(rùn)滑冷卻。 2) 主電機(jī)通過(guò)皮帶帶動(dòng)傳動(dòng)軸,由一對(duì)斜齒輪驅(qū)動(dòng)主軸及刀盤旋轉(zhuǎn);主電機(jī)采用變頻電機(jī),可進(jìn)行無(wú)級(jí)調(diào)速。 3) 進(jìn)刀機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)通過(guò)滾珠絲杠驅(qū)動(dòng),導(dǎo)軌采用滾動(dòng)導(dǎo)軌,滾珠絲杠經(jīng)過(guò)預(yù)拉伸,大大提高了抵抗熱變形能力,保證了進(jìn)給軸的剛性和精度,有效提高切管機(jī)床的加工精度。 4) 喂料系統(tǒng)由伺服電機(jī)通過(guò)同步帶、滾珠絲杠驅(qū)動(dòng),導(dǎo)軌采用滾動(dòng)導(dǎo)軌。滾珠絲杠在裝配時(shí)進(jìn)行了預(yù)拉伸,大大提高了抵抗熱變形能力,喂料精度可達(dá)0.01mm。液壓夾持結(jié)構(gòu)由液壓油缸驅(qū)動(dòng),用于鋼管的夾緊送料。為保證兩夾緊臂的運(yùn)動(dòng)同步,兩夾緊臂之間設(shè)有一對(duì)同步機(jī)構(gòu)[9]。 5) 液壓系統(tǒng)進(jìn)行了強(qiáng)制冷卻,以降低油溫,保證機(jī)床的正常運(yùn)行。 6) 機(jī)床主要外購(gòu)件如軸承、液壓、潤(rùn)滑、照明、冷卻系統(tǒng)、傳動(dòng)皮帶、電氣元件、滾珠絲杠、滾動(dòng)導(dǎo)軌等均選用了國(guó)內(nèi)外的知名品牌。 7) 配有剛性卡盤,其主要作用是自動(dòng)夾緊鋼管并定心。由液壓油缸驅(qū)動(dòng)同步連動(dòng)板,由同步連動(dòng)板帶動(dòng)兩套擺桿機(jī)構(gòu)擺動(dòng),以實(shí)現(xiàn)剛性卡盤的自動(dòng)定心夾緊/松開(kāi)動(dòng)作。 8) 配有彈性卡盤,其主要作用是對(duì)鋼管進(jìn)行輔助夾緊。 9) 配有鏈?zhǔn)脚判佳b置,將切削后的鐵屑送出切管機(jī)。 10) 可選配多種功能部件,以組成接箍切斷生產(chǎn)線,適應(yīng)接箍自動(dòng)化生產(chǎn)的需求。 11) 配有上料臺(tái)架,用于給切管機(jī)上料。根據(jù)鋼管規(guī)格不同,可自動(dòng)調(diào)整鋼管中心。 12) 配有接箍料輸出裝置,將加工好的接箍料輸出。 13) 配有壓印裝置,將接箍料打印廠標(biāo)、批號(hào)、材料標(biāo)號(hào)等。 14) 配有尾料排出裝置,將最后的鋼管料頭排出到廢料箱。 15) 可選配步進(jìn)移鋼機(jī)、機(jī)械定尺裝置、短管落料裝置等,以組成光管線、精整線,實(shí)現(xiàn)鋼管自動(dòng)定尺切斷及管端切斷[10]。 參考文獻(xiàn) 1 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