金属切管机是一种大多数都用在车辆,工业或建材生产中的下料工作的机器。工作对象主要为各种各样不同型号很多材料的管材。
此次的设计主要是针对车辆用金属管材来加工的切管机,完成的工作主要是切管机中滚子,机体和减速箱部分的设计。包括传动装置的设计和计算,其中有电动机的选择,传动方案的拟订,各轴的转速,功率和转矩的计算。总体结构的设计,其中有各轴尺寸的设计,各主要传动件的结构尺寸的设计。并且针对以上的设计计算进行了详细的校核。最后通过得到的数据,绘制了总体装配图,减速机和滚子部分的装配图。然后又针对各主要基本件,绘制了多张零件图。
钢管主要用来输送流体(一般叫做输送管、英文叫“pipe”)和用作锅炉等的热交换器管(叫做管子,英文叫“tube”)。
钢管是一种多功能的经济断面钢材。它在国民经济各部门应用愈来愈广泛,需求量也慢慢变得大。管材的需要量之所以急剧增长,是因为管子能用很多材料来制造。而且质量和精度也高。
钢管作为输送管广泛地用于输送油、气、水等各种流体,如石油及天然气的钻探开采与输送、锅炉的油水与蒸汽供热管道、一般的水煤气管道。化工部门一般用管道化方式生产与运输各种化工产品。所以钢管被人们称为工业的“血管”。
钢管作为结构管大量地用于机械制造业和建筑工业,如用于制作房架、塔吊、钢管柱、各种各样的车辆的构架等。在断面面积相同的条见下,钢管比圆钢、方钢等的抗弯能力大,刚性好,其单位体积的重量轻。因此,钢管是一种抗弯能力较强的结构材料。
钢管还作为中空的零件毛坯用来制造滚动轴承、液压支柱、液压缸简体、空心轴、花键套、螺母以及手表壳等,这既节约金属又节省加工工时。
钢管又是军队工业中的重要材料,如用来制造枪管、炮筒及其他武器。随着航空、火箭、导弹、原子能与宇宙空间技术等的发展,精密、薄壁、高强度钢管的需求量正迅速增长。
随着钢管的需求量的日益增大,钢管的生产也显得尤其的重要,因此切管机的设计生产就成了当前所急需解决的课题。
此次设计的切管机,大多数都用在常用的通风、通水管。因此,下料所要求的精度不高。本切管机主要切削大量的薄壁的金属管。如果用手工切断,劳动强度大,生产效率低,产品质量差。因此,需要一台,通用性好,耐用以及抗磨损的切管机。
切管机的主要参数为,滚子的转速为70r/min,电动机的额定功率为1.5千瓦,满载转速1410r/min,每天工作八小时,工作载荷变动小。切管机的工作原理如下:动力由电动机经过三角带输出,涡轮减速箱,开始齿轮传动传到一对磙子。从而带动工件的旋转。实现切削时的主运动。与此同时,操作手轮,通过螺旋传动,将圆环刀片向下运动,并在持续不断的增加刀片对管子的压力过程中,实现管子的切割工作。为了顺利实现上面的运动,要对传动系统中的电动机做出选择,拟定传动方案,并且对于各轴的转速、功率和转矩以及各主要传动件的参数(包括带传动的设计、齿轮模数的确定以及蜗杆蜗轮模数的确定和齿数的确定)进行设计与计算,对于各轴的最小直径,各主要传动件的尺寸,包括(V带轮,齿轮,蜗杆蜗轮),也要给出相应的计算。接着,对各数值进行校核。最后再由经过计算的数值来绘制装配图,完成设计。由于产品较大,大概能分为五个部分:刀头架,滚子,机柜,电器和减速箱。而各部分时分开设计的,因此要注意考虑各部分的装配关系。其中减速箱部分需要着重进行设计,由于这里结构众多且结构较为复杂,而整个箱体又时在整体焊接后有必要进行装配密封的部件,所以要详细标注。
由于切管机在实际生产中早已大范围的应用,在使用与制造方面,已有一定的经验,本次设计中有关切管机的一些参数,都采用已有的规定。因水平有限,论文中不免有疏忽与错误的地方,敬请批阅老师指正。
主要特点 中心距变化范围大,结构相对比较简单,传动平稳,能缓冲,可起过载安全保险的作用 外观尺寸小,传动比准确,效率高,寿命长,设用的效率和速度范围大 外廓尺寸小,传动比大且准确,工作平稳,可制成自锁的传动
主要缺点 外廓尺寸大,轴上受力较大,传动比不能严格保证,寿命低 要求制造精度高,不能缓冲,高速传动精度不够时有噪音 效率低。中,高速传动装置需价格较高的青铜材料,要求制造精度高,加工较麻烦
平面连杆机构 结构相对比较简单,制造方便,行程距离较大,连接处为面接触,能承受较大载荷;设计时往往只能近似满足所需的运动规律
凸轮机构 可满足工作需要的任意运动规律,适用于各种自动机械;但一般行程较短,凸轮制作复杂,凸轮和从动杆接触面易磨损,高速运转时冲击较大
螺旋机构 运动精度较高,工作平稳,故多用于机床的进给机构及机械的调整装置。可传递较大的轴向力,且易实现反行自锁,故常用于起重升降,但机械效率低,螺纹易磨损。若采用滚珠螺旋,情况大为改善
齿轮齿条机构 结构相对比较简单,制造方便,适用于行程较大的地方;但运动精度及平稳不如螺旋机构
传动装置用来将原动机输出的运动和动力,以一定的转速、转矩或推力传递给执行机构。
一般机械装置设计中,原动机多选用电动机。电动机输出连续转动,工作时经传动装置调整和转矩,可满足工作机的各种运动和动力要求。
电动机工作环境为连续工作,变化很少,并且载荷稳定的场合。一般Pm>Pr10%
注:轴3为设计上特别增加的惰轮(过渡齿轮),所以,轴3不承受转矩,只承受弯矩。
查表选取:蜗杆采用45钢、表面硬度>
45HRC。 蜗轮的材料选用ZCuSn10P1、砂型铸造
齿轮2 为惰轮,即此处的大齿轮。材料为45钢,调制处理,硬度为229HB-286HB。
齿轮3 为小齿轮,材料选择40Gr,调制处理,硬度值为241HB~286HB,平均取