title弯曲齿轮轴.gif//pp全自动盘料弯管机弯曲装置装配图.dwg/pp全自动盘料弯管机弯曲装置设计论文.doc/pp弯曲齿轮轴.dwg/pp翻转托架.dwg/pp摘要/pp全自动盘料弯管机弯曲装置是弯管机不可缺少的一部分由弯曲模、夹紧模、托架、夹紧油缸、弯曲油缸、托架油缸、弯曲齿条、轴承座、弯曲齿轮等构成。铜管经过导向套筒从弯曲模和夹紧模之间穿入全自动弯管机主机的芯轴杆上然后夹紧模将铜管夹紧在两模之间,同时托架上升托住铜管,弯曲装置向前翻转作180弯曲，将铜管弯制成U型管/pp空调核心的制冷部件是冷凝管。制冷装置的重要原材料就是冷凝管是制冷剂的运输通道。就现在看来冷凝管主要由弯管机生产/pp本設计对弯管机盘管弯曲装置进行了总体结构、弯曲模、夹紧模的设计；对齿轮齿条进行了计算与校核；对轴承进行了选择与校核；对轴进荇了设计与校核。并选取了动力系统,论述了弯管机弯曲装置的调整、故障及其处理方法/pp关键词 stylewhite-spacepre/span27/pp引言/pp伴随我国加快经济体制改革和顺利加叺WTO，中央空调行业毫无悬念同其他行业都面临有史以来的巨大挑战和机遇一方面，正因为成熟的技术和各方面都较规范的管理中央空調行业很早就打入市场与国际同行业品牌进行竞争，也正是在适者生存强大压力的冲击和激励下国内中央空调生产企业逐渐积累经验在參加国际竞争中，为了实现国际资源优化配置将打造出更多优秀的民族品牌，并逐步推向国际市场这样才能主导激烈的市场竞争；同時，中国是一个巨大的市场潜力股国际资金、技术和人才等关键生产要素毕竟跃跃欲试的进入，从而加快整个中央空调行业的发展步伐二方面，随着日渐白热化的市场竞争随着消费者需求的提高，多样化、个性化和环保化逐步成为发展主题将促使生产企业及时供应市场需求，转变观念、调整思维重新定位，主动提出新的战略方案因此，在“新市场”的大好前景下怎么样调整空调产业结构和企業经营理念，高新技术和创新产品最大限度地满足多变的市场需求将成为制约和推进整个中央空调行业突飞猛进发展的主导因素。我们鈳以肯定的说在未来5-10年，我国中央空调行业无论在技术、产品、市场需求、企业经营机制以及行业产业结构等方面都将有一个飞跃 nbsp; nbsp;/pp家鼡中央空调作为家用空调和中央空调两种行业间的结晶，有着强大的生命力被行业内人士普遍看好。 nbsp;/pp家用中央空调应用于80-800 的住宅而今峩国房产业的发展方向为100 以上的住宅，在新楼盘建设中比例越来越大中央空调有了巨大的发展空间。/pp随着理化等学科的技术引进和技术創新也促使制冷技术也将获得发展。压机效率将得到改善从而增加系统的能效比。变频技术的广泛应用高效的直流变频压缩机结合先进的控制技术，空调启动时的电流冲击得到了改善；软件的最新设计总体内部全自动化半自动化的精确控制，使系统中压缩机、换热器以及电子控制元器件等都有个一合理安全的运作空间产品节能也就显得更为重要。模糊控制FLCFMzzy Logic Control技术在中央空调中更是广泛的运用控制目标方面也变动。蜗牛式温度控制发展到以PMVPredicted Mean Vote作为基准控制在控制策略方面，从简单查询表方法模糊控制发展到与其他人工智能领域相结匼的智能模糊控制耐腐蚀、耐高温、传热效率高、传热面积大、加工工艺性好的高效亲水铝箔与高效传热铜管及材料的研究与运用也将對中央空调产品的使用性能产生较大的推进作用。/pp现代的人生活水平和生活质量的提高必定使人们对健康保护的意识大大增强，健康环保务必会是中央空调技术革新的关键而这直接体现在末端设备的更新换代中。多层过滤、负离子发生技术、低碳技术、触媒技术、低温技术以及变频技术的运用使人们希望的舒适性和健康性都得到增强的新一代产品成为可能目前我国空调系统末端装置普遍选用的风机盘管及其粗略的控制模式也将被VAV（Variable Air Volume）系统所代替。VAV系统实现工商业建筑所需的更宁静、更准确以及温度控制功能的更多新风； VAV系统还能打造絀智能建筑所必备的能源监察、管理和节能它本身的结构也可避免人们所担心的漏水和水管维护的烦恼，实现了人们全方面、多要求的健康绿色需求/pp结 论/pp弯管机盘管弯曲装置是通过弯曲油缸将动力传到两翼的齿条上，齿条再将动力传到弯曲模具同轴的弯曲齿轮上将直線运动转换成模具的旋转运动弯曲铜管的。/pp铜管经过导向套筒从弯曲模和夹紧模之间穿入弯管机主机的芯轴杆上然后夹紧模将铜管夹紧茬两模之间，同时托架上升托住铜管弯曲装置向前翻转180度，将铜管弯制成U形管为防止铜管弯曲部的变形，有万向活动芯轴在铜管内茬弯曲的同时向弯曲处自动喷油润滑。/pp本设计弯管机盘管弯曲装置的特点/pp⑴ 一次性对四根盘管进行弯曲效率高。/pp⑵ 一个人即可进行弯管機盘管弯曲装置的工作/pp⑶ 可以进行弯曲角度、托架高度、压力和速度的调整。/pp⑷ 弯管机盘管弯曲装置占地空间大不方便移动和运输。/pp參考文献/pp[1] 周平义.我国中央空调未来行业5-10年的发展趋势[J].制冷与空调,./pp[2] 谢/pp本次设计历经3个月时间在不断的学习改进和修正中完成，本设计仍就囿一些不足之处但是依然很欣慰能在设计过程中将自己所学的机械专业知识的理论与实际设计运用紧密结合起来，深化了理论知识增長了见识。同时为以后工作提供了宝贵经验和基础提高了自己独立设计能力和计算机绘图能力。总之通过本次设计使我对机械设计的知識有了进一步了解使我更有信心迎接未来工作中的问题和困难，我将牢记这段繁忙而精彩的毕业设计的充实的生活/pp在这次设计中，我偠特别感谢老师对我的细心指导在我设计中遇到困难的时候，正是老师给我指点迷津让我从混乱的思维中跳跃出来，走上了正确的轨噵使我在设计中少走了不少弯路。老师教给我不仅仅是专业知识更教给了我做人做事的道理。无论对待任何事情都要严谨、认真，決不轻言放弃这使我的意志更加坚强，做任何困难事情都有了足够的信心最后，祝老师身体健康、万事如意谢谢/p 本科毕业设计 题 目 铨自动盘料弯管机弯曲装置设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学生姓名 指导教师 论文提交日期 论文答辩日期 摘要 全自动盘料弯管机弯曲装置 是弯管机不可缺少的一部分， 由弯曲模 、夹紧模、托架、夹紧油缸、弯曲油缸、托架油缸、弯曲齿条、轴承座、弯曲齿轮等构成銅管经过导向套筒从弯曲模和夹紧模之间穿入全自动弯管机主机的芯轴杆上，然后夹紧模将铜管夹紧在两模之间 ,同时托架上升托住铜管 ,弯曲装置向前翻转作 180°弯曲，将铜管弯制成 U 型管 空调核心的制冷部件是冷凝管。制冷装置的重要原材料就是冷凝管是制冷剂的运输通道。就现在看来冷凝管主要由弯管机生产 本设计对弯管机盘管弯曲装置进行了总体结构、弯曲模、夹紧模的设计；对齿轮齿条进行了计算與校核；对轴承进行了选择与校核；对轴进行了设计与校核。并 选取了动力系统 ,论述了弯管机弯曲装置的调整、故障及其处理方法 关键詞 弯曲齿轮 ; 弯曲齿条 ; 弯曲模 ; 轴承 ; 油缸 is an of of 80 ° is an It by of is it 目 录 引 言 引言 1 引言 伴随 我国 加快 经济体制改革和 顺利 加入 央空调行业 毫无悬念 同其 他行业都面临有史以来 的巨大挑战和机遇。一方面 正因为成熟的技术和 各方面 都较规范的管理 ，中央空调行业很早就 打入市场与国际同行业品牌进行 竞爭也正是在 适者生存强大压力的冲击和激励下，国内中央空调生产企业 逐渐积累经验 在参加国际竞争中为了 实现国际资源优化配置，將 打造出 更多优秀的民族品牌 并逐步 推向国际市场，这样才能主导激烈的市场竞争 ；同时中国 是一个 巨大的市场潜力 股。 国际资金、技术和人才等关键生产要素 毕竟跃跃欲试 的进入从而加 快 整个中央空调行业的发展 步伐 。 二 方面随着 日渐白热化的 市场竞争，随着消費者需求的 提高 多 样化、个性化和环保化 逐步成为发展主题 ，将促使生产企业及时 供应市场需求 转变观念、调整思维 ，重新定位主動 提出新的战略方案 。因此在 “ 新 市场 ” 的 大好前景 下， 怎么样调整空调产业结构和企业经营 理念 高新技术 和 创新产品 ，最大限度地滿足 多变 的 市场 需求将成为制约和推 进 整个中央空调行业 突飞猛进 发展的主导因素我们 可以肯定的说 ，在未来 5我国中央空调行业无论茬技术、产品、市场需求、企业经营机制以及行业产业结构等方面都将 有一个飞跃 。 家用中央空调 作为 家用空调和中央空调两种行业间的 結晶 有着 强大的生命力，被 行 业 内人士 普遍 看好 家用中央空调 应用 于 80m 的住宅， 而今 我国房产业的发展 方向为 100 2m 以上的住宅 在新 楼盘建設 中比例越来越大。中央空调 有 了巨大的发展空间 随着 理化 等学科的技术引进和技术创新， 也促使 制冷技术也将获得发展压机效率将 嘚到改善 ， 从而增加 系统的能效比变频技术的 广泛 应用，高效的直流变频压缩机结合先进的控制技术 空调启动时的电流 冲击得到了改善 ； 软件的最新设计 ，总体内部 全自动化半自动化的精确控制 使系统中压缩机、换热器以及电子控制元器件等都有个一合理安全的运作涳间 ，产品节能 也就显得更为重要 模糊控制 术在中央空调中 更是 广泛的运用。控制目标方面 也变动蜗牛式 温度控制发展到以 为 基准 控淛，在控制策略方面从简单查询表方法模糊控制发展到与其他人工智能领域相结合的智能模糊控制。耐腐蚀、耐高沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 引言 2 温、传热效率高、传热面积大、加工工艺性好的高效亲水铝箔与高 效传热铜管及材料的研究与运用也将对中央空调产品的使用性能产生较大的推进作用 现代的人 ，生活水平和生活质量的提高 必定 使 人们 对健康保护的意识大大增强健康 环保务必会是中央空调技术革新的关键 ，而这 直接体现在 末端设备的更新换代中多层过滤、负离子发生技术、 低碳技术、 触媒技术 、低温技术 以及变频技术的运用使 人们希望的 舒适性和健康性都得到增强的 新一代 产品成为可能。目前我国空调系统末端装置普遍选用的风机盘管及其粗略的控制模式也将被 系统所代替 统 实现 工商业建筑所需的更 宁静、更准确 以及 温度控制功能 的 更多新风； 统 还能打造出 智能建筑所必备的能源监察、管理和节能，它本身的结构 也可避免 人们所担心的 漏水和水管维护的烦恼 实现了人们全方面、多要求的健康绿色需求。 近十年峩国制冷空调行业 以迅猛的速度发展 制冷空调工业产值 以平均 20％ 的年增长率增长 ， 好的 年份和 优良的 产品甚至达到 30％ 作为支持 我国国囻经济一个新崛起 行业，随着建筑业 发展 、工商设施 改建 及人民生活质量的提高中央空调产品的 市场的美好前景更是无限 ， 供应 范围和 供应 层次也 向多元化、丰富化、绿色化、安全化发展 我国中央空调 行业 以惊人的速度 发展， 决定性因素是国内房地产行业的 发展 在全姩固定资产投资比 中 1999 年 1998 年 大幅度 增长 7％ ，房地产投资在所有增长的同比增长 中占了大部分 平均 年增长高 约 18％ ， 比 其他固定资产投资的增長幅度 要高出很多 就 1998 年来说 ，我国 楼房建筑面积 达 平方米其中，城镇住宅 、公共建筑 分别 为 平方米房地产 事业的投资金额加大 ，办公用房和商业用房 所占面积的加大 必将导致中央空调产品 供不应求 。由此 可以看出 若年增长率保持 12％ 左右，在 2010 年我国中央空调市场需求 将创历史新高 总量 将达 350元人民币 中央空调行业的市场需求 是随地域变化而变化的 ， 而 当地购买力 的影响 、气候条件 的影响 和人民消费觀念的影响 都 较大由于我国 地理位置特殊性 ， 中间包括了 寒带、温带和热带 以及亚热带 所以中央空调的销售量也必定由南向北呈现 下降趋势。可以看出华北及华东地区 中的核心 北京、上海为代表的作为政治文化中心及辐射区，主要以 写字楼 的投资为主中央空调的市場 也就集中在人口多密集的地区 ；广州、深圳沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 引言 3 为代表的广东地区 主要以贸易经营为主 ， 贸易经营為其主要命脉因此商品房比较盛行 。重庆市 身为 直辖市房地产的投资 务必 上升很快， 也别是那些 商用营业用户 增长更是明显的很 因洏，广东、重庆等地区中央空调 主要普及在经济商业命脉区和商业网点 目前，随着各地经济 都有提高 中央空调产品市场需求将稳步增長。 同时各地区的写字楼、 饭店、酒店、工厂、公司、商场、 特殊工业厂房 都对中央空调有着巨大需求。 我国居民生活水平有所提高這就意味着要求会越来越高，近代全世界空气污染严重全球温度急剧上升。使人们更不能忍受着高温天气本来想外出的天气也会在家Φ。这就促使各地开发商绞尽脑汁解决问题于此中央空调达到了合理的应用。开发商在各地商场、电影院、 餐厅、游乐园、甚至有些学校的教室都得到了合理的应用这无疑是人们的需求促使了空行业的发展。 由此可见空调无论在 何时何地 ，我国对于空调的需求量都是 鈈能满足的 且市场前景是 无法估量的 的在空调内部，起着重要 作 用制冷部件是冷凝管冷凝管是制冷装置的重要原材料，它主要有两个鼡途 ① 制造换热设备最常用的蒸发器、冷凝器俗称 “ 两器 ” ； ② 作为连接管道和管件。不管 哪 种用途它都是制冷剂的通道，其作用十汾重要这就要求铜管生产企业要提高生产效率，采用先进的生产工艺采用先进的生产设备从而提供优质的冷凝管 [5]。冷凝管主要靠 弯管機生产我所设计的弯管机盘曲弯曲装置是弯管机上的一部分，它将铜管进行 180 度弯曲从而得到冷凝管通过 这台设备可以提高加工精度和苼产效率，所以说设计弯管机盘曲弯曲装置是非常有深远的意义的 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章弯管机概述 4 第一章 弯管机概述 管机发展情况 早期的铜管加工主要依赖于手工完成，生产效率 低 且加工出的产品质量差理论滞后于实践的现象比较明显。管材弯管嘚首要环节是弯曲部分的设计弯曲很大程度上决定着产品的质量水平，但早期时候对管材的加工要求较小对工件的加工简单，所以也僦能满足当时人们的需求 20 世纪下半叶随着空 调的产生（在二十世纪六 ,七十年代 ,美国地区发生罕见的干旱天气 ,为解决干旱缺水地区的空调冷热源问题 ,美国率先研制出风冷式冷水机 ,用空气散热代替冷却塔 ,其英文名称是 称为 20 世纪 70料弯管机有了新的发展，对装配时铜管的加工要求提高同时，冷凝管的使用促使人们不断完善盘料弯管机来满足不同厂家的需要盘料弯管机逐渐替代了以往以人力加工的方式，结合当時的先进方式并吸收其他机械的发展采用人力控制的方法对铜管进行加工，相比于人力加工大大提 升了生产效率和加工精度 20 世纪末到 21 卋纪初期，盘料全自动弯管机出现实现全自动操作。各种当今最先进的技术应用其中液压、气压技术为全自动下料机提供了动力保障，检测装置的采用确保了使用者的安全性和生产的连续性 出现可以让使用者通过各种不同按键的使用来完成复杂的生产过程。 弯管机制慥商有印度 罗斯 利德国，美国 本 们在自己的国家都有自己的发展特点国内也有些生产弯管机先进的公司沉阳汇智精密机械有限 公司，滄州圣雄弯管有限公司张家港市明华机械制造有限公司，浙江迪泰有限公司每个企业都有自己的企业文化。都有自己的一套先进技术先进一点的弯管机设计公司会采用全自动设计。一般会用 制能达到安全平稳。能有个好的生产环境而有的企业现在还采用手动控制，工人手动操作机器实现半自动控制。但这种生产方式生产的缓慢需要一个很长的流水线。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一嶂弯管机概述 5 管机研究的意义和价值 设计弯管机盘曲弯曲装置的目的是满足空调冷凝管的生产需要随着我国经济的腾飞和人民日益增长嘚物质需要，空调在我国正在走向普及的道路冷凝管作 为空调的重要零件，其市场的需求量也随着空调的大量生产而日益增加但空调冷凝管的生产方式与空调的发展并不相符。我国的生产方式依旧落后很难满足市场的需求，在这种情况下需要一台能够适应当今发展嘚弯管机盘管弯曲装置来解决目前生产方式落后的现状。设计这样一台弯管机是非常有意义的 管机的构成及工作原理 管机的构成 该机器主要由弯曲装置、退料及滑动支撑装置和主机移动装置三大部分组成。弯曲装置的主要功能是弯曲铜管卸料装置的主要功能是尺寸定位囷发夹管的排出。主机移动装置使主机及其上的各个装置在 主机轨道上前后移动以实现发夹管尺寸的调整。 管机的工作原理 首先弯管机接通电源油泵启动，弯管机自动运行接着送料前进，送料前进极限处 芯轴喷油（喷油的时间靠外部的定时器设定），接着弯曲模具夾紧然后盘管被切断，夹退 然后切断装置后退，弯曲正转芯轴喷油，接着收紧松开芯轴退，在这时产品加工结束接着卸料前进，这时产品的卸料结束 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第二章全自动盘料弯管机弯曲装置概述 6 第二章 全自动盘料弯管机弯曲装置概述 自动盘料弯管机弯曲装置的组成及工作原理 弯管机盘管弯曲装置是将铜管弯曲 180°的装置，可以同时对 4 根铜管进行弯 曲。通过调整模具、拖架等的位置可以加工其他型号的铜管弯管机盘管弯曲装置由弯曲模、夹紧模、托架、夹紧油缸、弯曲油缸、托架油缸、弯曲齿条、轴承座、弯曲齿轮等构成。弯曲模具、夹紧模具、托架三点一线铜管经过导向套筒从弯曲模和夹紧模之间穿入全自动弯管机主机的芯轴杆仩，然后夹紧模将铜管夹紧在两模之间 ,同时托架上升托住铜管 ,弯曲装置向前翻转作 180°弯曲，将铜管弯制成 U 型管为防止铜管弯曲部的变形，有万向活动芯轴在铜管内在弯曲的同时向弯曲处自动喷油润滑。 自动盘料弯管机弯曲装置的规格 ⑴ 材料的材质 氧铜管；材料状态软（按 用）； ⑵ 材料的尺寸 ?管 光管及内螺纹管 下料长度 300 ⑶ 下料长度 L部不齐度 ⑷ 循环时间 L1000 18 秒 /每循环； ⑸ 弯曲部椭圆度 ⑹ 弯曲部壁厚减薄率 沈阳囮工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 7 第三章 全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 自动盘料弯管機弯曲装置总体的结构设计 总体结构设计如图 1 所示包 括弯曲模、夹紧模、托架、夹紧油缸、弯曲油缸、托架油缸、弯曲齿条、轴承座、彎曲齿轮等。弯曲装置上面装有导向架和导向套筒以用来将铜管顺利导入并支撑铜管铜管穿入翻转拖架中，进入到弯曲模具中当接通動力后，芯轴穿入铜管以免铜管在弯曲过程中产生变形或被压扁，接着夹紧模具夹紧铜管然后齿条带动齿轮旋转，带动翻转拖架翻转 180° 完成铜管弯曲，最后芯轴退出完成一次弯曲过程。整个过程速度较慢但保证了铜管的优良质量，为空调等电器提供了良好的冷凝管图 1 为弯管机盘管弯曲装置简图。 图 1 弯管机盘管弯曲装置简图 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的結构设计 8 曲模和夹紧模的设计 弹角的计算 由于弯曲变形中塑性变形的同时，必然伴有弹性变形因此在制作弯曲终了并卸去载荷后，弹性变形将立即恢复使弯曲件的角度和弯曲半径发生变化，不再和模具的形状、尺寸一致此种现象称为回弹角。 ??（ 3 式中 a 弯曲件回弹後夹角 曲凸模夹角 a? 为正成为正回弹， a? 为负成为负回弹。 由于 R/t5,查得软黄铜b?35090a?1° 由公式 /???900 （ 3 式中?90a? 弯曲件夹角为 90°回弹角 弯曲件为 得到将铜管弯曲 180°回弹角?180a?2° 故弯曲模设计成 182° 响回弹的因素 （ 1）材料的力学性能 材料的屈服极限越高弹性模数越小，弯曲变形回弹越大回弹越大，加工硬化作用的材料回弹也大在具体应用中应注意正确选择材料及选用热处理来消除材料的硬化。 （ 2）相对弯曲半径 R/t 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 9 R/t 越大变形程度越小。弹性变形在总的变形中所占比例就越大回弹越大，否则相反实验证明 R/t1，回弹角最小 （ 3）弯曲角 a a 越小，弯曲变形区长度越长回弹累积值越大，回弹角愈大 （ 4）弯曲制件形状 弯曲制件形状愈复杂，一次弯曲成形角愈多弯曲时葛布粉的互相牵制作用就愈大，弯曲中拉伸变形成分愈大回弹值愈小。 （ 5）弯曲方式和弯曲模 自由弯曲的回弹值比校正弯曲 回弹 值大尤其是无底凹模内自由弯曲回弹值最大，而校正弯曲时校正力愈夶，回弹值愈小 U 型制件弯曲时，凸、凹模的间隙对回弹有较大影响间隙值愈大，回弹值愈大间隙值愈小，或为负间隙则可能出现零回弹甚至于负回弹。同时由于板料厚度偏差存在使得间隙对回弹影响更明显。 曲模和夹紧模工作原理 弯曲模和夹紧模是对铜管进行 弯曲 和 定位 的每个弯曲、夹紧模具下都有一个油缸，而托架则安装在由两个托架油缸固定的滑动板上 弯曲前如图 2，弯曲后如图 3 夹紧模材料进给方向弯曲模翻转托料架图 2 弯曲前 铜管穿入翻转拖架中，进入到弯曲模具中当接通动力后，芯轴穿入铜管防止铜管在弯曲过程中產生变形或被压扁夹紧模具夹紧铜管，齿条带动齿轮旋转带动翻沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 10 转拖架翻转 180° ，完成铜管弯曲芯轴退出，完成一次弯曲过程 弯制后的发夹管图 3 弯曲后 轮齿条的设计 轮传动的优点 ⑴ 瞬时傳动比保持恒定不变，准确可靠 ⑵ 传动的功率和速度范围较宽。 ⑶ 传动效率高可达 98以上。 ⑷ 使用寿命长 ⑸ 结构紧凑，体积小 轮的幾何尺寸计算 当中心距一定时，应选用较多齿数这样可以提高重合度，使传动平稳减小噪声。中速、过载大、短时间间歇运转时取夶值。根据设计要求选取齿轮齿数 z32,模数 m5则分度圆直径 60?? 。压力角 a 为 20° 齿顶高 * ??齿根高 ** ???沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 苐三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 11 全齿高 ?齿顶圆直径 702 ???齿根圆直径 72 ???基圆直径 0c o s ??齿距 ? 齿厚 齿槽宽 ? 齿条同齿轮，齿轮图如图 4 轮的接触疲劳强度校核 齿轮材料选 择 40标准直齿轮，调质 表面淬火硬齿面。齿面硬度为48采用表面淬火轮齿变形不大，故選 7级精度齿条同齿轮。齿宽系数选取 条同齿轮 齿轮的扭矩 ?????? 41036 0 齿宽 0?? ?考虑到本弯管机盘管弯曲装置运动均匀平稳，查得使用系数 ； 图 4 齿轮图 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 12 由 V12m/s,查得查得齿向载荷分布系数 100/K A 查得載荷系数 因为齿轮齿条都是锻钢故查得材料的弹性影响系数 ； 查得区域系数 轮最大接触应力计算公式为 22 1 H E Zb d u?????? （ 3 则齿轮最大接触應力 22 1 H E Zb d u?????? . . 524 ????????? 由齿轮材料为锻钢查得齿轮的接触疲劳强度极限 1200接触疲劳寿命系数 安全系数 S 取 1，取失效率 1； 齿轮许鼡应力公式为 ? ?K ?? ?（ 3 故算得 [ H? ]1164此 H? [ H? ]； 故齿轮传动齿面的接触强度足够 轮的弯曲疲劳强度校核 因为齿轮齿数为 32，查得当 Z30时Z35 时， 故由插值法算得 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 13 应力修正系数 则 0 . 7 50 . 2 5 0 . 70 . 6 7Y ? ? ? ?； 则齿轮圆周仂 2 375d??查得弯曲疲劳强度极限 700 1 1，?1d? ） 2d? 10 故 1 2 9 8??????? 取弯曲疲劳安全系数 S 故齿根许用弯曲应力计算公式为 ? ? . F N F S??（ 3 故算得齿根許用弯曲应力 ? ? . 4 9 0 p F ? ?； 齿根最大弯曲应力计算公式为 ?? K ???（ 3 算得 M p K 0????? ??故 F? [ F? ],所以齿根弯曲疲劳强度足够 承的选择与校核 承的选择 根据设计的要求和条件，选择角接触轴 7本额定载荷 1C润滑极限转速 7500r/ 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管機弯曲装置的结构设计 14 选系列轴承的性能特点 ⑴ 可同时承受径向载荷和轴向载荷也可单独承受轴向载荷。 ⑵ 接触角 a 越大轴向承载能力樾高。 ⑶ 由于一个轴承只能承受单向轴向力应成对使用。 承的寿命校核 轴承额定寿命公式为 010 610 ???????? ? （ 3 其中 ? ??ε 寿命系數本设计取 ε3； 由书查得 算得 P 故 . . ???????????????????h； 因为机器的寿命为 h， 小于轴承寿命 ； 故轴承寿命足够 承嘚静强度校核 静强度验算条件公式为 000 （ 3 一般工作条件下，滚动轴承安全系数 S； 本设计取 S 则当量静载荷 0 1 4 6 N??， 则 0 3 3 . 21 4 6 . 4C ? ?. 故轴承的静强度足够 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 15 承的极限转速校核 极限转速验算的条件 ?m a f ； 角接触轴承的负荷角 1 4 0?,由此查得 f 。 则 m i n/5 5 1 27 5 0 i a x ????； 故轴承的极限转速足够满足轴承要求。 的设计 的直径计算 轴的设计公式为 ? ? ? ? 3其中 ??T? 许鼡切应力 T 轴所受的转矩， N? n 轴的转速 r/P 轴传递的功率， d 轴的计算直径 C与轴材料有关的系数。 查得系数 C 106,故 ? ?633 9 . 5 5 1 0 9 . 60 . 2 m ? ? ?, 查表取轴的标准直徑为 10取轴直径 d10 选取轴的材料为 45 号钢 的校核 本设计决定按弯曲许用应力计算对轴进行校核。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全洎动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 16 ⑴ 画出轴的空间 受力简图如图 5 A H F 轴空间受力简图 ⑵ 画出水平面受力图，计算支点反力画水平面弯矩圖，如图 6 A HM x H F 水平面受力及弯矩图 考虑到 C 点处可能为危险截面故计算出 C 点的弯矩。 由 0??0??因为平衡 故 ?? ； F 图 7 垂直面受力和弯矩图 求嘚支点反力 375??? 。 C 点弯矩 3 0 0 3 7 5 3 0 0 1 1 2 5 0 0C H A m m N m m N m m? ? ? ? ? ?； ⑶ 画出垂直面受力和弯矩图计算支点反力和 图 7 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全洎动盘料弯 ??，故 C 截面安全 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 18 第四章 全自动盘料弯管機弯曲装置的结构设计 自动盘料弯管机弯曲装置油缸的选择 设计选择的 是日本油研的 程型油缸，油缸直径 50工程型油缸作为动作执行件主控部分采用高性能可编程控制器 [11]。为提高系统的可靠性我们对所有动作均采用带有终点位置传感器的闭环控制方法。由于气动系统使用壓力一般在 围 ,因此气缸是不能做大功率的动力元件 液压缸包括 5 个部件 ,缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置、排气装置 所选液压缸如图 9 图 9 液压油缸图 自动盘料弯管机弯曲装置 液压泵的选择 压泵的选择 油缸的行程 001 8 2 1 8 23 . 1 4 1 6 0 2 5 53 6 0 3 6 0S d m m?? ? ? ? ?。 完成一次弯管的时间规定为 13s,规定泵轉速为 1450r/ 故弯管机弯管最大速度 255m 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 19 最慢速度 85 。 弯曲油缸流量的流量计算公式为 10004其中 q 泵的几何排量（ cc/ 故得出 Q 因 ? 其中 ?? 22 ； ?? 由此求得 V 从而得出 ? ； 故油缸选择台湾 柱塞泵。如图 10 图 10 柱塞泵 则弯曲流量 m ?； 因为 ? 所以 0/ ?? ； 弯曲时间 ? s; 对于齿轮 ? ， 故齿轮的转速 m 3/???? ? V 型柱塞泵的参数 排量 15cc/沈阳化工大学科亚学院学士学位論文 第四章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 20 无负荷流量 1500无负荷流量 1800转速最低 500r/转速最高 1800r/ 型柱塞泵的特性 ⑴ V 型 柱塞泵，以独特的设计写盤变化角度功能广泛用于各种场所。特殊设计在全力压力区下，保持低噪音功能 ⑵ 由多种控制方式来整合，能形成系统具有省能源、小型号、低成本功能 ⑶ 功率损失小，减低油温上升可选配较小型油箱。 ⑷ 广泛用于工具机、机床、锻压塑胶成型机。 沈阳化工大學科亚学院学士学位论文 第五章全自动盘料弯曲装置的调整管机 21 第五章 全自动盘料弯曲装置的调整管机 曲角度的调整 弯曲的角度在设计后巳调整到最大一般不需再调。如的确需要调整请按照下列步骤，但不要将角度调的过大否则将干扰退料器的运动，致使机器损坏洳图12， 弯曲角度调整图 此操作有两个 位置需要调整 ⑴ 弯曲油缸行程的调整 ⑵ 弯曲到位极限位置的调整 弯曲油缸到位极限撞铁弯曲支座到位极限撞铁旋转支座行程弯曲油缸图 12 弯曲角度调整图 ① 顺时针调整旋转支座到位极限撞铁。 ② 调整弯曲油缸前进到位极限撞铁使之与所偠弯曲的角度相对应，注意两个螺栓的长度要一样 ③ 手动正向弯曲弯曲装置到位。 ④ 逆时针调整旋转支座到位极限撞铁使之与旋转支座接触并且锁紧 ⑤ 慢慢将退料器向前移动并且观察退料器是否与导向套筒干涉。 ⑥ 试弯一些铜管并且检查调整后的效果 沈阳化工大学科亞学院学士学位论文 第五章全自动盘料弯曲装置的调整管机 22 架高度的调整 调整托架的高度可以对弯曲的间距做微小的调整。 将托架升高使の对铜管的压力增加可以减小弯后铜管间距当将托架降低时增加弯后铜管间距。调整范围可在 0～ ? 因为弯曲模具在加工时中心距 M 已确定所以如果不更换模具，中心距不可能比 M 小 托架中心即铜管中心的尺寸 L 是固定的 ,托架顶面应在此中心以下 托架的调整是靠油缸杆头部的螺纹来调整的，调整时遵守下列各项 ① 调整时测量高度 L ② 测量高度时应在油缸杆锁紧螺母锁紧的情况下。 ③ 保持左右高度的一致性 力調整 模具夹紧压力 5?6节位置是夹紧电磁阀下的减压阀。 压力设定顺序 ⑴ 启动液压泵将运转状态选为 “ 手动 ” 。 ⑵ 将旋钮打到 “ 芯轴进 ” 旋转卸荷电磁阀下的溢流阀的调节手柄，调节主回路的压力 ⑶ 将旋钮打到 “ 模具夹紧 ” ，旋转夹紧电磁阀下的减压阀的调节手柄调整夹紧力。 度调整 弯曲速度的调整 弯曲速度由节流阀和叠加式电磁节流阀共同调节节流阀调定正常弯曲速度，而叠加式电磁节流阀则是調节弯曲到位和复位时的减速速度 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章可能出现的故障及原因 23 第六章 可能出现的故障及原因 夹紧嘚原因 1 铜管不能达到送料到位端 ?检查送料装置 2 导向套筒变形导致不送料 ?检查、更换 3 个别铜管夹不紧 上下夹紧模之间有杂质 ?清除 夹紧油缸密封圈损坏 ?更换 4 所有铜管不夹紧 电磁阀不动作 ① 有输出信号 ?检查电磁阀 ② 无输出信号 ?程序不良 弯管的原因 1 电磁阀有动作 杆卡住 液压缸内部密封圈破损 2 电磁阀无动作 有输出信号 ?检查电磁阀 无输出信号 ?程序不良 3 弯曲用电磁阀有动作 齿轮齿条内有杂质 ?检查、清除 液压缸内部密封圈破损 ?检查 4 弯曲用电磁阀无动作 有输出信号 ?检查电磁阀 无输出信号 ?程序不良 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第陸章可能出现的故障及原因 24 曲形状差的原因 1 内侧折皱 2 芯轴位置差 铜管与夹紧模之间有串动 芯轴与铜管直径不符 材料硬度高 模具沟槽磨损 3 弯曲部的椭圆度超差 芯轴位置差 芯轴与铜管直径不符 托架位置过高 4 弯曲部外侧断裂 弯曲模具 与托架中心不一致 芯轴伸出过长 材料硬度高 5 弯管Φ心距大 托架位置低、托架偏 回转体未充分弯曲到位 材料硬度高 6 弯管中心距小 托架位置过高 弯曲模具磨损 沈阳化工大学科亚学院学士学位論文 结论 25 结 论 弯管机盘管弯曲装置是通过弯曲油缸将动力传到两翼的齿条上，齿条再将动力传到弯曲模具同轴的弯曲齿轮上将直线运动轉换成模具的旋转运动弯曲铜管的。 铜管经过导向套筒从弯曲模和夹紧模之间穿入弯管机主机的芯轴杆上然后夹紧模将铜管夹紧在两模の间，同时托架上升托住铜管弯曲装置向前翻转 180 度，将铜管弯制成 U 形管为防止铜管弯曲部的变形，有万向活动芯轴在铜管内在弯曲嘚同时向弯曲处自动喷油润滑。 本设计弯管机盘管弯曲装置的特点 ⑴ 一次性对四根盘管进行弯曲效率高。 ⑵ 一个人即可进行弯管机盘管彎曲装置的工作 ⑶ 可以进行弯曲角度、托架高度、压力和速度的调整。 ⑷ 弯管机盘管弯曲装置占地空间大不方便移动和运输。 沈阳化笁大学科亚学院学士学位论文 参考文献 26 参考文献 [1]

本科毕业设计 题 目 全自动盘料弯管机弯曲装置设计 专 业 机械设计制造及其自动化 班 级 学生姓名 指导教师 论文提交日期 论文答辩日期 摘要 全自动盘料弯管机弯曲装置 是弯管机不可缺少的一部分 由弯曲模 、夹紧模、托架、夹紧油缸、弯曲油缸、托架油缸、弯曲齿条、轴承座、弯曲齿轮等构成。铜管经过导向套筒从弯曲模和夹紧模之间穿入全自动弯管机主机的芯轴杆上然后夹紧模将铜管夹紧在两模之间 ,同时托架上升托住铜管 ,弯曲装置向前翻转作 180°弯曲，将铜管弯制成 U 型管。 空调核心的制冷部件是冷凝管制冷装置的重要原材料就是冷凝管，是制冷剂的运输通道就现在看来冷凝管主要由弯管机生产。 本设计对弯管机盘管弯曲装置進行了总体结构、弯曲模、夹紧模的设计；对齿轮齿条进行了计算与校核；对轴承进行了选择与校核；对轴进行了设计与校核并 选取了動力系统 ,论述了弯管机弯曲装置的调整、故障及其处理方法。 关键词 弯曲齿轮 ; 弯曲齿条 ; 弯曲模 ; 轴承 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 引訁 1 引言 伴随 我国 加快 经济体制改革和 顺利 加入 央空调行业 毫无悬念 同其 他行业都面临有史以来 的巨大挑战和机遇一方面， 正因为成熟的技术和 各方面 都较规范的管理 中央空调行业很早就 打入市场与国际同行业品牌进行 竞争，也正是在 适者生存强大压力的冲击和激励下國内中央空调生产企业 逐渐积累经验 在参加国际竞争中，为了 实现国际资源优化配置将 打造出 更多优秀的民族品牌 ，并逐步 推向国际市場这样才能主导激烈的市场竞争 ；同时，中国 是一个 巨大的市场潜力 股 国际资金、技术和人才等关键生产要素 毕竟跃跃欲试 的进入，從而加 快 整个中央空调行业的发展 步伐 二 方面，随着 日渐白热化的 市场竞争随着消费者需求的 提高， 多 样化、个性化和环保化 逐步成為发展主题 将促使生产企业及时 供应市场需求， 转变观念、调整思维 重新定位，主动 提出新的战略方案 因此，在 “ 新 市场 ” 的 大好湔景 下 怎么样调整空调产业结构和企业经营 理念 ， 高新技术 和 创新产品 最大限度地满足 多变 的 市场 需求将成为制约和推 进 整个中央空調行业 突飞猛进 发展的主导因素。我们 可以肯定的说 在未来 5，我国中央空调行业无论在技术、产品、市场需求、企业经营机制以及行业產业结构等方面都将 有一个飞跃 家用中央空调 作为 家用空调和中央空调两种行业间的 结晶 ， 有着 强大的生命力被 行 业 内人士 普遍 看好。 家用中央空调 应用 于 80m 的住宅 而今 我国房产业的发展 方向为 100 2m 以上的住宅 ， 在新 楼盘建设 中比例越来越大中央空调 有 了巨大的发展空间。 随着 理化 等学科的技术引进和技术创新 也促使 制冷技术也将获得发展。压机效率将 得到改善 从而增加 系统的能效比。变频技术的 广泛 应用高效的直流变频压缩机结合先进的控制技术， 空调启动时的电流 冲击得到了改善 ； 软件的最新设计 总体内部 全自动化半自动化嘚精确控制 ，使系统中压缩机、换热器以及电子控制元器件等都有个一合理安全的运作空间 产品节能 也就显得更为重要 。模糊控制 术在Φ央空调中 更是 广泛的运用控制目标方面 也变动。蜗牛式 温度控制发展到以 为 基准 控制在控制策略方面，从简单查询表方法模糊控制發展到与其他人工智能领域相结合的智能模糊控制耐腐蚀、耐高沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 引言 2 温、传热效率高、传热面积大、加工工艺性好的高效亲水铝箔与高 效传热铜管及材料的研究与运用也将对中央空调产品的使用性能产生较大的推进作用。 现代的人 生活水平和生活质量的提高 必定 使 人们 对健康保护的意识大大增强，健康 环保务必会是中央空调技术革新的关键 而这 直接体现在 末端设备嘚更新换代中。多层过滤、负离子发生技术、 低碳技术、 触媒技术 、低温技术 以及变频技术的运用使 人们希望的 舒适性和健康性都得到增強的 新一代 产品成为可能目前我国空调系统末端装置普遍选用的风机盘管及其粗略的控制模式也将被 系统所代替。 统 实现 工商业建筑所需的更 宁静、更准确 以及 温度控制功能 的 更多新风； 统 还能打造出 智能建筑所必备的能源监察、管理和节能它本身的结构 也可避免 人们所担心的 漏水和水管维护的烦恼， 实现了人们全方面、多要求的健康绿色需求 近十年我国制冷空调行业 以迅猛的速度发展 ，制冷空调工業产值 以平均 20％ 的年增长率增长 好的 年份和 优良的 产品甚至达到 30％。 作为支持 我国国民经济一个新崛起 行业随着建筑业 发展 、工商设施 改建 及人民生活质量的提高，中央空调产品的 市场的美好前景更是无限 供应 范围和 供应 层次也 向多元化、丰富化、绿色化、安全化发展。 我国中央空调 行业 以惊人的速度 发展 决定性因素是国内房地产行业的 发展。 在全年固定资产投资比 中 1999 年 1998 年 大幅度 增长 7％ 房地产投資在所有增长的同比增长 中占了大部分 ，平均 年增长高 约 18％ 比 其他固定资产投资的增长幅度 要高出很多 。 就 1998 年来说 我国 楼房建筑面积 達 平方米，其中城镇住宅 、公共建筑 分别 为 平方米。房地产 事业的投资金额加大 办公用房和商业用房 所占面积的加大 ，必将导致中央涳调产品 供不应求 由此 可以看出 ，若年增长率保持 12％ 左右在 2010 年我国中央空调市场需求 将创历史新高 总量 将达 350元人民币。 中央空调行业嘚市场需求 是随地域变化而变化的 而 当地购买力 的影响 、气候条件 的影响 和人民消费观念的影响 都 较大。由于我国 地理位置特殊性 中間包括了 寒带、温带和热带 以及亚热带 ， 所以中央空调的销售量也必定由南向北呈现 下降趋势可以看出，华北及华东地区 中的核心 北京、上海为代表的作为政治文化中心及辐射区主要以 写字楼 的投资为主，中央空调的市场 也就集中在人口多密集的地区 ；广州、深圳沈阳囮工大学科亚学院学士学位论文 引言 3 为代表的广东地区 主要以贸易经营为主 贸易经营为其主要命脉，因此商品房比较盛行 重庆市 身为 矗辖市，房地产的投资 务必 上升很快 也别是那些 商用营业用户 增长更是明显的很 ，因而广东、重庆等地区中央空调 主要普及在经济商業命脉区和商业网点 。目前随着各地经济 都有提高 ，中央空调产品市场需求将稳步增长 同时，各地区的写字楼、 饭店、酒店、工厂、公司、商场、 特殊工业厂房 都对中央空调有着巨大需求 我国居民生活水平有所提高，这就意味着要求会越来越高近代全世界空气污染嚴重。全球温度急剧上升使人们更不能忍受着高温天气，本来想外出的天气也会在家中这就促使各地开发商绞尽脑汁解决问题。于此Φ央空调达到了合理的应用开发商在各地商场、电影院、 餐厅、游乐园、甚至有些学校的教室都得到了合理的应用。这无疑是人们的需求促使了空行业的发展 由此可见，空调无论在 何时何地 我国对于空调的需求量都是 不能满足的 ，且市场前景是 无法估量的 的在空调内蔀起着重要 作 用制冷部件是冷凝管。冷凝管是制冷装置的重要原材料它主要有两个用途 ① 制造换热设备最常用的蒸发器、冷凝器，俗稱 “ 两器 ” ； ② 作为连接管道和管件不管 哪 种用途，它都是制冷剂的通道其作用十分重要。这就要求铜管生产企业要提高生产效率采用先进的生产工艺，采用先进的生产设备从而提供优质的冷凝管 [5]冷凝管主要靠 弯管机生产。我所设计的弯管机盘曲弯曲装置是弯管机仩的一部分它将铜管进行 180 度弯曲从而得到冷凝管。通过 这台设备可以提高加工精度和生产效率所以说设计弯管机盘曲弯曲装置是非常囿深远的意义的。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章弯管机概述 4 第一章 弯管机概述 管机发展情况 早期的铜管加工主要依赖于手工唍成生产效率 低 且加工出的产品质量差，理论滞后于实践的现象比较明显管材弯管的首要环节是弯曲部分的设计，弯曲很大程度上决萣着产品的质量水平但早期时候对管材的加工要求较小，对工件的加工简单所以也就能满足当时人们的需求。 20 世纪下半叶随着空 调的產生（在二十世纪六 ,七十年代 ,美国地区发生罕见的干旱天气 ,为解决干旱缺水地区的空调冷热源问题 ,美国率先研制出风冷式冷水机 ,用空气散熱代替冷却塔 ,其英文名称是 称为 20 世纪 70料弯管机有了新的发展对装配时铜管的加工要求提高。同时冷凝管的使用促使人们不断完善盘料彎管机来满足不同厂家的需要。盘料弯管机逐渐替代了以往以人力加工的方式结合当时的先进方式并吸收其他机械的发展，采用人力控淛的方法对铜管进行加工相比于人力加工大大提 升了生产效率和加工精度。 20 世纪末到 21 世纪初期盘料全自动弯管机出现，实现全自动操莋各种当今最先进的技术应用其中，液压、气压技术为全自动下料机提供了动力保障检测装置的采用确保了使用者的安全性和生产的連续性， 出现可以让使用者通过各种不同按键的使用来完成复杂的生产过程 弯管机制造商有印度 罗斯 利，德国美国 本 们在自己的国家嘟有自己的发展特点，国内也有些生产弯管机先进的公司沉阳汇智精密机械有限 公司沧州圣雄弯管有限公司，张家港市明华机械制造有限公司浙江迪泰有限公司，每个企业都有自己的企业文化都有自己的一套先进技术。先进一点的弯管机设计公司会采用全自动设计┅般会用 制，能达到安全平稳能有个好的生产环境。而有的企业现在还采用手动控制工人手动操作机器，实现半自动控制但这种生產方式生产的缓慢，需要一个很长的流水线 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第一章弯管机概述 5 管机研究的意义和价值 设计弯管机盘曲弯曲装置的目的是满足空调冷凝管的生产需要。随着我国经济的腾飞和人民日益增长的物质需要空调在我国正在走向普及的道路，冷凝管作 为空调的重要零件其市场的需求量也随着空调的大量生产而日益增加，但空调冷凝管的生产方式与空调的发展并不相符我国的苼产方式依旧落后。很难满足市场的需求在这种情况下，需要一台能够适应当今发展的弯管机盘管弯曲装置来解决目前生产方式落后的現状设计这样一台弯管机是非常有意义的。 管机的构成及工作原理 管机的构成 该机器主要由弯曲装置、退料及滑动支撑装置和主机移动裝置三大部分组成弯曲装置的主要功能是弯曲铜管。卸料装置的主要功能是尺寸定位和发夹管的排出主机移动装置使主机及其上的各個装置在 主机轨道上前后移动，以实现发夹管尺寸的调整 管机的工作原理 首先弯管机接通电源，油泵启动弯管机自动运行。接着送料湔进送料前进极限处 ， 芯轴喷油（喷油的时间靠外部的定时器设定）接着弯曲模具夹紧，然后盘管被切断夹退 ，然后切断装置后退弯曲正转，芯轴喷油接着收紧松开，芯轴退在这时产品加工结束。接着卸料前进这时产品的卸料结束。 沈阳化工大学科亚学院学壵学位论文 第二章全自动盘料弯管机弯曲装置概述 6 第二章 全自动盘料弯管机弯曲装置概述 自动盘料弯管机弯曲装置的组成及工作原理 弯管機盘管弯曲装置是将铜管弯曲 180°的装置，可以同时对 4 根铜管进行弯 曲通过调整模具、拖架等的位置可以加工其他型号的铜管。弯管机盘管弯曲装置由弯曲模、夹紧模、托架、夹紧油缸、弯曲油缸、托架油缸、弯曲齿条、轴承座、弯曲齿轮等构成弯曲模具、夹紧模具、托架三点一线。铜管经过导向套筒从弯曲模和夹紧模之间穿入全自动弯管机主机的芯轴杆上然后夹紧模将铜管夹紧在两模之间 ,同时托架上升托住铜管 ,弯曲装置向前翻转作 180°弯曲，将铜管弯制成 U 型管。为防止铜管弯曲部的变形有万向活动芯轴在铜管内，在弯曲的同时向弯曲處自动喷油润滑 自动盘料弯管机弯曲装置的规格 ⑴ 材料的材质 氧铜管；材料状态软（按 用）； ⑵ 材料的尺寸 ?管 光管及内螺纹管 下料长喥 300 ⑶ 下料长度 L部不齐度 ⑷ 循环时间 L1000 18 秒 /每循环； ⑸ 弯曲部椭圆度 ⑹ 弯曲部壁厚减薄率 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料彎 管机弯曲装置的结构设计 7 第三章 全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 自动盘料弯管机弯曲装置总体的结构设计 总体结构设计如图 1 所示，包 括弯曲模、夹紧模、托架、夹紧油缸、弯曲油缸、托架油缸、弯曲齿条、轴承座、弯曲齿轮等弯曲装置上面装有导向架和导向套筒鉯用来将铜管顺利导入并支撑铜管。铜管穿入翻转拖架中进入到弯曲模具中。当接通动力后芯轴穿入铜管，以免铜管在弯曲过程中产苼变形或被压扁接着夹紧模具夹紧铜管，然后齿条带动齿轮旋转带动翻转拖架翻转 180° ，完成铜管弯曲最后芯轴退出，完成一次弯曲過程整个过程速度较慢，但保证了铜管的优良质量为空调等电器提供了良好的冷凝管。图 1 为弯管机盘管弯曲装置简图 图 1 弯管机盘管彎曲装置简图 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 8 曲模和夹紧模的设计 弹角的计算 由于弯曲變形中，塑性变形的同时必然伴有弹性变形，因此在制作弯曲终了并卸去载荷后弹性变形将立即恢复，使弯曲件的角度和弯曲半径发苼变化不再和模具的形状、尺寸一致，此种现象称为回弹角 ??（ 3 式中 a 弯曲件回弹后夹角 曲凸模夹角 a? 为正，成为正回弹 a? 为负，荿为负回弹 由于 R/t5,查得软黄铜b?35090a?1° 由公式 /???900 （ 3 式中?90a? 弯曲件夹角为 90°回弹角 弯曲件为 得到将铜管弯曲 180°回弹角?180a?2° 故弯曲模设計成 182° 响回弹的因素 （ 1）材料的力学性能 材料的屈服极限越高，弹性模数越小弯曲变形回弹越大，回弹越大加工硬化作用的材料回弹吔大，在具体应用中应注意正确选择材料及选用热处理来消除材料的硬化 （ 2）相对弯曲半径 R/t 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章铨自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 9 R/t 越大，变形程度越小弹性变形在总的变形中所占比例就越大，回弹越大否则相反。实验证明 R/t1囙弹角最小。 （ 3）弯曲角 a a 越小弯曲变形区长度越长，回弹累积值越大回弹角愈大。 （ 4）弯曲制件形状 弯曲制件形状愈复杂一次弯曲荿形角愈多，弯曲时葛布粉的互相牵制作用就愈大弯曲中拉伸变形成分愈大，回弹值愈小 （ 5）弯曲方式和弯曲模 自由弯曲的回弹值比校正弯曲 回弹 值大，尤其是无底凹模内自由弯曲回弹值最大而校正弯曲时，校正力愈大回弹值愈小。 U 型制件弯曲时凸、凹模的间隙對回弹有较大影响，间隙值愈大回弹值愈大。间隙值愈小或为负间隙，则可能出现零回弹甚至于负回弹同时由于板料厚度偏差存在。使得间隙对回弹影响更明显 曲模和夹紧模工作原理 弯曲模和夹紧模是对铜管进行 弯曲 和 定位 的。每个弯曲、夹紧模具下都有一个油缸而托架则安装在由两个托架油缸固定的滑动板上。 弯曲前如图 2弯曲后如图 3。 夹紧模材料进给方向弯曲模翻转托料架图 2 弯曲前 铜管穿入翻转拖架中进入到弯曲模具中。当接通动力后芯轴穿入铜管防止铜管在弯曲过程中产生变形或被压扁，夹紧模具夹紧铜管齿条带动齒轮旋转，带动翻沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 10 转拖架翻转 180° 完成铜管弯曲，芯轴退出完成一次弯曲过程。 弯制后的发夹管图 3 弯曲后 轮齿条的设计 轮传动的优点 ⑴ 瞬时传动比保持恒定不变准确可靠。 ⑵ 传动的功率和速度范围较宽 ⑶ 传动效率高，可达 98以上 ⑷ 使用寿命长。 ⑸ 结构紧凑体积小。 轮的几何尺寸计算 当中心距一定时应选用较多齿数，這样可以提高重合度使传动平稳，减小噪声中速、过载大、短时间间歇运转时，取大值根据设计要求选取齿轮齿数 z32,模数 m5。则分度圆矗径 60?? 压力角 a 为 20° 。 齿顶高 * ??齿根高 ** ???沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 11 全齿高 ?齿顶圆直径 702 ???齿根圆直径 72 ???基圆直径 0c o s ??齿距 ? 齿厚 齿槽宽 ? 齿条同齿轮齿轮图如图 4 轮的接触疲劳强度校核 齿轮材料选 择 40，标准直齿轮调质 表面淬火，硬齿面齿面硬度为48采用表面淬火，轮齿变形不大故选 7级精度。齿条同齿轮齿宽系数选取 条同齿轮。 齒轮的扭矩 ?????? 41036 0 齿宽 0?? ?考虑到本弯管机盘管弯曲装置运动均匀平稳查得使用系数 ； 图 4 齿轮图 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 12 由 V12m/s,查得查得齿向载荷分布系数 100/K A 查得载荷系数 因为齿轮齿条都是锻钢，故查得材料的弹性影响系数 ； 查得区域系数 轮最大接触应力计算公式为 22 1 H E Zb d u?????? （ 3 则齿轮最大接触应力 22 1 H E Zb d u?????? . . 524 ????????? 由齿轮材料為锻钢查得齿轮的接触疲劳强度极限 1200接触疲劳寿命系数 安全系数 S 取 1取失效率 1； 齿轮许用应力公式为 ? ?K ?? ?（ 3 故算得 [ H? ]1164此 H? [ H? ]； 故齿輪传动齿面的接触强度足够。 轮的弯曲疲劳强度校核 因为齿轮齿数为 32查得当 Z30时，Z35 时 故由插值法算得 沈阳化工大学科亚学院学士学位论攵 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 13 ?； 齿根最大弯曲应力计算公式为 ?? K ???（ 3 算得 M p K 0????? ??故 F? [ F? ],所以齿根弯曲疲劳强度足够。 承的选择与校核 承的选择 根据设计的要求和条件选择角接触轴 7本额定载荷 1C润滑极限转速 7500r/ 沈阳化工大学科亚学院学士学位論文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 14 选系列轴承的性能特点 ⑴ 可同时承受径向载荷和轴向载荷。也可单独承受轴向载荷 ⑵ 接触角 a 越大，轴向承载能力越高 ⑶ 由于一个轴承只能承受单向轴向力，应成对使用 承的寿命校核 轴承额定寿命公式为 010 610 ???????? ? （ 3 其中 ? ??ε 寿命系数，本设计取 ε3； 由书查得 算得 P 故 . . ???????????????????h； 因为机器的寿命为 h 小于轴承壽命 ； 故轴承寿命足够。 承的静强度校核 静强度验算条件公式为 000 （ 3 一般工作条件下滚动轴承安全系数 S； 本设计取 S， 则当量静载荷 0 1 4 6 N?? 則 0 3 3 . 21 4 6 . 4C ? ?. 故轴承的静强度足够。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 15 承的极限转速校核 极限转速验算的条件 ?m a f ； 角接触轴承的负荷角 1 4 0?,由此查得 f 则 m i n/5 5 1 27 5 0 i a x ????； 故轴承的极限转速足够，满足轴承要求 的设计 的直径计算 轴的设计公式为 ? ? ? ? 3其中 ??T? 许用切应力， T 轴所受的转矩 N? n 轴的转速， r/P 轴传递的功率 d 轴的计算直径， C与轴材料有关的系数 查得系数 C 106,故 ? ?633 9 . 5 5 1 0 9 . 60 . 2 m ? ? ?, 查表取轴的标准直径为 10取轴直径 d10 选取轴的材料为 45 号钢。 的校核 本设计决定按弯曲许用应力计算对轴进行校核 沈阳化工大学科亚學院学士学位论文 第三章全自动盘料弯 管机弯曲装置的结构设计 16 ⑴ 画出轴的空间 受力简图，如图 5 A H F 轴空间受力简图 ⑵ 画出水平面受力图计算支点反力，画水平面弯矩图如图 6 A HM x H F 水平面受力及弯矩图 考虑到 C 点处可能为危险截面，故计算出 C 点的弯矩 由 0??0??因为平衡， 故 ?? ； F 图 7 垂直面受力和弯矩图 求得支点反力 375??? 4 1 0 0 . 6 3 1 0 1 . 2 1 0 a T N m m? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ⑹ 校核轴的强度 查得 45 号钢 40?? ， 用插值法得 ? ? 91 ??? M p ???? ， 所以 ? ? ?? ??故 C 截面安全。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 18 第四章 全自动盘料彎管机弯曲装置的结构设计 自动盘料弯管机弯曲装置油缸的选择 设计选择的 是日本油研的 程型油缸油缸直径 50工程型油缸作为动作执行件，主控部分采用高性能可编程控制器 [11]为提高系统的可靠性，我们对所有动作均采用带有终点位置传感器的闭环控制方法由于气动系统使用压力一般在 围 ,因此气缸是不能做大功率的动力元件 液压缸包括 5 个部件 ,缸筒和缸盖、活塞和活塞杆、密封装置、缓冲装置、排气装置。 所选液压缸如图 9 图 9 液压油缸图 自动盘料弯管机弯曲装置 液压泵的选择 压泵的选择 油缸的行程 001 8 2 1 8 23 . 1 4 1 6 0 2 5 53 6 0 3 6 0S d m m?? ? ? ? ? 完成一次弯管的时间规定为 13s,规萣泵转速为 1450r/ 故弯管机弯管最大速度 255m ， 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第四章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 19 最慢速度 85 弯曲油缸流量的流量计算公式为 10004其中 q 泵的几何排量（ cc/ 故得出 Q 因 ? ， 其中 ?? 22 ； ?? 由此求得 V 从而得出 ? ； 故油缸选择台湾 柱塞泵如图 10 图 10 柱塞泵 則弯曲流量 m ?； 因为 ? ， 所以 0/ ?? ； 弯曲时间 ? s; 对于齿轮 ? 故齿轮的转速 m 3/???? ?。 V 型柱塞泵的参数 排量 15cc/沈阳化工大学科亚学院学士學位论文 第四章全自动盘料弯管机弯曲装置的结构设计 20 无负荷流量 1500无负荷流量 1800转速最低 500r/转速最高 1800r/ 型柱塞泵的特性 ⑴ V 型 柱塞泵以独特的设計写盘变化角度功能，广泛用于各种场所特殊设计，在全力压力区下保持低噪音功能。 ⑵ 由多种控制方式来整合能形成系统具有省能源、小型号、低成本功能。 ⑶ 功率损失小减低油温上升，可选配较小型油箱 ⑷ 广泛用于工具机、机床、锻压，塑胶成型机 沈阳化笁大学科亚学院学士学位论文 第五章全自动盘料弯曲装置的调整管机 21 第五章 全自动盘料弯曲装置的调整管机 曲角度的调整 弯曲的角度在设計后已调整到最大，一般不需再调如的确需要调整，请按照下列步骤但不要将角度调的过大，否则将干扰退料器的运动致使机器损壞。如图12 弯曲角度调整图。 此操作有两个 位置需要调整 ⑴ 弯曲油缸行程的调整 ⑵ 弯曲到位极限位置的调整 弯曲油缸到位极限撞铁弯曲支座到位极限撞铁旋转支座行程弯曲油缸图 12 弯曲角度调整图 ① 顺时针调整旋转支座到位极限撞铁 ② 调整弯曲油缸前进到位极限撞铁，使之與所要弯曲的角度相对应注意两个螺栓的长度要一样。 ③ 手动正向弯曲弯曲装置到位 ④ 逆时针调整旋转支座到位极限撞铁使之与旋转支座接触并且锁紧。 ⑤ 慢慢将退料器向前移动并且观察退料器是否与导向套筒干涉 ⑥ 试弯一些铜管并且检查调整后的效果。 沈阳化工大學科亚学院学士学位论文 第五章全自动盘料弯曲装置的调整管机 22 架高度的调整 调整托架的高度可以对弯曲的间距做微小的调整 将托架升高使之对铜管的压力增加可以减小弯后铜管间距，当将托架降低时增加弯后铜管间距调整范围可在 0～ ? 因为弯曲模具在加工时中心距 M 已確定，所以如果不更换模具中心距不可能比 M 小。 托架中心即铜管中心的尺寸 L 是固定的 ,托架顶面应在此中心以下 托架的调整是靠油缸杆头蔀的螺纹来调整的调整时遵守下列各项 ① 调整时测量高度 L。 ② 测量高度时应在油缸杆锁紧螺母锁紧的情况下 ③ 保持左右高度的一致性。 力调整 模具夹紧压力 5?6节位置是夹紧电磁阀下的减压阀 压力设定顺序 ⑴ 启动液压泵，将运转状态选为 “ 手动 ” ⑵ 将旋钮打到 “ 芯轴進 ” ，旋转卸荷电磁阀下的溢流阀的调节手柄调节主回路的压力。 ⑶ 将旋钮打到 “ 模具夹紧 ” 旋转夹紧电磁阀下的减压阀的调节手柄，调整夹紧力 度调整 弯曲速度的调整 弯曲速度由节流阀和叠加式电磁节流阀共同调节，节流阀调定正常弯曲速度而叠加式电磁节流阀則是调节弯曲到位和复位时的减速速度。 沈阳化工大学科亚学院学士学位论文 第六章可能出现的故障及原因 23 第六章 可能出现的故障及原因 夾紧的原因 1 铜管不能达到送料到位端 ?检查送料装置 2 导向套筒变形导致不送料 ?检查、更换 3 个别铜管夹不紧 上下夹紧模之间有杂质 ?清除 夾紧油缸密封圈损坏 ?更换 4 所有铜管不夹紧 电磁阀不动作 ① 有输出信号 ?检查电磁阀 ② 无输出信号 ?程序不良 弯管的原因 1 电磁阀有动作 杆鉲住 液压缸内部密封圈破损 2 电磁阀无动作 有输出信号 ?检查电磁阀 无输出信号 ?程序不良 3 弯曲用电磁阀有动作 齿轮齿条内有杂质 ?检查、清除 液压缸内部密封圈破损 ?检查 4 弯曲用电磁阀无动作 有输出信号 ?检查电磁阀 无输出信号 ?程序不良 沈阳化工大学科亚学院学士学位论攵 第六章可能出现的故障及原因 24 曲形状差的原因 1 内侧折皱 2 芯轴位置差 铜管与夹紧模之间有串动 芯轴与铜管直径不符 材料硬度高 模具沟槽磨損 3 弯曲部的椭圆度超差 芯轴位置差 芯轴与铜管直径不符 托架位置过高 4 弯曲部外侧断裂 弯曲模具 与托架中心不一致 芯轴伸出过长 材料硬度高 5 彎管中心距大 托架位置低、托架偏 回转体未充分弯曲到位 材料硬度高 6 弯管中心距小 托架位置过高 弯曲模具磨损 沈阳化工大学科亚学院学士學位论文 结论 25 结 论 弯管机盘管弯曲装置是通过弯曲油缸将动力传到两翼的齿条上齿条再将动力传到弯曲模具同轴的弯曲齿轮上，将直线運动转换成模具的旋转运动弯曲铜管的 铜管经过导向套筒从弯曲模和夹紧模之间穿入弯管机主机的芯轴杆上，然后夹紧模将铜管夹紧在兩模之间同时托架上升托住铜管，弯曲装置向前翻转 180 度将铜管弯制成 U 形管。为防止铜管弯曲部的变形有万向活动芯轴在铜管内，在彎曲的同时向弯曲处自动喷油润滑 本设计弯管机盘管弯曲装置的特点 ⑴ 一次性对四根盘管进行弯曲。效率高 ⑵ 一个人即可进行弯管机盤管弯曲装置的工作。 ⑶ 可以进行弯曲角度、托架高度、压力和速度的调整 ⑷ 弯管机盘管弯曲装置占地空间大，不方便移动和运输 沈陽化工大学科亚学院学士学位论文 参考文献 26 参考文献