鋼筋自動(dòng)矯直機(jī) 鋼筋自動(dòng)切斷機(jī) 鋼筋自動(dòng)彎曲機(jī)鋼筋折彎?rùn)C(jī)畢業(yè)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)

1、 XX大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)題 目：數(shù)控鋼筋快速多角度折彎裝置 姓 名：* 學(xué) 院：機(jī) 械 學(xué) 院 專 業(yè)：機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí)：0 9 0 1 學(xué) 號(hào)：2 0 0 9 0 0 0 * 指導(dǎo)老師：* 2013年6月5日1、 課題名稱： 數(shù)控建筑鋼筋多角度快速折彎裝置2、 課題研究背景：隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和城市化的發(fā)展，建筑業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，建筑用鋼材是建筑工程用基礎(chǔ)材料之一，對(duì)建筑業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。2008年以來(lái)，國(guó)內(nèi)新增建筑鋼材產(chǎn)能產(chǎn)線數(shù)量占現(xiàn)有總數(shù)的兩成以上。建筑用鋼筋是高層建筑大型工程承重結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)最佳選材。我國(guó)土木工程、房屋建筑的主要結(jié)構(gòu)形式是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。據(jù)粗

2、略估計(jì)，全國(guó)每年用于混凝土結(jié)構(gòu)件配筋，包括非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋，總重超過(guò)5000萬(wàn)噸，約占鋼材使用量的一半。我國(guó)混凝土配筋用鋼筋品種較多，有:熱軋鋼筋(帶肋、光面)，冷軋帶肋鋼筋，精軋螺旋鋼筋，冷拉鋼筋，變形鋼筋(冷軋扭、冷軋螺旋、扭耳等)，熱處理鋼筋，低碳冷拔絲(在逐步淘汰)，普通松弛，低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲，鋼絞線等等。鋼筋是土木混凝土結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵材料，其強(qiáng)度等級(jí)直接影響建筑工程質(zhì)量和安全。三、課題研究意義：鋼筋彎曲機(jī)是建筑業(yè)常用的工程機(jī)械之一，主要是將鋼筋加工成各種形狀以滿足生產(chǎn)需要，隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，各種鋼筋制品廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代工程領(lǐng)域的各個(gè)方面，如建筑、船舶、航天等行業(yè)，尤其在建筑上

3、應(yīng)用非常廣泛。因此，有很多技術(shù)人員正在研究鋼筋彎曲機(jī)，以實(shí)現(xiàn)高效率的生產(chǎn)。當(dāng)前我國(guó)正在大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)及城市化建設(shè)，各種建筑耗費(fèi)了大量的鋼筋，其中鋼箍加工的效率和質(zhì)量是最難解決的問(wèn)題之一，鋼箍不僅使用量非常大，而且形狀和尺寸變化復(fù)雜，尺寸精度要求高，鋼箍的制作在原鋼筋加工中是勞動(dòng)強(qiáng)度大，人力物力消耗大，低效率，低質(zhì)量保證的環(huán)節(jié)。隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，為了響應(yīng)政府及各建筑單位對(duì)鋼筋制做自動(dòng)化技術(shù)的迫切要求，急需一種適用特殊范圍鋼筋彎曲機(jī)。通過(guò)對(duì)比現(xiàn)今各種鋼筋彎曲機(jī)的性能，不難發(fā)現(xiàn)仍有很多的不足之處，各零部件仍有很大設(shè)計(jì)余量，還有很大的發(fā)展改進(jìn)潛力。因此，需要在原有各種鋼筋彎曲機(jī)的基礎(chǔ)上，對(duì)

4、原有的傳動(dòng)能力和承載性能進(jìn)行改進(jìn)，設(shè)計(jì)一種滿足高水準(zhǔn)工程建設(shè)的需要，并且盡可能的擴(kuò)大對(duì)鋼筋的適用范圍。四、國(guó)內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀與趨勢(shì)：（1）國(guó)外行業(yè)整體現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)在發(fā)達(dá)國(guó)家己經(jīng)普遍采用工廠化生產(chǎn)建筑用鋼筋加工產(chǎn)品，如意大利OSCAM公司、奧地利EVG公司、德國(guó)PEDAX公司和美國(guó)KRB公司等，他們采用鋼筋數(shù)控彎箍機(jī)、切斷機(jī)、彎曲機(jī)、調(diào)直彎曲切斷于一體的加工機(jī)械，可建成鋼筋加工中心，為施工企業(yè)生產(chǎn)建筑用鋼筋加工產(chǎn)品，或者提供鋼筋加工企業(yè)的成套設(shè)備。具體的說(shuō)，OSCAM公司的彎曲機(jī)可以將鋼筋彎曲成螺旋狀，大直徑鋼筋自切斷的端頭非常整齊、加工效率高；EVG公司生產(chǎn)的鋼筋自動(dòng)彎箍機(jī)采用程序控制，按照所需

5、箍筋的尺寸、形狀和數(shù)量生產(chǎn)，自動(dòng)化程度高、加工速度快、操作方便、形狀尺寸一致性好，可生產(chǎn)標(biāo)準(zhǔn)化的鋼筋加工產(chǎn)品。 （2）國(guó)內(nèi)行業(yè)的整體現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)總體而言，我國(guó)鋼筋加工機(jī)械的技術(shù)水平總體上比較落后，所生產(chǎn)的鋼筋等產(chǎn)品，主要品種規(guī)格少、結(jié)構(gòu)形式比較傳統(tǒng)、自動(dòng)化程度差、制造精度較低、創(chuàng)新力不強(qiáng)，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力弱。具體上由于傳統(tǒng)的彎曲加工逐漸適應(yīng)不了加工精度和通用性的要求，基于繞彎工藝的彎曲機(jī)成為了最普遍的彎曲加工方式。我國(guó)的彎曲機(jī)從70年代開(kāi)始起步，小規(guī)模生產(chǎn)制造一些簡(jiǎn)易的彎曲件，結(jié)構(gòu)形式為機(jī)械傳動(dòng)并以手動(dòng)輔助，80年代初形成一定的規(guī)模。其中以GW40A型鋼筋彎曲機(jī)為代表。GW40A采用蝸輪蝸桿

6、傳動(dòng)，通過(guò)齒輪變速箱調(diào)節(jié)彎曲速度，彎曲操作機(jī)構(gòu)由機(jī)體臺(tái)面上的帶有插入孔的插入座、工作圓旁、中，山柱、撥叉和檔料架等組成，利用可逆轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)通過(guò)操作手動(dòng)直接控制電動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行啟動(dòng)、停閉彎曲及換向動(dòng)作，彎曲角度的精度靠操作工人的技術(shù)水平保證，而不能依靠機(jī)器本身結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、合理性來(lái)保證，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也比較大。彎曲機(jī)可以對(duì)鋼筋進(jìn)行不同彎曲角度的彎曲加工，通用性有了一定的提高，但同一種彎曲件只能有一種彎曲角度，且加工精度不高，自動(dòng)化水平仍比較低。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，其應(yīng)用已廣泛的滲透并影響著社會(huì)生產(chǎn)和社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，并在全球形成了一場(chǎng)新的技術(shù)革命。數(shù)控系統(tǒng)便是計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的一種

7、典型應(yīng)用，它集計(jì)算機(jī)、機(jī)械加工、微電子和自動(dòng)控制等多項(xiàng)技術(shù)子一體，是近年來(lái)應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項(xiàng)高新技術(shù)。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和在生產(chǎn)過(guò)程中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻的革命性的變化。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于各種建筑機(jī)械當(dāng)中，同時(shí)也制造出了數(shù)控彎曲機(jī)。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于彎曲機(jī)上使加工精度和速度提高，生產(chǎn)效率大幅度增長(zhǎng)，加工質(zhì)量得到極大完善，并實(shí)現(xiàn)了人工很難做到的對(duì)各種復(fù)雜彎曲條件的自動(dòng)加工。最近幾年鋼筋彎曲機(jī)也是在全速的發(fā)展，各項(xiàng)投入都在增加。下圖(圖1-1)為最近五年內(nèi)鋼筋彎曲機(jī)的行業(yè)總投資的發(fā)展情況。圖1-1鋼筋彎曲機(jī)的行業(yè)總投資的發(fā)展情況從上圖可以看出，最近五年鋼筋彎曲

8、機(jī)仍然是在持續(xù)的發(fā)展中，行業(yè)的投入依然在增加，鋼筋彎曲機(jī)的市場(chǎng)需求也在增加，因此鋼筋彎曲機(jī)值得我們進(jìn)行進(jìn)一步的研究，對(duì)其進(jìn)行優(yōu)化，使其更加完善。近來(lái)國(guó)產(chǎn)鋼筋彎曲機(jī)的生產(chǎn)、使用呈現(xiàn)快速增長(zhǎng)的趨勢(shì)，其傳動(dòng)方案主要有兩種，即"帶一兩級(jí)齒輪一蝸輪蝸桿傳動(dòng)"及"帶一三級(jí)齒輪傳動(dòng)"，其中以"帶一兩級(jí)齒輪一蝸輪蝸桿傳動(dòng)"方案的彎曲機(jī)的生產(chǎn)、應(yīng)用較為普遍，市場(chǎng)占有率高。隨著所需加工彎曲的鋼材尺寸逐漸加大，鋼材技術(shù)性能的不斷改良，在使用中發(fā)現(xiàn)有彎不動(dòng)的情況或者電機(jī)發(fā)熱嚴(yán)重的現(xiàn)象。從理論上講，可以通過(guò)增加驅(qū)動(dòng)電機(jī)的功率來(lái)解決此類問(wèn)題，但這會(huì)增加產(chǎn)品的生產(chǎn)

9、及使用成本，因此設(shè)計(jì)生產(chǎn)性價(jià)比優(yōu)良的鋼筋彎曲機(jī)一直是生產(chǎn)廠家努力的目標(biāo)。國(guó)內(nèi)設(shè)計(jì)工作者很早就對(duì)此問(wèn)題進(jìn)行了研究，但相關(guān)文獻(xiàn)主要探討鋼筋彎曲變彤所需功率的大小，而未涉及傳動(dòng)方案不同對(duì)其的影響，亦未見(jiàn)國(guó)外對(duì)此問(wèn)題的研究報(bào)道。因此，對(duì)鋼筋彎曲機(jī)傳動(dòng)方案進(jìn)行改變，提出一種傳動(dòng)方案的改良思路進(jìn)行研究，以提高彎曲機(jī)的性能是非常必要的。五、鋼筋彎曲機(jī)的工作原理鋼筋彎曲機(jī)的具體工作原理為：電動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力，經(jīng)過(guò)齒輪減速機(jī)構(gòu)傳遞給工作圓盤(pán)，帶動(dòng)其工作盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。鋼筋的彎曲就主要在其工作圓盤(pán)上來(lái)實(shí)現(xiàn)的。工作盤(pán)上裝有兩根軸，分為心軸和工作軸，軸上通過(guò)套上不同厚度的套筒以改變兩軸之間的距離，方便彎曲不同直徑的鋼筋。當(dāng)工作

10、盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，心軸和工作軸都在轉(zhuǎn)動(dòng)，由于心軸在轉(zhuǎn)動(dòng)中心上，圓盤(pán)雖在轉(zhuǎn)動(dòng)，但其位置卻并未移動(dòng)。此時(shí)，工作軸就可以繞其心軸做圓弧運(yùn)動(dòng)。此時(shí)將鋼筋插入工作圓盤(pán)中的心軸和成型軸之間就可以將鋼筋彎曲成型了。通過(guò)控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度就可以控制彎曲角度。當(dāng)彎曲不同直徑的鋼筋時(shí)，只需將工作圓盤(pán)上的心軸和成型軸的套筒更換即可。例如，當(dāng)彎曲細(xì)鋼筋時(shí)，心軸和成型軸都換成粗直徑的軸套即可，但注意軸套的大小要合適。當(dāng)彎曲粗直徑的鋼筋時(shí)，心軸換成細(xì)直徑的，成型軸換成稍細(xì)直徑的，更換時(shí)要考慮鋼筋彎曲的角度和最小鋼筋直徑。而彎曲段的長(zhǎng)度則由電機(jī)控制并將信號(hào)由編碼器反饋給控制器實(shí)現(xiàn)控制，彎曲結(jié)束后利用切斷裝置切斷。6、 設(shè)計(jì)（論文）的主要

11、內(nèi)容 數(shù)控建筑鋼筋多角度快速折彎裝置畢業(yè)設(shè)計(jì)主要研究?jī)?nèi)容6.1動(dòng)力的選擇目前，各種數(shù)控機(jī)床采用的動(dòng)力主要有:步進(jìn)電機(jī)，電液伺服馬達(dá)及伺服電機(jī)，三相異步電機(jī)。步進(jìn)電機(jī)優(yōu)點(diǎn)步進(jìn)電機(jī)相對(duì)普通電機(jī)來(lái)說(shuō)，他可以實(shí)現(xiàn)開(kāi)環(huán)控制，即通過(guò)驅(qū)動(dòng)器信號(hào)輸入端輸入的脈沖數(shù)量和頻率實(shí)現(xiàn)步進(jìn)電機(jī)的角度和速度控制，無(wú)需反饋信號(hào)。但是步進(jìn)電機(jī)不適合使用在長(zhǎng)時(shí)間同方向運(yùn)轉(zhuǎn)的情況，容易燒壞產(chǎn)品，即使用時(shí)通常都是短距離頻繁動(dòng)作較佳。 相對(duì)伺服電機(jī)來(lái)說(shuō)，伺服電機(jī)內(nèi)部通過(guò)安裝旋轉(zhuǎn)編碼器實(shí)現(xiàn)了反饋控制，伺服電機(jī)可以達(dá)到的轉(zhuǎn)矩要高于步進(jìn)電機(jī)，但是價(jià)格相對(duì)也高，所以在轉(zhuǎn)矩能滿足的情況下，推薦用步進(jìn)電機(jī)。 步進(jìn)電機(jī)配合驅(qū)動(dòng)器使用，很多驅(qū)動(dòng)器都

12、支持細(xì)分功能，即實(shí)現(xiàn)很小的步進(jìn)角，控制更精確。伺服電機(jī)與電液伺服馬達(dá)的比較伺服電機(jī)又稱為執(zhí)行電機(jī)，具有服從控制信號(hào)要求而動(dòng)作的職能，信號(hào)到來(lái)之前轉(zhuǎn)子靜止不動(dòng)，信號(hào)到來(lái)之后轉(zhuǎn)子立即轉(zhuǎn)動(dòng)，信號(hào)消失轉(zhuǎn)子立即停止轉(zhuǎn)動(dòng)。將輸入的電壓信號(hào)變換為軸上的角速度或角位移輸出，轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)向和轉(zhuǎn)速則隨信號(hào)電壓的方向和大小而定，并能帶動(dòng)一定大小的負(fù)載，在自動(dòng)控制系統(tǒng)中作為執(zhí)行元件。華中理工大學(xué)新型電機(jī)廠生產(chǎn)的三相交流永磁同步伺服電機(jī)(STZ系列)130機(jī)座號(hào)有4Nm、5Nm、6Nm、7。5Nm、10Nm、15Nm;175機(jī)座號(hào)有18Nm、27Nm、36Nm、45Nm、54Nm。電機(jī)采用高工作溫度、高磁能積的永磁材料，氣

13、隙磁場(chǎng)為正弦波，電機(jī)運(yùn)行不僅輸出功率大，而且低速運(yùn)行平穩(wěn)。電機(jī)可裝光電編碼器，亦可裝旋轉(zhuǎn)變壓器，也可裝失電制動(dòng)器。我們采用的是130STZ15一2型，它的額定功率為3.4千瓦，額定轉(zhuǎn)速是2500rpm。目前國(guó)外生產(chǎn)的鋼筋自動(dòng)成型加工機(jī)采用的原動(dòng)力為電液步進(jìn)馬達(dá)，它屬于增量式數(shù)字控制的電液伺服元件，通常由步進(jìn)電機(jī)和控制閥接受數(shù)字電路發(fā)出的脈沖序列信號(hào)，進(jìn)行信號(hào)的轉(zhuǎn)換和功率放大，從而驅(qū)動(dòng)液壓馬達(dá)輸出功率信號(hào)。電液步進(jìn)馬達(dá)的輸出為輸入脈沖數(shù)成比例的角位移，或與輸入脈沖頻率成比例的角速度。用電液步進(jìn)馬達(dá)進(jìn)行直線的數(shù)字位移或速度控制時(shí)，必須通過(guò)齒輪和滾珠輪旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)變成直線運(yùn)動(dòng)，從而使傳動(dòng)裝置結(jié)構(gòu)變得很復(fù)

14、雜，且傳動(dòng)部件的間隙及結(jié)構(gòu)柔度還會(huì)降低控制精度。它主要由步進(jìn)電機(jī)和液壓轉(zhuǎn)矩放大器組成(直接反饋式液壓伺服機(jī)構(gòu))，輸入脈沖時(shí)，減速齒輪帶動(dòng)閥芯旋轉(zhuǎn)，液壓馬達(dá)不動(dòng)，閥口開(kāi)啟，壓力油經(jīng)滑閥的閥口進(jìn)入液壓馬達(dá)，馬達(dá)旋轉(zhuǎn)，反饋螺母又使閥芯返回零位，使液壓馬達(dá)停止旋轉(zhuǎn)。如果連續(xù)輸入脈沖，則馬達(dá)以一定的速度旋轉(zhuǎn);改變輸入脈沖的頻率就可改變其轉(zhuǎn)速。其工作流程如圖3一1所示。從以上分析可以看出:電液伺服馬達(dá)主要組成部分為步進(jìn)電機(jī)及液壓馬達(dá)。實(shí)際工作中，通過(guò)步進(jìn)電機(jī)對(duì)液壓馬達(dá)進(jìn)行控制，步進(jìn)電機(jī)將數(shù)控電路輸入的電脈沖信號(hào)轉(zhuǎn)換成角位移并經(jīng)功率放大器后由減速齒輪帶動(dòng)滑閥的閥芯旋轉(zhuǎn)，達(dá)到對(duì)液壓馬達(dá)的控制。而伺服電機(jī)直接將

15、數(shù)控電路中的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)化為軸上的角位移輸出，簡(jiǎn)化了控制過(guò)程，使得故障率大大減少，同時(shí)控制精度得到了很大提高。動(dòng)力源是保證系統(tǒng)穩(wěn)定運(yùn)行的前提，選擇動(dòng)力主要依據(jù)是否能滿足數(shù)控鋼筋成型機(jī)的功率要求及是否易于完成控制任務(wù)。隨著電動(dòng)機(jī)控制技術(shù)的發(fā)展和大功率電子器件的出現(xiàn)，步進(jìn)電動(dòng)機(jī)的功率和控制問(wèn)題都得到很好的解決。由于鋼筋加工需要很大的作用力，因此在最初的設(shè)計(jì)過(guò)程中，動(dòng)力的選擇成為最重視的問(wèn)題。根據(jù)所設(shè)計(jì)鋼筋自動(dòng)成型加工機(jī)的高頻率，大負(fù)荷，作時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn)，結(jié)合上述幾種動(dòng)力的優(yōu)缺點(diǎn)，最終采用步進(jìn)電機(jī)作為動(dòng)力。要求使用的步進(jìn)電機(jī)功率相對(duì)較大，而目前國(guó)內(nèi)大多數(shù)廠家只生產(chǎn)小功率的步進(jìn)電機(jī)，為了尋找到所需的電機(jī)，

16、通過(guò)大量的調(diào)研工作，最后找到需要的電機(jī)，它們是130BYG系列三相步進(jìn)電動(dòng)機(jī)非常適合鋼筋自動(dòng)成型加工機(jī)的使用。這種電動(dòng)機(jī)具有輸出功率大，驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的安全性高等特點(diǎn)。6.2送料進(jìn)給方向傳動(dòng)方案的選擇（1） 機(jī)械部分的設(shè)計(jì) 通過(guò)兩摩擦齒輪所提供的摩擦力帶動(dòng)鋼筋沿進(jìn)給方向運(yùn)動(dòng)，下邊為電機(jī)控制的主動(dòng)輪，上方為上下可調(diào)節(jié)的壓緊輪，示意圖如下： （2） 控制部分的設(shè)計(jì) 下邊主動(dòng)輪由三相異步電機(jī)驅(qū)動(dòng)，可通過(guò)旋轉(zhuǎn)編碼器精確控制鋼筋的進(jìn)給。而上方通過(guò)螺旋夾緊控制摩擦力的大小，適合不同直徑的鋼筋。6.3矯直機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì) 目前國(guó)內(nèi)生產(chǎn)的建筑用小直徑鋼筋均是以盤(pán)條形式向用戶供貨，用戶在使用時(shí)需要對(duì)鋼筋進(jìn)行調(diào)直。而現(xiàn)在國(guó)內(nèi)

17、的鋼筋調(diào)直切斷機(jī)的鋼筋調(diào)直原理都是利用外力使鋼筋反復(fù)彎曲，同時(shí)使鋼筋部分地處于塑性變形，形成一種與鋼筋的原始曲率相反的殘余變形，從而達(dá)到調(diào)直的目的。常用的調(diào)直機(jī)構(gòu)如圖1、圖2所示。這種調(diào)直機(jī)構(gòu)可以在360。方向上形成與鋼筋原始曲率相反的反彎曲率，調(diào)直效果比較理想。 圖1 普通光圓鋼筋調(diào)直機(jī)構(gòu) 圖2 帶肋鋼筋調(diào)直機(jī)構(gòu) 為減小機(jī)器尺寸，考慮簡(jiǎn)化調(diào)直機(jī)構(gòu)。鋼筋拉直原理利用對(duì)鋼筋施加沿軸線方向的拉力，使其產(chǎn)生塑性變形，從而達(dá)到拉直的目的。如圖3所示，鋼筋在前后兩對(duì)導(dǎo)向輪(摩擦輪)的牽引下，以勻速向右運(yùn)行。如果摩擦輪對(duì)鋼筋的摩擦力足夠大，使得鋼筋沿軸線方向被拉直時(shí)產(chǎn)生殘余的塑性變形，那么彎曲的鋼筋就會(huì)被

18、矯直。右邊的摩擦輪由電機(jī)經(jīng)減速機(jī)構(gòu)傳動(dòng)，左邊的摩擦輪則由鋼筋與摩擦輪之間的摩擦力帶動(dòng)。 圖3 鋼筋拉直機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)圖 圖4 鋼筋拉直受力分析6.4彎曲裝置的設(shè)計(jì)折彎裝置如圖所示，彎曲軸可以通過(guò)改變裝在軸上的軸套的厚度來(lái)改變彎曲鋼筋的直徑?；瑝K可以沿著槽左右滑動(dòng)，用以改變彎曲心軸和成形軸的相對(duì)位置，從而便于對(duì)鋼筋的不同角度的彎曲。6.5切斷裝置的設(shè)計(jì)液壓式鋼筋切斷是運(yùn)用液壓技術(shù)對(duì)鋼筋進(jìn)行切斷的機(jī)械，自動(dòng)化程度高，操作方便。構(gòu)造：液壓式鋼筋切斷機(jī)主要有液壓傳動(dòng)系統(tǒng)、切斷機(jī)構(gòu)、發(fā)動(dòng)機(jī)、機(jī)體等組成。工作原理：由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)柱塞式液壓泵，推動(dòng)切斷用活塞。切斷機(jī)構(gòu)的工作原理：在切斷活塞中間裝有中心閥柱及彈簧，

19、當(dāng)空轉(zhuǎn)時(shí)，由于彈簧的作用，使中心閥柱離開(kāi)液壓缸的中間油孔，高壓油則從此也經(jīng)偏心軸道流回油箱。在切斷時(shí)，一人力推動(dòng)活塞，使中心閥柱堵死液壓缸的中心孔，此時(shí)由柱塞泵來(lái)的高壓油經(jīng)過(guò)油閥進(jìn)入液壓缸中，產(chǎn)生高壓推動(dòng)活塞運(yùn)動(dòng)，活塞帶動(dòng)切刀進(jìn)行切筋。此時(shí)壓力彈簧的反推力作用大于液壓缸內(nèi)壓力，閥柱便退回原處，液壓油又沿中心油孔的油路流回油箱。切斷活塞的回程是依靠板彈簧的回彈力來(lái)實(shí)現(xiàn)。6.6總體布置為了配合好各部分工作的順利且有效的進(jìn)行，各結(jié)構(gòu)的布置如下：七、文獻(xiàn)查閱概況【1】王良文王新杰鋼筋彎曲機(jī)傳動(dòng)方案的比較本書(shū)以目前使用最廣泛的MCS-51系列單片機(jī)為主，介紹其工作原理、內(nèi)部各種部件的結(jié)構(gòu)、應(yīng)用編程及外部

20、擴(kuò)展技術(shù)。本書(shū)是采用匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言相對(duì)照的編寫(xiě)方式，同時(shí)通過(guò)實(shí)例介紹匯編語(yǔ)言和C語(yǔ)言的混合編程?！?】闡述鋼筋彎曲機(jī)的構(gòu)造和工作原理中國(guó)五金交易城2012-12-12引用日期2012-12-12【3】張士宏，許沂等塑性加工技術(shù)的新進(jìn)展鍛壓技術(shù)，2001，(6)本書(shū)凝煉了近20年來(lái)國(guó)內(nèi)外塑性加工主要新技術(shù)的發(fā)展成果，反映了國(guó)際塑性加工技術(shù)的當(dāng)前水平。本書(shū)也涵蓋了作者團(tuán)隊(duì)十幾年來(lái)在塑性加工領(lǐng)域所做的一些重要工作和科研進(jìn)展。該書(shū)對(duì)于材料加工領(lǐng)域研究生、企業(yè)研發(fā)人員和科研工作者了解有關(guān)塑性加工方面的新進(jìn)展與國(guó)內(nèi)外動(dòng)態(tài)有重要作用?！?】徐杜，蔣永平柔性制造系統(tǒng)原理與實(shí)踐北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2001本

21、書(shū)以制造業(yè)為背景，全面概括地介紹了CIMS環(huán)境下的FMS系統(tǒng)、CIMS和FMS的基本原理、系統(tǒng)結(jié)構(gòu)、關(guān)鍵技術(shù)以及最新思想和方法，介紹了一個(gè)典型FMS實(shí)例的組成結(jié)構(gòu)、FMS的信息流等。【5】盂進(jìn)禮，衛(wèi)青珍等新型全直齒圓柱齒輪傳動(dòng)彎曲機(jī)山西機(jī)械，2000：7375【6】曾紀(jì)進(jìn)自動(dòng)彎管機(jī)的設(shè)計(jì)和鋼筋彎曲機(jī)的改進(jìn)輕工機(jī)械，1998，3(12)【7】熊曉紅，楊澤發(fā)，李從心數(shù)控彎管機(jī)控制系統(tǒng)機(jī)械與電子，1995，(1)本書(shū)提出了一種集散式的三級(jí)控制模式，并介紹了應(yīng)用于數(shù)控彎管機(jī)的硬件結(jié)構(gòu)和軟件功能?！?】張建鋼，胡大澤數(shù)控技術(shù)武漢：華中科技大學(xué)出版杜，2000本書(shū)較全面、詳細(xì)、深入淺出地闡述了數(shù)控技術(shù)的基

22、本知識(shí)?！?】田福祥，王珍管材彎曲加工新技術(shù)鍛壓機(jī)械，2002，(3)本書(shū)論述了零半徑彎曲、中頻感應(yīng)彎曲、熱應(yīng)力彎曲及激光彎曲成形等管材彎曲加工最新技術(shù)的原理、特點(diǎn)和工程應(yīng)用?！?0】胡勇，王呈方彎管工藝中回彈、伸長(zhǎng)和成形半徑的確定方法鍛壓機(jī)械，1997，(1)：3537本文根據(jù)彎管加工理論、實(shí)驗(yàn)研究和大量實(shí)踐，總結(jié)出了對(duì)管材彎曲加工成形精度有重要影響的回彈、伸長(zhǎng)和成形半徑等參數(shù)的確定方法，并可用智能彎管測(cè)量?jī)x測(cè)取上述數(shù)據(jù)，以用于指導(dǎo)生產(chǎn)?！?1】何衛(wèi)平，鐘夏娣數(shù)控彎管機(jī)彎管過(guò)程仿真系統(tǒng)Tubemod的研究+西北工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)，1997，15(3)：360364數(shù)控彎管機(jī)彎管過(guò)程仿真系統(tǒng)建立了系

23、列數(shù)控彎管機(jī)床的幾何、運(yùn)動(dòng)、變形、調(diào)試及干涉測(cè)試的總體仿真模型和完整的模具庫(kù)及導(dǎo)管庫(kù)。該系統(tǒng)采用數(shù)控指令驅(qū)動(dòng)、能直接從彎管數(shù)據(jù)庫(kù)中讀取程序，進(jìn)行裝夾、彎曲、回彈等數(shù)控彎管全過(guò)程的三維動(dòng)態(tài)顯示，并可進(jìn)行干涉檢測(cè)處理。【12】胡忠中頻感應(yīng)局部加熱彎管回彈的研究應(yīng)用力學(xué)學(xué)報(bào)，1996，(6)：8188對(duì)中頻感應(yīng)局部加熱彎管在不同鋼管材料及規(guī)格、不同彎曲半徑及彎曲角度等工藝參數(shù)時(shí)的加載和卸載的力能參數(shù)、應(yīng)力應(yīng)變進(jìn)行了理論分析和實(shí)驗(yàn)研究。提出了中頻感應(yīng)局部加熱彎制大直徑鋼管的回彈理論，計(jì)算結(jié)果與有限元模擬結(jié)果以及實(shí)際彎制的、和等鋼管彎頭實(shí)測(cè)的回彈量吻合良好?！?3】胡福泰異型管材與型材無(wú)模彎曲工藝?yán)碚摷?/p>

24、實(shí)驗(yàn)研究：博士學(xué)位論文齊齊哈爾：東北重型機(jī)械學(xué)院，1995【14】王同海管材塑性加工技術(shù)北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1998【15】邵作之自動(dòng)中頻彎管機(jī)床及工藝鍛壓機(jī)械，1998，(5)本書(shū)分析了國(guó)產(chǎn)系列大型中頻彎管機(jī)床的主要特點(diǎn)，討論了其推彎工藝的工藝方案。該系列機(jī)床加工能力強(qiáng)，能夠利用計(jì)算機(jī)自動(dòng)控制彎管過(guò)程?！?6】王志強(qiáng)，劉曉飛管和板的熱應(yīng)力彎曲工藝鍛壓技術(shù)，2000，(3)本文對(duì)管和板的熱應(yīng)力彎曲的工藝方案、變形規(guī)律及工藝參數(shù)的影響進(jìn)行了試驗(yàn)研究 ,據(jù)此制定了具體的彎管和圓柱面的成形工藝 ?！?7】廖常初PLC編程及應(yīng)用北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2002本書(shū)以西門(mén)子公司的S7200 PLC為例，

25、介紹了PLC的工作原理、硬件結(jié)構(gòu)、指令系統(tǒng)、最新版編程軟件和仿真軟件的使用方法?！?8】齊從謙，王士蘭PLC技術(shù)及應(yīng)用北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000本書(shū)從實(shí)際應(yīng)用出發(fā)，介紹PLC的結(jié)構(gòu)、原理及功能等基礎(chǔ)知識(shí)，重點(diǎn)介紹美國(guó)GE公司生產(chǎn)的GE-I系列PLC和我國(guó)上海香島機(jī)電制造有限公司生產(chǎn)的ACMY系列PLC的硬件構(gòu)成、控制指令和編程方法。八、設(shè)計(jì)（論文）提交形式：畢業(yè)設(shè)計(jì)圖紙畢業(yè)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)外文翻譯資料九、進(jìn)度安排第四周：相關(guān)資料的搜集，英語(yǔ)文獻(xiàn)的翻譯及編寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。第五周：相關(guān)資料的搜集，英語(yǔ)文獻(xiàn)的翻譯及編寫(xiě)開(kāi)題報(bào)告。第六周：彎曲機(jī)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。第七周：切斷機(jī)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。第八周：進(jìn)給機(jī)構(gòu)和

26、夾緊機(jī)構(gòu)的細(xì)節(jié)設(shè)計(jì)。第九周：電動(dòng)機(jī)的計(jì)算與選型。第十周：液壓裝置的計(jì)算與設(shè)計(jì)。第十一周：接近開(kāi)關(guān)的安裝及信號(hào)的處理。第十二周：總體布局。第十三周：彎曲機(jī)的總體優(yōu)化設(shè)計(jì)及繪圖。第十四周：彎曲機(jī)的總體優(yōu)化設(shè)計(jì)及繪圖。第十五周：彎曲機(jī)的總體優(yōu)化設(shè)計(jì)及繪圖。第十六周：彎曲機(jī)的總體優(yōu)化設(shè)計(jì)及繪圖。第十七周：編寫(xiě)設(shè)計(jì)計(jì)算說(shuō)明書(shū)，形成畢業(yè)設(shè)計(jì)全部文件，準(zhǔn)備答辯。第十八周：畢業(yè)答辯。十、指導(dǎo)教師意見(jiàn) 簽 名： 年 月 日16數(shù)控鋼筋快速多角度折彎?rùn)C(jī)摘要鋼筋彎曲機(jī)是建筑工地必不可少的機(jī)械，能有效的提高生產(chǎn)效率，減少工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高鋼筋彎曲精度。本文所設(shè)計(jì)的鋼筋彎曲機(jī)適用于彎曲5-10毫米的鋼筋，其先通過(guò)矯直裝

27、置對(duì)盤(pán)條鋼筋進(jìn)行矯直，然后彎曲裝置對(duì)鋼筋進(jìn)行彎曲，滿足一定長(zhǎng)度后，鋼筋切斷裝置進(jìn)行切斷。該彎曲機(jī)工作轉(zhuǎn)速滿足彎曲要求，使加工效率高、加工精度高、勞動(dòng)強(qiáng)度小。鋼筋的彎曲角度由PLC通過(guò)控制步進(jìn)電機(jī)來(lái)實(shí)現(xiàn)，能實(shí)現(xiàn)彎曲角度的自動(dòng)化。與目前實(shí)際應(yīng)用的各種鋼筋彎曲機(jī)相比，本機(jī)有一大特點(diǎn)就是能夠?qū)澢F(xiàn)在建筑用鋼中的長(zhǎng)鋼筋，解決了目前彎曲機(jī)由于空間限制不能一次裝夾快速?gòu)澢膯?wèn)題，而且彎曲形狀可控，調(diào)節(jié)方便，性能穩(wěn)定。本文對(duì)V帶輪、軸和一些關(guān)鍵零部件進(jìn)行了設(shè)計(jì)計(jì)算，并對(duì)軸、鍵和帶等關(guān)鍵部件進(jìn)行了力學(xué)分析計(jì)算和強(qiáng)度校核，表明該鋼筋彎曲機(jī)完全符合設(shè)計(jì)要求。關(guān)鍵詞：鋼筋矯直機(jī)構(gòu)；鋼筋彎曲機(jī)構(gòu)；鋼筋剪切機(jī)構(gòu)；滑塊

28、Numerical control reinforcing multi-angle bending machineAbstractRebar bending machine is essential for construction machinery, can effectively improve the production efficiency, reduce the workers labor intensity and improve the bending precision. This article rebar bending machine is suitable for

29、the design of bending 5-10 mm reinforcement,witch first through straightening device for wire rod steel bar straightening and then bending device for steel bar bending ，and steel cutting device cut it to meet a certain length.The bending machine's work speed satisfy the requirement of bending, m

30、akes the machining efficiency, high precision,and easy . The angle is realized by PLC wicth controll the step motor , can realize automatically . Compared with the practical application of all kinds of steel bar bending machine, this machine has one big characteristic wicth is able to bend steel of

31、long bar, now the problem witch is limited by the space before is solved by the bending machine, and the machine can control the bending shape ,witch is convenient adjustment and stable performance. In this paper, the V belt wheel, shaft and some key parts are designed and calculated, and the shaft,

32、 key and key components such as the mechanics analysis and calculation and strength check, show that the rebar bending machine fully meet the design requirements.Keywords: Rebar straightening mechanism；Rebar bending mechanism； Rebarshearing mechanism；Slider太原理工大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)1數(shù)控鋼筋快速多角度折彎?rùn)C(jī)2摘要21 緒論31.1國(guó)內(nèi)建筑用鋼主要

33、情況31.2 鋼筋彎曲機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀41.2.1國(guó)外行業(yè)整體現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)41.2.2國(guó)內(nèi)行業(yè)的整體現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)52 總體方案的確定62.2.1矯直機(jī)的工作原理82.2.2矯直機(jī)構(gòu)的示意結(jié)構(gòu)92.3鋼筋彎曲機(jī)構(gòu)102.3.1鋼筋彎曲機(jī)工作原理102.3.2鋼筋彎曲機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖112.4鋼筋切斷機(jī)構(gòu)112.4.1鋼筋切斷原理112.5鋼筋彎曲機(jī)整體布局圖123電動(dòng)機(jī)的選擇133.1矯直部分電機(jī)的選擇133.1.1鋼筋受力情況分析133.1.2矯直電機(jī)的確定143.2.1鋼筋彎曲受力情況與計(jì)算有關(guān)的幾何尺寸143.2.2彎曲10鋼筋所需彎矩153.2.3彎曲電動(dòng)機(jī)的選擇173.3切斷電機(jī)的選

34、擇173.3.1切斷鋼筋時(shí)受力分析183.3.2 功率計(jì)算183.3.3切斷電機(jī)的選擇193.4回送電機(jī)的選擇193.4.1回送鋼筋的受力分析203.4.2回送電機(jī)的分析選擇204 確定傳動(dòng)比和參數(shù)214.1傳動(dòng)比的分配214.1.1矯直部分傳動(dòng)比的分配214.1.2切斷部分傳動(dòng)比的分配225 V帶傳動(dòng)的設(shè)計(jì)226 軸的設(shè)計(jì)校核246.1 軸的設(shè)計(jì)246.1.1參數(shù)確定246.1.2求作用在帶輪上的力246.1.3初步確定軸的最小直徑256.1.4軸的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)256.2 軸的校核266.2.1 按當(dāng)量彎矩法校核266.2.2 軸的剛度計(jì)算307彎曲電機(jī)軸上鍵的校核307.1 平鍵的選擇307.

35、2驗(yàn)算鍵的擠壓強(qiáng)度308滑塊的設(shè)計(jì)318.1滑塊設(shè)計(jì)需要考慮的因素318.2 滑塊設(shè)計(jì)圖329支撐箱體的設(shè)計(jì)359.1箱體設(shè)計(jì)需要考慮的因素359.2 箱體設(shè)計(jì)圖3610結(jié)論37致謝381 緒論1.1國(guó)內(nèi)建筑用鋼主要情況隨著國(guó)內(nèi)經(jīng)濟(jì)和城市化的發(fā)展，建筑業(yè)是我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的支柱產(chǎn)業(yè)，建筑用鋼材是建筑工程用基礎(chǔ)材料之一，對(duì)建筑業(yè)的發(fā)展起著舉足輕重的作用。2008年以來(lái)，國(guó)內(nèi)新增建筑鋼材產(chǎn)能產(chǎn)線數(shù)量占現(xiàn)有總數(shù)的兩成以上。建筑用鋼筋是高層建筑大型工程承重結(jié)構(gòu)，抗震設(shè)計(jì)最佳選材。我國(guó)土木工程、房屋建筑的主要結(jié)構(gòu)形式是鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)。據(jù)粗略估計(jì)，全國(guó)每年用于混凝土結(jié)構(gòu)件配筋，包括非預(yù)應(yīng)力鋼筋和預(yù)應(yīng)力鋼筋

36、，總重超過(guò)5000萬(wàn)噸，約占鋼材使用量的一半。我國(guó)混凝土配筋用鋼筋品種較多，有:熱軋鋼筋(帶肋、光面)，冷軋帶肋鋼筋，精軋螺旋鋼筋，冷拉鋼筋，變形鋼筋(冷軋扭、冷軋螺旋、扭耳等)，熱處理鋼筋，低碳冷拔絲(在逐步淘汰)，普通松弛，低松弛預(yù)應(yīng)力鋼絲，鋼絞線等等。鋼筋是土木混凝土結(jié)構(gòu)中的關(guān)鍵材料，其強(qiáng)度等級(jí)直接影響建筑工程質(zhì)量和安全。鋼筋彎曲機(jī)是建筑業(yè)常用的工程機(jī)械之一，主要是將鋼筋加工成各種形狀以滿足生產(chǎn)需要，隨著工業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，各種鋼筋制品廣泛地應(yīng)用在現(xiàn)代工程領(lǐng)域的各個(gè)方面，如建筑、船舶、航天等行業(yè)，尤其在建筑上應(yīng)用非常廣泛。因此，有很多技術(shù)人員正在研究鋼筋彎曲機(jī)，以實(shí)現(xiàn)高效率的生產(chǎn)。當(dāng)前我國(guó)正

37、在大力發(fā)展基礎(chǔ)建設(shè)及城市化建設(shè)，各種建筑耗費(fèi)了大量的鋼筋，其中鋼箍加工的效率和質(zhì)量是最難解決的問(wèn)題之一，鋼箍不僅使用量非常大，而且形狀和尺寸變化復(fù)雜，尺寸精度要求高，鋼箍的制作在原鋼筋加工中是勞動(dòng)強(qiáng)度大，人力物力消耗大，低效率，低質(zhì)量保證的環(huán)節(jié)。隨著我國(guó)建筑行業(yè)的快速發(fā)展，為了響應(yīng)政府及各建筑單位對(duì)鋼筋制做自動(dòng)化技術(shù)的迫切要求，急需一種適用特殊范圍鋼筋彎曲機(jī)。如圖1.1，為建筑用鋼常用型號(hào)明細(xì)表部分截圖，可以看出部分形狀要求中間較長(zhǎng)兩端彎曲，給彎曲機(jī)造成了一定困難。所以急需一種特殊用途的鋼筋彎曲機(jī)。級(jí)別直徑鋼筋圖形總根數(shù)單長(zhǎng)m總長(zhǎng)m單重kg總重kg1041.0654.260.9463.7821

38、0128.682104.1847.70892.4961041.2464.9841.1064.4251041.2655.061.1234.49210241.7441.761.54537.07210181.8934.021.67830.2041064.0224.123.56921.4141064.1925.143.7222.321064.6728.024.14624.8771064.55527.334.04424.2641024.829.644.2798.55910404.902196.084.352174.0831025.50511.014.8879.775圖1.1 建筑鋼筋常用型號(hào)明細(xì)表 1.

39、2 鋼筋彎曲機(jī)國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀1.2.1國(guó)外行業(yè)整體現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)在發(fā)達(dá)國(guó)家己經(jīng)普遍采用工廠化生產(chǎn)建筑用鋼筋加工產(chǎn)品，如意大利OSCAM公司、奧地利EVG公司、德國(guó)PEDAX公司和美國(guó)KRB公司等，他們采用鋼筋數(shù)控彎箍機(jī)、切斷機(jī)、彎曲機(jī)、調(diào)直彎曲切斷于一體的加工機(jī)械，可建成鋼筋加工中心，為施工企業(yè)生產(chǎn)建筑用鋼筋加工產(chǎn)品，或者提供鋼筋加工企業(yè)的成套設(shè)備。具體的說(shuō)，OSCAM公司的彎曲機(jī)可以將鋼筋彎曲成螺旋狀，大直徑鋼筋自切斷的端頭非常整齊、加工效率高；1.2.2國(guó)內(nèi)行業(yè)的整體現(xiàn)狀及發(fā)展趨勢(shì)總體而言，我國(guó)鋼筋加工機(jī)械的技術(shù)水平總體上比較落后，所生產(chǎn)的鋼筋等產(chǎn)品，主要品種規(guī)格少、結(jié)構(gòu)形式比較傳統(tǒng)、自動(dòng)

40、化程度差、制造精度較低、創(chuàng)新力不強(qiáng)，參與國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)能力弱。具體上由于傳統(tǒng)的彎曲加工逐漸適應(yīng)不了加工精度和通用性的要求，基于繞彎工藝的彎曲機(jī)成為了最普遍的彎曲加工方式。我國(guó)的彎曲機(jī)從70年代開(kāi)始起步，小規(guī)模生產(chǎn)制造一些簡(jiǎn)易的彎曲件，結(jié)構(gòu)形式為機(jī)械傳動(dòng)并以手動(dòng)輔助，80年代初形成一定的規(guī)模。其中以GW40A型鋼筋彎曲機(jī)為代表。GW40A采用蝸輪蝸桿傳動(dòng)，通過(guò)齒輪變速箱調(diào)節(jié)彎曲速度，彎曲操作機(jī)構(gòu)由機(jī)體臺(tái)面上的帶有插入孔的插入座、工作圓旁、中，山柱、撥叉和檔料架等組成，利用可逆轉(zhuǎn)換開(kāi)關(guān)通過(guò)操作手動(dòng)直接控制電動(dòng)機(jī)來(lái)進(jìn)行啟動(dòng)、停閉彎曲及換向動(dòng)作，彎曲角度的精度靠操作工人的技術(shù)水平保證，而不能依靠機(jī)器本身結(jié)構(gòu)

41、設(shè)計(jì)的先進(jìn)性、合理性來(lái)保證，工人的勞動(dòng)強(qiáng)度也比較大。彎曲機(jī)可以對(duì)鋼筋進(jìn)行不同彎曲角度的彎曲加工，通用性有了一定的提高，但同一種彎曲件只能有一種彎曲角度，且加工精度不高，自動(dòng)化水平仍比較低。隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，其應(yīng)用已廣泛的滲透并影響著社會(huì)生產(chǎn)和社會(huì)生活的各個(gè)領(lǐng)域，并在全球形成了一場(chǎng)新的技術(shù)革命。數(shù)控系統(tǒng)便是計(jì)算機(jī)技術(shù)在機(jī)械制造領(lǐng)域的一種典型應(yīng)用，它集計(jì)算機(jī)、機(jī)械加工、微電子和自動(dòng)控制等多項(xiàng)技術(shù)子一體，是近年來(lái)應(yīng)用領(lǐng)域中發(fā)展十分迅速的一項(xiàng)高新技術(shù)。隨著數(shù)控技術(shù)的發(fā)展和在生產(chǎn)過(guò)程中的廣泛應(yīng)用，傳統(tǒng)的機(jī)械工業(yè)的產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)和生產(chǎn)模式發(fā)生了深刻的革命性的變化。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于各種建筑機(jī)械當(dāng)中，同時(shí)也制

42、造出了數(shù)控彎曲機(jī)。數(shù)控技術(shù)應(yīng)用于彎曲機(jī)上使加工精度和速度提高，生產(chǎn)效率大幅度增長(zhǎng)，加工質(zhì)量得到極大完善，并實(shí)現(xiàn)了人工很難做到的對(duì)各種復(fù)雜彎曲條件的自動(dòng)加工。1.3本次鋼筋彎曲機(jī)設(shè)計(jì)的目的意義為了提高工人的勞動(dòng)效率和降低工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，同時(shí)解決當(dāng)今市場(chǎng)上鋼筋彎曲機(jī)由于場(chǎng)地空間問(wèn)題不能解決的彎曲長(zhǎng)鋼筋的問(wèn)題。本次設(shè)計(jì)的鋼筋彎曲機(jī)能夠很好地解決這個(gè)問(wèn)題。同時(shí)，本次設(shè)計(jì)將鋼筋矯直機(jī)、切斷機(jī)和彎曲機(jī)融為一體，方便快捷的實(shí)現(xiàn)盤(pán)條鋼筋的矯直彎曲。1.4設(shè)計(jì)研究的內(nèi)容設(shè)計(jì)一種能將盤(pán)條鋼筋矯直后彎曲并能夠切斷的一體化數(shù)控彎曲機(jī)。該彎曲機(jī)的主要特點(diǎn)是工人將盤(pán)條鋼筋的一頭裝入到鋼筋矯直部分后，即可以通過(guò)數(shù)控部分來(lái)實(shí)

43、現(xiàn)對(duì)鋼筋彎曲角度和彎曲長(zhǎng)度的自動(dòng)化控制。期間人工只需要小小的操作步驟就可以完成鋼筋的彎曲加工。該鋼筋彎曲機(jī)主要由機(jī)械控制系統(tǒng)、操作系統(tǒng)、回轉(zhuǎn)系統(tǒng)、工作臺(tái)面和動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置等部分組成。本設(shè)計(jì)的最大特點(diǎn)是實(shí)現(xiàn)510mm的盤(pán)條長(zhǎng)鋼筋的自動(dòng)彎曲，解決了現(xiàn)有的鋼筋彎曲機(jī)不能快速完成的問(wèn)題。操作簡(jiǎn)單，效率高，并提高了彎曲角度的控制精度，以及最大限度的提高了所設(shè)計(jì)彎曲機(jī)的適用范圍。2 總體方案的確定2.1鋼筋彎曲機(jī)的組成為了方便運(yùn)輸，建筑用鋼大部分都是用盤(pán)條的形式存放的，要實(shí)現(xiàn)鋼筋的彎曲，故要涉及到鋼筋的矯直和剪切過(guò)程。同時(shí)為了方便操作，提高生產(chǎn)效率，本設(shè)計(jì)將集矯直、彎曲和切斷于一身。整體上說(shuō)，該鋼筋彎曲機(jī)設(shè)

44、計(jì)由三大部分組成：鋼筋的矯直機(jī)構(gòu)、鋼筋的切斷機(jī)構(gòu)以及鋼筋的彎曲機(jī)構(gòu)。2.2鋼筋矯直機(jī)構(gòu)矯直在鋼筋彎曲加工的前部工序，這道工序可以大幅度的提高產(chǎn)品的質(zhì)量水平，大大改善產(chǎn)品在軋制、冷卻和運(yùn)輸過(guò)程中產(chǎn)生的各種形狀缺陷。矯直機(jī)已經(jīng)成為軋制車間不可缺少的設(shè)備。矯直機(jī)按照結(jié)構(gòu)可以分為壓力矯直機(jī)、輥式矯直機(jī)、管棒材矯直機(jī)、拉伸矯直機(jī)和拉伸彎曲矯直機(jī)。20世紀(jì)以來(lái)，矯直技術(shù)得到了很大的發(fā)展。但在快速發(fā)展的矯直理論背后，矯直技術(shù)在實(shí)際生產(chǎn)中的應(yīng)用卻非常滯后。矯直理論總體來(lái)說(shuō)還很粗糙，因?yàn)槌C直機(jī)的許多參數(shù)還需要依靠經(jīng)驗(yàn)公式和經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)來(lái)決定，矯直機(jī)矯直輥負(fù)輥距的破壞作用的機(jī)理直到20世紀(jì)80年代才被闡明，落后于實(shí)際

45、30多年。輥數(shù)、輥距、壓彎量、輥徑、矯直速度等許多數(shù)據(jù)還沒(méi)有權(quán)威的理論公式。直到20世紀(jì)80年代，矯直理論才逐步走向完善，現(xiàn)已開(kāi)發(fā)出萬(wàn)能矯直機(jī)、行星矯直機(jī)、旋轉(zhuǎn)反彎矯直機(jī)、輥距改變的9+1輥矯直機(jī)，并且矯直機(jī)實(shí)現(xiàn)了利用計(jì)算機(jī)程序?qū)崿F(xiàn)自動(dòng)控制。隨著矯直技術(shù)的發(fā)展四種矯直技術(shù)逐步發(fā)展成熟，它們是彎曲矯正技術(shù)、拉伸矯正技術(shù)、拉彎矯正技術(shù)和扭轉(zhuǎn)矯正技術(shù)。隨之而來(lái)的還有平動(dòng)矯直技術(shù)，行星矯直技術(shù)、全長(zhǎng)矯直技術(shù)、變凸度及變輥距矯直技術(shù)等。矯直設(shè)備的分類現(xiàn)代矯直設(shè)備品種較多，規(guī)格更多。按工作原理不同劃分為五大類。第一類稱為反復(fù)彎曲式矯直機(jī)，如壓力矯直機(jī)及輥式矯直機(jī)，它們是靠壓頭或輥?zhàn)釉谕黄矫鎯?nèi)對(duì)工件進(jìn)行反

46、復(fù)壓彎并逐漸減小壓彎量，直到壓彎量與彈復(fù)量相等而變直。第二類稱為旋轉(zhuǎn)彎曲式矯直機(jī)，是工件在塑性彎曲狀態(tài)下以旋轉(zhuǎn)變形方式從大的等彎矩區(qū)向小的等彎矩區(qū)過(guò)渡，在走出塑性區(qū)時(shí)彈復(fù)變直。旋轉(zhuǎn)者可以是工件，可以是矯直工具，也可以是變形方位。如常見(jiàn)的斜輥矯直機(jī)、轉(zhuǎn)毅式矯直機(jī)及平動(dòng)式(過(guò)去常稱為振動(dòng)式)矯直機(jī)。第三類稱為拉伸矯直機(jī)，它依靠拉伸變形把原來(lái)長(zhǎng)短不一的縱向纖維拉成等長(zhǎng)度并進(jìn)入塑性變形后經(jīng)卸載及彈復(fù)而變直，如鉗式拉伸矯直機(jī)及連續(xù)拉伸矯直機(jī)。第四類稱為拉彎矯直機(jī)。它是把拉伸與彎曲變形合成起來(lái)使工件兩個(gè)表層的較大拉伸及全截面的拉伸變形三者不在同一時(shí)間發(fā)生，全斷面各層纖維的彈復(fù)變形也不是同時(shí)發(fā)生的，既防止了

47、板帶的斷裂，又提高了矯直質(zhì)量。第五類稱為拉坯矯直設(shè)備，它是在拉動(dòng)連鑄坯下行的同時(shí)使鑄坯的弧形彎曲漸伸變直，其拉力主要用于克服外部阻力，而鑄坯本身在高溫狀態(tài)下所需的矯直拉力是較小的。2.2.1矯直機(jī)的工作原理 圖2.1現(xiàn)矯直機(jī)的工作原理是塑性拉彎矯直理論，帶材在軋制及平整工序中產(chǎn)生內(nèi)部不均勻應(yīng)力，當(dāng)其應(yīng)力值達(dá)到一程度時(shí)，會(huì)造成板形的瓢曲或浪形，拉彎矯直機(jī)利用了內(nèi)應(yīng)力的存在改善板形。需矯平的帶材在張力輥組施加的張力的作用下，連續(xù)經(jīng)過(guò)上下交替布置的多組小直徑的彎曲輥劇烈彎曲，如圖2.1。帶材各條縱向纖維長(zhǎng)度的不均勻性在拉伸和彎曲的合作用下，沿長(zhǎng)度方向上產(chǎn)生了不同程度的塑性延伸，拉伸彎曲矯直技術(shù)使各條

48、縱向纖維的長(zhǎng)度趨向于一致。上排每個(gè)工作輥可以單獨(dú)調(diào)整的矯直機(jī)。這種調(diào)整方式比較靈活，但由于結(jié)構(gòu)配置的原因，它主要用于輥數(shù)較少，輥距較大的型鋼矯直機(jī)。支承輥采用交錯(cuò)布置，支承輥承受工作輥的垂直方向和水平方向上的彎曲，矯直過(guò)程中工作輥載荷比較穩(wěn)定，與垂直布置的支承輥相反，交錯(cuò)布置的支承輥多用于工作輥輥徑與輥身長(zhǎng)度比值較小的矯正機(jī)。2.2.2矯直機(jī)構(gòu)的示意結(jié)構(gòu) 圖2.2如圖2.2所示，該矯直機(jī)構(gòu)由鉛直矯直輥系、水平矯直輥系以及夾送輥等三部分組成。電動(dòng)機(jī)通過(guò)帶輪帶動(dòng)減速器減速后帶動(dòng)夾送輥為鋼筋矯直提供動(dòng)力。其鉛直矯直部分所用箱體結(jié)構(gòu)為如下圖2.3所示 圖2.32.3鋼筋彎曲機(jī)構(gòu)鋼筋彎曲機(jī)，工作機(jī)構(gòu)是一

49、個(gè)在垂直軸上旋轉(zhuǎn)的水平工作圓盤(pán)，把鋼筋置于銷軸之間，支承銷軸固定在機(jī)床上，中心銷軸和壓彎銷軸裝在工作圓盤(pán)上，圓盤(pán)回轉(zhuǎn)時(shí)便將鋼筋彎曲。為了彎曲各種直徑的鋼筋，可相應(yīng)地更換不同直徑的中心銷軸。2.3.1鋼筋彎曲機(jī)工作原理鋼筋彎曲機(jī)的具體工作原理為：電動(dòng)機(jī)提供的動(dòng)力，經(jīng)過(guò)齒輪減速機(jī)構(gòu)傳遞給工作圓盤(pán)，帶動(dòng)其工作盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)。鋼筋的彎曲就主要在其工作圓盤(pán)上來(lái)實(shí)現(xiàn)的。工作盤(pán)上裝有兩根軸，分為心軸和工作軸，軸上通過(guò)套上不同厚度的套筒以改變兩軸之間的距離，方便彎曲不同直徑的鋼筋。當(dāng)工作盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，心軸和工作軸都在轉(zhuǎn)動(dòng)，由于心軸在轉(zhuǎn)動(dòng)中心上，圓盤(pán)雖在轉(zhuǎn)動(dòng)，但其位置卻并未移動(dòng)。此時(shí)，工作軸就可以繞其心軸做圓弧運(yùn)動(dòng)。此時(shí)將

50、鋼筋插入工作圓盤(pán)中的心軸和成型軸之間就可以將鋼筋彎曲成型了。通過(guò)控制轉(zhuǎn)動(dòng)角度就可以控制彎曲角度。當(dāng)彎曲不同直徑的鋼筋時(shí)，只需將工作圓盤(pán)上的心軸和成型軸的套筒更換即可。例如，當(dāng)彎曲細(xì)鋼筋時(shí)，心軸和成型軸都換成粗直徑的軸套即可，但注意軸套的大小要合適。當(dāng)彎曲粗直徑的鋼筋時(shí)，心軸換成細(xì)直徑的，成型軸換成稍細(xì)直徑的，更換時(shí)要考慮鋼筋彎曲的角度和最小鋼筋直徑。而彎曲段的長(zhǎng)度則由電機(jī)控制并將信號(hào)由編碼器反饋給控制器實(shí)現(xiàn)控制，彎曲結(jié)束后利用切斷裝置切斷.其原理圖如圖2.4所示 圖2.42.3.2鋼筋彎曲機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)示意圖2.4鋼筋切斷機(jī)構(gòu)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

51、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2.4.1鋼筋切斷原理構(gòu)造：主要由電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)系統(tǒng)、蓄勢(shì)裝置、減速機(jī)構(gòu)、曲軸機(jī)構(gòu)、機(jī)體及切斷刀等組成。適用于切斷640mm普遍碳素鋼筋。其原理圖見(jiàn)圖2.5 圖2.5 鋼筋切斷原理工作原理：由電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過(guò)V帶輪驅(qū)動(dòng)飛輪軸、圓柱齒輪減速帶動(dòng)偏心軸旋轉(zhuǎn)。在偏心軸上裝有

52、連桿，連桿帶動(dòng)滑塊和動(dòng)刀片在機(jī)座的滑到中作往復(fù)運(yùn)動(dòng)，并和固定在機(jī)座上的定刀片選用碳素工具鋼并經(jīng)熱處理制成，一般前角度為3°，后角度為12°。一般定刀片和動(dòng)刀片之間的簡(jiǎn)旭為0.51mm。鋼筋通過(guò)半圓模，以減少鋼筋的擺動(dòng)現(xiàn)象。2.5鋼筋彎曲機(jī)整體布局圖鋼筋彎曲機(jī)整體布局圖如圖2.6 圖2.6 鋼筋彎曲機(jī)整體布局圖3電動(dòng)機(jī)的選擇生產(chǎn)單位一般用三相交流電源，因此，如無(wú)特殊要求都應(yīng)選用交流電動(dòng)機(jī)。交流電動(dòng)機(jī)有異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類。異步電動(dòng)機(jī)有籠型和繞線型兩種，其中以普通籠型異步電動(dòng)機(jī)應(yīng)用最多。我國(guó)新設(shè)計(jì)的Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、工作

53、可靠，價(jià)格低廉、維護(hù)方便，適用于不易燃、不易爆、無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械上，由于氣動(dòng)性能較好，也都適用于某些要求啟動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的機(jī)械。3.1矯直部分電機(jī)的選擇3.1.1鋼筋受力情況分析鋼筋矯直過(guò)程中，受到輥?zhàn)拥淖饔靡约盃恳喌睦熳饔茫藭r(shí)鋼筋受力如圖3.1 圖3.1 鋼筋的受力分析3.1.2矯直電機(jī)的確定選用電機(jī)為三相異步電機(jī)Y132M-8，其額定功率為3KW。其參數(shù)為表3.1表3.1型號(hào)額定功率額定電流轉(zhuǎn)速效率功率因素堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩堵轉(zhuǎn)電流最大轉(zhuǎn)矩噪聲振動(dòng)速度重量額定轉(zhuǎn)速額定電流額定轉(zhuǎn)矩1級(jí)2級(jí)KWAr/min%cos倍倍倍dBMmskg 同步轉(zhuǎn)速750r/min 8級(jí)Y132M-837.7710820.725.5261661.876 3.2 鋼筋彎曲部分電機(jī)的選擇3.2.1鋼筋彎曲受力情況與計(jì)算有關(guān)的幾何尺寸鋼筋彎曲時(shí)受力示意圖如圖3.2所示圖3.2 彎曲工作部分示意圖 1壓彎銷軸 2鋼筋 3中心銷軸 4工作圓盤(pán) 5支承擋銷初步設(shè)計(jì)鋼筋彎曲機(jī)的工作盤(pán)尺寸為： 直徑,，, 。3.2.2彎曲10鋼筋所需彎矩a.達(dá)到屈服極限時(shí)的始彎矩由材料力學(xué)教材13得， 公式（3-1）