開題報告--鋼筋連接套自動切斷機(jī)

1、<p>　　畢業(yè)設(shè)計(論文)開題報告</p><p>　　題 目： 鋼筋連接套自動切斷機(jī) </p><p>　　機(jī)械系統(tǒng)設(shè)計及仿真 </p><p>　　2011年03月26號</p><p><b>　　1 文獻(xiàn)綜述</b></p><p>　　切斷機(jī)是

2、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、水利等工程中對原料的切斷。切斷機(jī)由于工作可靠、效率高等特點，近年來的應(yīng)用十分廣泛[1]。</p><p>　　1.1我國鋼筋連接套自動切斷機(jī)近年發(fā)展綜述</p><p>　　進(jìn)入二十一世紀(jì)以來，隨著我國國民經(jīng)濟(jì)的高速發(fā)展，我國切斷機(jī)行業(yè)保持了多年高速增長，并隨著我國加入WTO, 近年來，切斷機(jī)行業(yè)的出口也形勢喜人，2008年

3、，全球金融危機(jī)爆發(fā)，我國切斷機(jī)行業(yè)發(fā)展也遇到了一些困難，如國內(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)營不景氣和利潤下降的局面，2009年，隨著我國經(jīng)濟(jì)刺激計劃出臺和全球經(jīng)濟(jì)走出低谷，我國切斷機(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]。</p><p>　　1.2我國切斷機(jī)發(fā)展現(xiàn)狀</p><p>　　國內(nèi)外切斷機(jī)的對比：由于切斷機(jī)技術(shù)含量低、易仿造、利潤不高等原因

4、，所以廠家?guī)资陙砘揪S持現(xiàn)狀，發(fā)展不快，與國外同行相比具體有以下幾方面差距。</p><p>　　1)國外切斷機(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，但給用戶帶來麻煩，不易管理．因為在由切大料到切小料時，不是換刀墊就是換刀片，有時還需要轉(zhuǎn)換角度。</p><p>　　2)國外切斷機(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

5、尤其熱處理工藝過硬，使切斷機(jī)在承受過載荷、疲勞失效、磨損等方面都超過國產(chǎn)機(jī)器．</p><p>　　3)國內(nèi)切斷機(jī)每分鐘切斷次數(shù)少．國內(nèi)一般為28～31次，國外要高出15～20次，最高高出30次，工作效率較高。</p><p>　　4)自動化水平不高，國內(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)。而國外鋼筋切斷機(jī)的操作控制技術(shù)和計算機(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

6、較高，可以工廠化生產(chǎn)建筑用各種形式的鋼筋。</p><p>　　5)國外機(jī)型一般采用半開式結(jié)構(gòu)，齒輪、軸承用油脂潤滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉(zhuǎn)體用手工加稀油潤滑．國內(nèi)機(jī)型結(jié)構(gòu)有全開、全閉、半開半閉3種，潤滑方式有集中稀油潤滑和飛濺潤滑2種。</p><p>　　6)國內(nèi)切斷機(jī)外觀質(zhì)量、整機(jī)性能不盡人意；國外廠家一般都是規(guī)模生產(chǎn)，在技術(shù)設(shè)備上舍得投入，自動化生產(chǎn)水平較高，形成一套完整的

7、質(zhì)量保證加工體系。尤其對外觀質(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。而國內(nèi)一些一些廠家雖然生產(chǎn)歷史較長，但沒有一家形成規(guī)模，加之設(shè)備老化，加工過程拼體力、經(jīng)驗，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]。</p><p>　　從鋼筋切斷機(jī)械的發(fā)展趨勢看，隨著建筑設(shè)計與建筑施上技術(shù)的國際化，建筑工程設(shè)計與應(yīng)用鋼筋必將進(jìn)入

8、商品化供應(yīng)時代，即根據(jù)建筑配筋表采購鋼筋，鋼筋加上山現(xiàn)場加上轉(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)必須實現(xiàn)自動控制一一鋼筋自動送料，定尺后自動切斷、落料。</p><p>　　同時國外的產(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，體現(xiàn)綜合最優(yōu)驅(qū)動及控制能力。因此，鋼筋切斷機(jī)不但要求實現(xiàn)定長剪切的高精度控制，同時要求其具有相對高的生產(chǎn)

9、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，將是今后研究的主要方向[11]。</p><p>　　1.3 鋼筋連接套自動切斷機(jī)主要特點</p><p>　　1）效率高、運(yùn)行成本低。采用多刀同時加工的切削方式，加工效率高，刀具消耗少。</p><p>　　2)加工精度高、噪音小。</p><p>　　3)可靠性高、

10、精度維持性好、維護(hù)方便 。</p><p>　　4)控制系統(tǒng)采用基于工業(yè)以太網(wǎng)運(yùn)動控制平臺，自動化程度高，控制功能強(qiáng)，完全實現(xiàn)鋼管切斷加工的生產(chǎn)自動化[4]。</p><p>　　1.4 鋼筋連接套自動切斷機(jī)的主要用途</p><p>　　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)的場合

11、。同時，可降低電能消耗，節(jié)約鋼材。</p><p>　　1.5 切斷機(jī)的種類</p><p>　　1）按傳動方式分為機(jī)械和液壓兩種型式</p><p>　　2）按結(jié)構(gòu)型式分為臥式（以機(jī)械傳動臥式切斷機(jī)為基本型）、立式、顎減式、手持式四種型式切斷機(jī)[5]。</p><p><b>　　1.6切斷機(jī)的規(guī)格</b></p

12、><p>　　切斷機(jī)規(guī)格應(yīng)符合下表1所示：[5]</p><p>　　2 本課題擬采用的研究手段及途徑</p><p>　　鋼筋連接套自動切斷機(jī)是一種剪切鋼筋連接套筒所使用的一種工具。它主要用于對鋼筋連接套筒的定長切斷。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，因此近年來逐步被機(jī)械加工和小型軋鋼廠等廣泛采用，在國民經(jīng)濟(jì)建設(shè)的各個領(lǐng)域發(fā)揮了

13、重要的作用[6]。</p><p>　　切斷機(jī)在機(jī)械工業(yè)的應(yīng)用越來越廣泛，本臺鋼筋連接套自動切斷機(jī)有其獨特的優(yōu)點。它實現(xiàn)了機(jī)械自動化，如自動上料功能，節(jié)約人力，提高了工作效率，同時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，切斷刀具馬上實現(xiàn)進(jìn)給運(yùn)動，方便快捷，節(jié)省時間，為企業(yè)帶來了更多的經(jīng)濟(jì)效益。</p><p>　　2.1鋼筋連接套自動切斷機(jī)的總

14、體設(shè)計方案</p><p>　　圖1 鋼筋連接套自動切斷機(jī)示意圖</p><p>　　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（定位裝置由液壓控制，可上下伸縮），液壓缸推動鋼管進(jìn)給到定位點，前卡頭夾緊，后卡頭松開，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，

15、導(dǎo)軌2復(fù)位。完成一次切斷過程。如下圖2所示。</p><p>　　圖2 鋼筋連接套自動切斷機(jī)流程圖</p><p>　　2.2機(jī)床結(jié)構(gòu)組成部分</p><p>　　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)動裝置、液壓系統(tǒng)等組成。</p><p><b>　　2.2.1 料架&l

16、t;/b></p><p>　　適用于支承鋼管的料架。</p><p><b>　　2.2.2 機(jī)架</b></p><p>　　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</p><p>　　2.2.3 上料裝置</p><p>　　上料裝置是將鋼管送入夾緊裝置。夾緊動力由油缸作

17、用得到，工作時上料裝置在機(jī)身導(dǎo)軌往復(fù)運(yùn)動。</p><p><b>　　2.2.4定位裝置</b></p><p>　　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，液壓缸推動鋼管進(jìn)給時，定位裝置的液壓系統(tǒng)推動定位桿頂端圓盤至定位點，待工件進(jìn)給完畢，液壓系統(tǒng)復(fù)位。</p><p>　　2.2.5 夾緊裝置</p>

18、;<p>　　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。切斷時銅屑會散落在上、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]。</p><p>　　2.2.6 車外圓及倒角裝置</p>

19、<p>　　該裝置為一個刀架上放置兩把刀，在導(dǎo)軌1進(jìn)給時，同時實現(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。</p><p>　　2.2.7 切斷裝置</p><p>　　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，油缸推動電機(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

20、觸，無剛性連接，避免加工、裝配誤差而出現(xiàn)卡阻現(xiàn)象。上升靠油缸推動，下降由自重復(fù)位。導(dǎo)向座內(nèi)裝有直線運(yùn)動球軸承。</p><p>　　2.2.8 接料裝置</p><p>　　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，接料口隨之上升接料，切斷完成，接料口復(fù)位。</p><p>　　2.2.9 驅(qū)動裝置</p><p>　　采用鏈輪鏈條傳

21、動，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)動鏈條帶動送料裝置在滑動導(dǎo)軌上往復(fù)運(yùn)動。送料裝置下部與送料箱體上裝有直線滾動導(dǎo)軌副，采用滾動導(dǎo)軌送料裝置移動時輕便靈活，避免了爬行、卡阻、松動現(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，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]。</p><p>　　2.2.10

22、液壓系統(tǒng)</p><p>　　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、液位液溫計及冷卻器、管路等。</p><p>　　2.3 主要結(jié)構(gòu)特點</p><p>　　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，采用油潤滑冷卻。</p&g

23、t;<p>　　2) 主電機(jī)通過皮帶帶動傳動軸，由一對斜齒輪驅(qū)動主軸及刀盤旋轉(zhuǎn)；主電機(jī)采用變頻電機(jī)，可進(jìn)行無級調(diào)速。</p><p>　　3) 進(jìn)刀機(jī)構(gòu)由伺服電機(jī)通過滾珠絲杠驅(qū)動，導(dǎo)軌采用滾動導(dǎo)軌，滾珠絲杠經(jīng)過預(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。</p><p>　　4) 喂料系統(tǒng)由伺服電機(jī)通過同步帶、滾珠絲杠驅(qū)動，導(dǎo)軌采用

24、滾動導(dǎo)軌。滾珠絲杠在裝配時進(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，用于鋼管的夾緊送料。為保證兩夾緊臂的運(yùn)動同步，兩夾緊臂之間設(shè)有一對同步機(jī)構(gòu)[9]。</p><p>　　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。 </p><p>　　6) 機(jī)床主要外購件如軸承、液壓、潤滑、照明、冷卻系統(tǒng)、傳動皮帶、電氣元件、滾珠絲

25、杠、滾動導(dǎo)軌等均選用了國內(nèi)外的知名品牌。</p><p>　　7) 配有剛性卡盤，其主要作用是自動夾緊鋼管并定心。由液壓油缸驅(qū)動同步連動板，由同步連動板帶動兩套擺桿機(jī)構(gòu)擺動，以實現(xiàn)剛性卡盤的自動定心夾緊/松開動作。</p><p>　　8) 配有彈性卡盤，其主要作用是對鋼管進(jìn)行輔助夾緊。</p><p>　　9) 配有鏈?zhǔn)脚判佳b置，將切削后的鐵屑送出切管機(jī)。<

26、/p><p>　　10) 可選配多種功能部件，以組成接箍切斷生產(chǎn)線，適應(yīng)接箍自動化生產(chǎn)的需求。</p><p>　　11) 配有上料臺架，用于給切管機(jī)上料。根據(jù)鋼管規(guī)格不同，可自動調(diào)整鋼管中心。</p><p>　　12) 配有接箍料輸出裝置，將加工好的接箍料輸出。</p><p>　　13) 配有壓印裝置，將接箍料打印廠標(biāo)、批號、材料標(biāo)號等。&

27、lt;/p><p>　　14) 配有尾料排出裝置，將最后的鋼管料頭排出到廢料箱。</p><p>　　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，實現(xiàn)鋼管自動定尺切斷及管端切斷[10]。</p><p><b>　　參考文獻(xiàn)</b></p><p>　　1 王良文，陳學(xué)文.國產(chǎn)鋼筋切斷機(jī)的生

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