彎管機開題報告

1、湖南工業(yè)大學本科畢業(yè)設(shè)計（論文）開題報告（2012 屆）學院（部）：專業(yè)：學生姓名：班級：指導教師姓名:機械工程學院機械工程及自動化學號：職稱：2012年 12月 30日設(shè)計題目：電動液壓彎管機設(shè)計一、文獻綜述1. 彎管機概述：彎管機是一種用于管道安裝的輕便型現(xiàn)場施工液壓機具，具有小巧輕 便、移動方便、可解體等特點。最適宜冷彎各類無縫鋼管，本機器除了具 備彎管功能外，解體后還能將油缸作為液壓千斤頂使用，主用于電力施工， 鍋爐、橋梁、船舶、家俱，公鐵路建設(shè)，裝潢等方而的管道鋪設(shè)及修造， 具有功能多、結(jié)構(gòu)合理、操作簡單、移動方便、安裝快速等優(yōu)點。相對于 數(shù)控彎管設(shè)備而言具有價格便宜，使用方便的特點

2、，在國內(nèi)彎管機市場占 據(jù)主導產(chǎn)品位置。STWG型電動液壓彎管機是一種新型的具有彎管功能及起 頂功能的彎管工具。具有結(jié)構(gòu)合理，使用安全，操作方便，價格合理，裝 卸快速，一機多用等眾多優(yōu)點，在國內(nèi)液壓彎管機市揚占據(jù)很大份額。STWG 型電動彎管機采用鑄鋼模具，大流量電動泵站，相對于鑄鐵模具的彎管機 具有不易損壞速度快的等優(yōu)點管材彎曲有很多方法，相應地也就有不同的 彎管設(shè)備。彎管機是管材彎曲加工的主要設(shè)備。彎管機的結(jié)構(gòu)形式很多，按彎管 時加熱與否可分為冷彎管機和熱彎管機兩類，按傳動方式可分為手動、氣 動、機械傳動和液壓傳動四種，按控制方式又可分為手控、半自動、自動 和數(shù)控四種。彎管機特點如下：1、彎

3、管機采用觸熒幕加數(shù)控模組，對話式操作，程式設(shè)定簡便容易2、 床身結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，不易變形。3、每一檔可設(shè)定16個彎管角度，記憶體可儲 放16組檔案。4、俱慢速定位功能，彎管角度穩(wěn)定，重復精度達± °5、錯誤訊息在屏幕上顯示，幫助操作者立即排除。6、提供自行研發(fā)之座標轉(zhuǎn) 換彎管加工值，軟體可選購裝在桌上型電腦編輯計算。彎管機的彎管工藝的特點：彎管機進行管材的彎曲和板料的彎曲一樣。在純彎曲的情況下，外徑 為D,壁厚為t的管子受外力矩M的作用發(fā)生彎曲時，中性層外側(cè)管壁受 拉應力cM作用，管壁變薄；中性層內(nèi)側(cè)管壁受拉應力a 1作用，管壁變厚。 而且，橫截面的形狀由于受合力F1和F2的作用

4、由圓形變?yōu)榻茩E圓形， 當變形量過大時，外側(cè)管壁會產(chǎn)生裂紋，內(nèi)側(cè)管壁會出現(xiàn)超皺。管材的變 形程度，取決于相對彎曲半徑R/D和相對厚度t/D數(shù)值的大小。R/D和t/D 值越小，表示變形程度越大。為保證管件成形質(zhì)量，必須控制變形程度在 許可范圍內(nèi)，管材彎曲成形極限不僅取決于材料的力學性能和彎曲方法， 而且還考慮管件的使用要求。管件的成形極限應包含以下幾個內(nèi)容：1）中 性層外側(cè)拉伸變形區(qū)內(nèi)最大的伸長變形不超過材料塑性允許值而產(chǎn)生破 裂；2）中性層內(nèi)側(cè)壓縮變形區(qū)內(nèi)，受切向壓應力作用的薄壁結(jié)構(gòu)部分不致 超過失穩(wěn)而起皺；3）如果管件有橢圓度的要求時，控制其斷面產(chǎn)生畸變； 4）如果管件有承受內(nèi)壓力的強度要求

5、時，控制其壁厚減薄的成形極限。2. 彎管機的發(fā)展歷史結(jié)構(gòu)特點：我國的彎管機加工工藝，從青銅器時代開始萌芽的，并逐漸形成和發(fā)展。從 殷商到春秋時期已經(jīng)有了相當發(fā)達的青銅冶鑄業(yè)出現(xiàn)了各種青銅工具，如：青銅 刀、青銅鋰、青銅鋸等等。同時有出土文物與甲骨文記錄表明，這個時期的生產(chǎn) 的青銅工具和生活工具，在制造過程中大都要經(jīng)過切削加工或研磨。我國的冶鑄 技術(shù)比西歐早一千多年。滲碳、淬火、和煉鋼技術(shù)的發(fā)明，為制造堅硬鋒利的工 具提供了便利的條件。鐵質(zhì)工具的出現(xiàn)，表明金屬切削加工進入了 一新的階段。 有記載表明早在三千多年前的商代已經(jīng)有了旋轉(zhuǎn)的琢玉工具，這也就是金屬切削 機床的前身。70年代在河北滿城一號漢

6、墓出土的五銖錢，其外圓上有經(jīng)過車削 的痕跡，刀花均勻，切削振動，波紋清晰，橢圓度很小。有可能將五銖錢穿在方 軸上然后裝夾在木質(zhì)的車床上，用手拿著工具進行切削。美國自20世紀60年代 就開始使用垂直液壓（即立式）彎管機，可以彎制762mm （630英寸）各種壁厚 的鋼管。70年代后，冷彎機的性能進一步完善，同時，彎管內(nèi)胎研制成功，與 冷彎機配套使用，能夠彎制萍壁高強度大口徑的輸油輸氣管道鋼管，最大彎管直 徑達到1524mm（60英寸）。原蘇聯(lián)研制冷彎管機基本也是從20世紀60年代開始 的，功能與美國機器相仿，但由于其主機液壓系統(tǒng)采取臥式結(jié)構(gòu)，平面占用空間 較大，運輸及現(xiàn)場擺布均存在較大困難。目前

7、，世界上有美國、加拿大和德國等 發(fā)達國家近10家冷彎機生產(chǎn)廠，所產(chǎn)機型基本結(jié)構(gòu)均為垂直液壓式，內(nèi)胎形式 主要有氣動式和液壓式兩種。氣動式結(jié)構(gòu)內(nèi)胎優(yōu)點在于行走速度快、彎管預制效 率高，但需要另行配置空氣壓縮機，系統(tǒng)工作平穩(wěn)性差，難以控制。液壓式內(nèi)胎 借助于整機液壓站，結(jié)構(gòu)緊湊，且液壓傳動平穩(wěn)可靠，能夠保證管道在預制過程 中不發(fā)生橢圓變形。如今我國彎管機的設(shè)計特點具有以下顯著的特點：1.搖臂，其作用是保證彎 管彎曲半徑符合要求，其夾緊座是限制鋼管在彎曲過程中反彈。2.矯直棍一是防 止在彎曲過程中垂直方向變形，與浮動防橢圓夾具配合使用保證彎曲后的鋼管橢 圓度符合要求。3.字向棍裝置一有兩組導向觀和機

8、架及夾緊傳動系統(tǒng)組成，導向 銀.開合由液壓驅(qū)動來完成，其功能是與搖臂共同完成鋼管水平方向的彎曲。4. 推送裝置（由小車、床身、傳動軸、牽引鏈等組成）推動鋼管前進，在搖臂和導向 魏作用下鋼管產(chǎn)生彎曲。5.驅(qū)動裝置它是推送裝置的動力源。6.泵站一分高壓和 低壓兩部分為導向魏開合、搖臂夾緊座油缸、推送裝置小車卡盤開合、矯直棍開 合提供動力。隨著科學技術(shù)的不斷發(fā)展，彎管機的型式日趨多樣化，彎管性能也 在大幅度地提高。微型計算機、單片機、可編程控制器、先進的交流伺服系統(tǒng)以 及新型液壓元器件和液壓技術(shù)的應用，使彎管機的功能更趨完善。3. 彎管機的工作原理：由電動油泵(10),高壓油管(12),快速接頭(1

9、3),工作油缸(8),柱塞(7),彎管部件包括上花板(3),下花板(14),模頭(4), 軸(2)組成。 由電動油泵輸出的高壓油，經(jīng)高壓油管送入工作油缸內(nèi)，高壓油推動工作油缸內(nèi) 柱寒，產(chǎn)生推力，通過彎管部件彎曲管子。1、車輪2、魏軸3、上花板 4、模頭5、連桿板 6、方檔塊 7、柱寒8、油 缸9、支架10、電動油泵11.放油螺釘12.高壓油管13、快速接頭14、 下花板4. 參考文獻：1成大先 機械設(shè)計手冊(單行本)M北京 化學工業(yè)出版社,20042機械設(shè)計手冊M北京 化學工業(yè)出版社,19763何存興，張鐵華.液壓傳動與氣壓傳動M.第二版.武漢：華中科技大學出版 社，20003沈鴻 機械設(shè)計手

10、冊M北京 機械工業(yè)出版社,19825楊寶光.液壓機M.北京：機械工業(yè)出版社，6俞新陸.鍛壓機械液壓傳動M北京：機械工業(yè)出版社，二、選題依據(jù)、主要研究內(nèi)容、研究思路及方案1. 課題的目的與意義：液壓彎管雖然具有傳遞功率大、控制精度高、響應速度快的優(yōu)點，但也具有 一些不足之處，如：由于操縱者動作太多，生產(chǎn)效率底；機器損耗大，使用壽命 減短；所需要操作人員多，人工費用較大，產(chǎn)品成本較高。所以在進一步的研究 中提出采用電機液壓混合式驅(qū)動，這樣可以在電機、液壓各自的優(yōu)勢地方采用最 合理驅(qū)動方式來降低生產(chǎn)成本，能實現(xiàn)自動檢測、控制產(chǎn)品的彎曲角度，提高生 產(chǎn)效率，提高如工精度。2. 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景：在航

11、空、航天、船舶、汽車、摩托車、空調(diào)等制造業(yè)中，大量應用到對管材 的彎曲加工作業(yè)，如何將管材彎曲成復雜的空間幾何形狀，并保持工藝要求的精 度，一直是人們所關(guān)心的問題。近十幾年來，國內(nèi)的許多汽車、摩托車、空調(diào)生 產(chǎn)廠家引進了用于管材彎曲成形加工的CNC彎管機，這種彎管機以它在同一臺機 器上可實現(xiàn)管材的各種復雜彎曲加工，以及加工精度高和對管材外表面損傷小等 特點，在管材的彎曲成形加工方法中占有非常重要的地位。所以液壓彎管機將取 代傳統(tǒng)的彎管機而成為彎管生產(chǎn)的主要設(shè)備。通過分析液壓彎管機的使用范疇可 以看出未來電動液壓彎管機的未來發(fā)展趨勢還是非常不錯的。而且近年來的發(fā)展 也是比較順利的，所以這個行業(yè)能

12、夠?qū)⒈豢春谩?. 課題主要內(nèi)容和要求：1. 彎管機的總體布置； 要求：a.初選彎管機類型；b. 各組成部分結(jié)構(gòu)簡圖；c. 確定彎管機的外形尺寸并畫出總體尺寸聯(lián)系圖。2. 電動液壓彎管機的整體工藝設(shè)計和傳動系統(tǒng)設(shè)計；擬定的方案內(nèi)容有：工藝分析，主要技術(shù)參數(shù)，傳動系統(tǒng)及參數(shù)的確定，傳動路 線圖。3. 電動機設(shè)計與液壓系統(tǒng)的設(shè)計：電動機設(shè)計：確定電動的規(guī)格型號以及其傳動方式。 液壓傳動設(shè)計：確定液壓泵的型號與液壓傳動系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計及其結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化4. 設(shè)計的主要技術(shù)參數(shù)： 最大工作壓力：40Mpa 最大工作行程：205mm 彎管角度：n/2Wan曲率半徑：4D管子外徑系列：XXX42 X 48 X 6

13、0 X （直徑） 整機重量：80Kg要求根據(jù)市場需求和給定的技術(shù)參數(shù)設(shè)計出一臺液壓彎管機，要求能方便的 調(diào)整工作參數(shù)以滿足不同直徑管道和不同角度要求的管件彎曲，解決自動璇轉(zhuǎn)、 自動進給、調(diào)整彎曲誤差等問題；對液壓彎管機進行技術(shù)設(shè)計，作出二維裝配圖 及技術(shù)說明。4. 研究方法、步驟：1.通過調(diào)研，以及查閱相關(guān)資料，了解液壓彎管機的工作原理并對其進行分 析。2.初步擬定整體方案，特別是控制方式與機械本體的有機結(jié)合的設(shè)計方案。 3.根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)進行設(shè)計計算，選擇合適的結(jié)構(gòu)。4.液壓彎管機的機械部 分設(shè)計。在符合液壓彎管機工作原理的情況下，對液壓彎管機的機械部分進行設(shè) 計，盡量使液壓彎管機結(jié)構(gòu)簡易化。5.液壓彎管機的電氣部分設(shè)計。為了實現(xiàn)液 壓彎管機的自動化目的，我們將對其進行智能控制，在滿足其自動化的條件