CM1500钢筋笼焊接变位机总体设计.pdf

X X X X 大学 毕业设计说明书 毕 业 设 计 题 目 CM1500 钢筋笼焊接变位机总体设计 学 院 专 业 班 级 机械工程学院机械设计 03-1 班 学 生 姓 名 X X X 性别 男 指 导 教 师 X X X 职称 教授 2007 年 6 月 20 日 学号： 0301 48 00 0 1 毕业设计（论文）题目 CM1500 钢筋笼焊接变位机总体设计 学 院 专 业 班 级 机械工程学院机械设计03-1班 学 生 姓 名 X X X 性别 男 指 导 教 师 X X X 职称 教授 1. 毕业设计（论文）选题论证书 共 1 页 2. 毕业设计（论文）任务书 共 4 页 3. 毕业设计（论文）开题报告 共 1 页 4. 毕业设计（论文）进度检查表 共 1 页 5. 毕业设计（论文）指导教师评定意见 共 1 页 6. 毕业设计（论文）评阅人评阅意见 共 1 页 7. 毕业设计（论文）答辩记录及成绩 共 1 页 8. 毕业设计（论文）答辩委员会评审意见 共 1 页 X X X 大学 毕业设计（论文）选题论证书 毕业设计（论文）选题论证书 毕业设计设计（论文）题目 CM1500 钢筋笼焊接变位机总体设计 指导教师姓名 X X X 职称 教授 专业 机械设计 教研室名称 机设教研室 是否首次指导毕业设计 （论文） 否 选题内容 提要 根据工程实际，对 CM1500 钢筋笼焊接变位机进行总体结构的设计 对机体各个部分的尺寸进行设计计算，并对传动系统和主要零部件进行 详细的分析、计算和校核。同时使用 Pro/ENGINEER 进行初步的三维实 体设计。 选题的性 质、难度、 份量 本次设计的性质为工程实际问题，难度适当。由于题目较为新颖，在 相关资料的查找方面偏难。需要进行大量的外文资料查阅工作。部分结 构的设计缺乏可靠的参考和依据。应用到的工程知识面较宽，对学生是 一个较全面的提高，培养学生独自工作能力和创新思维。 选题的综 合训练要 求 本次设计的目的在于锻炼我们的工程实际能力， 灵活应用所学的知识 要求学生将所学知识与工程实际相结合。由于缺乏相关的参考资料，设 计过程中需要探索性的尝试，并进行反复修改。通过建立三维模型可以 降低发生设计失误的机率。 教研室意见 学院毕业设计（论文）领导小组意见 主任签字： 组长签字： 审核意见 2006 年 12 月 12 日2006 年 12 月 15 日 X X X 大学 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 题题 目目 CM1500 钢筋笼焊接变位机总体设计钢筋笼焊接变位机总体设计 学 号： 0301480001 学生姓名 X X X 院（系）机械工程学院 专业班级 机械设计 03- 1 指导教师 X X X 职 称 教授 指导教师单位 机械工程学院 设计地点 401 起止日期 2007 年 3 月 5 日至 2007 年 6 月 30 日 沈阳建筑大学 毕业设计（论文）任务书毕业设计（论文）任务书 题题 目目 CM1500 钢筋笼焊接变位机总体设计钢筋笼焊接变位机总体设计 学 号： 0 3 0 1 4 8 0 0 0 1 学生姓名 X X X 院（系） 机械学院 专业班级 机械 03-1 指导教师 X X X 职 称 教授 指导教师单位 机械教研室 设计地点 401 起止日期 2007 年 1 月 5 日至 2007 年 6 月 23 日 1. 毕业设计（论文）任务及要求 a) 结构方案设计； b) 装配图设计； c) 各部分功能装置设计； d) 设计说明书一份； 主要技术参数： 总体尺寸 ：长宽高 (m) 26.092.042.56 功 率： 10 kw 电 源： AC380V 加工的钢筋笼直径范围 ： 2001500mm 钢筋笼最大重量 ： 3000Kg 钢筋笼最大长度： 12m 主筋直径 ： 1232mm 箍筋直径 ： 616mm 2设计（论文）的原始资料及依据 高加工质量、减少钢筋浪费、加快施工进度、降低能耗及降低劳动强度等优点。 设计依据主要是国外同类产品的相关资料，包括相关产品的说明书。 3图纸、程序、上机、实验、外文翻译等具体要求： 设计绘图量至少达到 5 张 0 号图，其中有装配图、部件图、零件图，以及手绘图一 张。要求图面表达符合制图标准，结构表达合理、充分。英文资料翻译中文三千字 以上。 设计一种专业的钢筋笼、柱成型设备。使其能够代替传统的使用人工和半机械 化设备在工地现场加工钢筋笼的方式，具有降低加工成本、提高生产效率、提 4时间进度安排： 时间阶段 计 划 完 成 内 容 第一周 毕业实习 第二周 毕业实习 第三周 收集题目相关资料 第四周 确定结构方案 第五周 总体结构设计、运动学计算 第六周 绘制部分结构图 第七周 设计装配图 第八周 设计装配图 第九周 设计装配图 第十周 设计部件图 第十一周 设计部件图 第十二周 设计部件图 第十三周 零件设计 第十四周 零件设计 第十五周 整理、编制说明书 第十六周 整理、编制说明书 第十七周 准备毕业答辩 5.主要参考资料、文献 1.成大先.机械设计手册（单行本）机械传动（第四版）.北京：化学工业出版社， 2004 2.濮良贵，纪名刚.机械设计（第七版）.北京：高等教育出版社，2000 3.成大先.机械设计手册（单行本）轴及其联接（第四版）.北京：化学工业出版社， 2004 4.郭重庆.简明机械零件设计手册.上海：同济大学出版社.2002 5.哈尔滨工业大学理论力学教研室.理论力学.第六版.北京： 高等教育出版社， 2002 6.刘鸿文.材料力学（第四版）.北京：高等教育出版社，2004 7.梁德本，叶玉驹.机械制图手册.北京：机械工业出版社，2001 8.巩云鹏，田万禄.机械设计课程设计.沈阳：东北大学出版社.2000 9.张策. 机械原理与机械设计(下册). 北京：机械工业出版社，2004 10.范钦珊. 材料力学（第二版）. 北京：高等教育出版社，2005 11.郑文伟，吴克坚.机械原理（第七版）.高等教育出版社，2002 12.张玉，刘平.几何量公差与测量技术.东北大学出版社，2003 13. http:/www.schnell.it/ 6.对设计说明书（论文）内容的要求 说明书章节、格式规范，图文得当，内容与题目要求密切相关。外文翻译内容准确。 说明书正文内容 1.5 万字以上 指导教师签字： 日期： 2007 年 月 日 X X X 大学 毕业设计（论文）开题报告毕业设计（论文）开题报告 课题名称 CM1500 钢筋笼焊接变位机总体设计 课题来源 结合实际 课题类型 设计 学 院 机械学院 学生姓名 X X X 学 号 0 3 0 1 4 8 0 0 0 1 专 业机械设计 调研资料： 在网上查阅了国内外有关钢筋笼、柱成型设备的信息，对其发 展及现状有了一定的了解，并下载了资料和相关专利。 设计目的： 设计一种专业的钢筋笼、柱成型设备。使其能够代替传统的使用 人工和半机械化设备在工地现场加工钢筋笼的方式， 具有降低加工成 本、提高生产效率、提高加工质量、减少钢筋浪费、加快施工进度、 降低能耗及降低劳动强度等特点。 设计思路： 为达到上述要求，首先应设计一套将钢筋棒材按要求快速定位的 工艺装备，并使其能够整体旋转，使箍筋以螺旋形式缠绕在主筋上， 在旋转过程中使用机械手焊接主筋与箍筋的结点。此设备应能够在一 定范围内生产不同长度、截面及重量的钢筋笼。 时间安排： 14 周：搜集资料并确定基本方案 56 周：确定具体参数并计算校核 615 周：绘制图纸并编写毕业设计说明书 具备条件 ： ： 参考了国内外相关资料并与指导老师讨论证明该方案可行，有足 够的时间完成毕业设计要求的各项指标并可得到老师指导。 指导教师意见： 签 名： 2007 年 3 月 15 日 沈阳建筑大学 毕业设计（论文）学生进度检查表毕业设计（论文）学生进度检查表 时间阶段 学生完成的内容 指导教师 检查意见 指导教师签名 检查 日期 第一周 查阅资料实习、调研 第二周 查阅资料实习、调研 第三周 查阅资料实习、调研 第四周 构思并确定总体设计方案 第五周 总体结构设计、运动学计算 第六周 绘制部分结构图 第七周 设计装配图 第八周 设计装配图 第九周 设计装配图 第十周 设计部件图 第十一周 设计部件图 第十二周 设计部件图 第十三周 零件设计 第十四周 零件设计 第十五周 整理、编制说明书 第十六周 整理、编制说明书 第十七周 答辩 沈阳建筑大学 毕业设计（论文）指导教师评定意见书毕业设计（论文）指导教师评定意见书 评定成绩（百分制） ： 指导教师签字： 指导教师职称： 指导教师单位： 2007 年 6 月 23 日 沈阳建筑大学 毕业设计（论文）评阅人评阅意见书毕业设计（论文）评阅人评阅意见书 评阅成绩（百分制） ： 评阅教师签字： 评阅教师职称： 评阅教师单位： 2007 年 6 月 24 日 沈阳建筑大学 毕业设计（论文）答辩委员会评审意见毕业设计（论文）答辩委员会评审意见 学生姓名： 院（系） ： 专业班级： 题目名称： 评审意见： 毕业设计（论文）成绩评定量化表（按百分制分配） ：毕业设计（论文）成绩评定量化表（按百分制分配） ： 项目 评定成绩 评阅成绩 答辩成绩 其他成绩（可选） 总分 比例 分数 经评定，该生毕业设计（论文）成绩为： 是否建议授予学士学位： 沈阳建筑大学 学院答辩委员会 主 任（签字） ： 年 月 日 摘要摘要 随着社会经济的迅速发展和科技的进步。对建筑行业相应地也提出了更高的要求。 大跨度结构、高层建筑，如大型体育场馆和电视塔等不断涌现。钢结构则因其本身所特 有的优势而在这些场合大显身手，而随着钢结构的广泛应用，传统的手工或半机械化钢 筋加工方式已不能满足要求。 根据工程图纸要求通过专业成套机械设备加工成钢筋成品 在欧、美发达国家早已广泛普及。其优点是降低加工成本、提高生产效率、提高加工质 量、减少钢筋浪费、加快施工进度、降低能耗、降低劳动强度等特点。 本设计是针对目前国内建筑行业现状开发的一种新型钢筋笼自动成型加工设备，要 求能够生产多种不同类型和规格的钢筋笼。参照发达国家的经验，自动化钢筋笼加工设 备适宜生产螺旋形式的钢筋笼。即用单根钢筋以螺旋形式缠绕在纵向主筋上，并在结点 处焊接。缠绕钢筋称之为箍筋。与传统钢筋笼相比较，螺旋箍筋钢筋笼有更好的刚度和 精度，质量更为可靠。且适于大批量生产。 设计说明书包括3个部分： 第一部分包括绪论及钢筋笼加工设备的发展趋势的论述； 第二部分包括主体结构设计，运动机构选择及其相关的计算和校核；第三部分对该设备 进行理论和可行性评估及设计总结。 关键词关键词：钢结构; 钢筋笼; 自动成型; 螺旋箍筋 Abstratc Along with the quick development of social economy and science and technology.Corresponded ground to also put forward higher request to the building profession.Greatly across one degree structure, key figures building, such as the large stadium building and television tower etc. continuously flow out now.Steel structure because of special advantage greatly shows artistic skill in these situations, along with steel structure of extensively applied, the mechanization reinforcing bar of traditional handicraft or halfs processing way has already cant satisfied a request.Pass profession to become a set a machine equipments to process into according to the engineering diagram paper request the reinforcing bar finished product is in Europe, hair care reach a nation has been already extensively universal.Its advantage is to lower to process cost, exaltation to produce an efficiency, exaltation to process quality, to reduce reinforcing bar waste. This design is a kind of new reinforcing bar cage which aims at currently a local present condition development of the building profession to automatically model to process an equipments and request the reinforcing bar cage that can produce various different types and specification.According to experience of developed nation, automate reinforcing bar cage to process an equipments feat produce the reinforcing bar cage of spiral form.Namely use a single root reinforcing bar to tie up to round by spiral form on the lengthways main Jin, and weld in the crunode.Tie up to round reinforcing bar is called that it is a hoop Jin.Compared with the traditional reinforcing bar cage, the spiral hoop Jin reinforcing bar cage is better just degree and accuracy and the quality was more dependable.And more suitable for amount of large quantity production. The design the manual includes 3 parts:The first part includes the treatise of development trend that introduction and reinforcing bar cage process an equipments;The second part includes a corpus structure design, sport organization choice and it related calculation and school check;The third part carries on theories and possibility to evaluate and the summary of the design. Keywords: steel structure; reinforcing bar cage; automatic moulding; helix reinforcing bar 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 目录 第一章 前言第一章 前言 1 1.1 毕业论计的目的、任务 1 1.2 毕业设计内容 1 1.3 我国钢筋加工业的发展现状 2 1.4 目前国内钢筋笼加工的现状 2 第二章 结构方案设计第二章 结构方案设计 4 2.1 整体方案的确定 4 2.2 机架的选择设计 6 2.3 旋转支架的设计 7 2.4 定位机构的设计 8 2.5 牵引及旋转机构 10 2.6 其它机构11 2.6.1 工作台11 2.6.2 控制台11 2.6.3 液压支撑及螺旋箍筋上料系统11 2.7 主要技术参数的确定 12 2.7.1 设备基本参数的确定 12 2.7.2 焊机的选择 12 2.7.3 电动机的选择 13 2.7.4 其它相关参数的确定 13 第三章 传动系统的设计计算第三章 传动系统的设计计算 15 3.1 确定各轴传递的转矩 15 3.1.1 旋转机构 15 3.1.2 牵引机构 15 3.2 机构性能及主要技术参数 16 3.2.1 概述 16 3.2.2 主要失效形式 17 3.2.3 旋转机构直齿圆柱齿轮的设计与计算 17 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 3.2.4 牵引机构直齿圆柱齿轮的设计与计算 22 3. 3 轴的选择、设计与校核 26 3.3.1 设计概述 26 3.3.2 基本技术参数的确定 27 3.3.3 靠模支撑轴的设计校核 28 3.3.4 牵引机构主轴的设计校核 31 3.4 键和轴承的设计及选择 38 3.4.1 键的选择和校核 38 3.4.2 滚动轴承的选择与校核 40 3.5 联轴器的选择 44 3.6 轴承盖的选择 46 第四章 技术经济分析第四章 技术经济分析48 第五章 结论第五章 结论 49 参考文献参考文献 50 致谢致谢 51 附录一附录一 中文译文中文译文 附录二附录二 外文资料外文资料 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 1 第一章 前言 1.1 毕业设计的目的、任务 1.1 毕业设计的目的、任务 通过四年的大学学习，尤其是专业课的学习，使我们积累了大量的专业方面的理论 知识。并在多次课程设计和实习中得到了巩固。这次毕业设计就是一次整合，即把所学 到的力学及机械原理与机械设计和工程机械等专业理论综合运用。进行一次比较完整 的、系统的设计。并借此掌握系统的设计流程，零件的设计原理、方法，和设计的规律， 以及查阅相关资料的能力。 同时通过使用常用的机械设计软件 AutoCAD 及三维机械设计 软件 Pro/ENGINEER 进一步提高计算机辅助设计能力。 本人设计的是钢筋笼焊接变位机（通常称为钢筋笼滚焊机） 。主要任务是完成其总 体设计及动力系统的设计。由于此类设备在国内尚处于起步阶段，缺乏相关的设计资料 和依据。因此设计中除了应用通用机械设备的设计原理、方法和程序外，还要进行大量 的相关资料的查阅工作，主要是外文资料的查阅，并据此进行一些尝试性的方案设计。 最后进行设计的主要内容为：主体结构的设计：动力系统的选择和计算：主要零件的设 计计算及校核。 1.2 毕业设计内容1.2 毕业设计内容 设计一种专业的钢筋笼、柱成型设备。使其能够代替传统的使用人工和半机械化设 备在工地现场加工钢筋笼的方式，具有降低加工成本、提高生产效率、提高加工质量、 减少钢筋浪费、加快施工进度、降低能耗及降低劳动强度等特点为达到上述要求，首先 应设计一套将钢筋棒材按要求快速定位的工艺装备，并使其能够整体旋转，使箍筋以螺 旋形式缠绕在主筋上，在旋转过程中使用机械手焊接主筋与箍筋的结点。此设备应能够 在一定范围内生产不同长度、截面及重量的钢筋笼。 1.3 我国钢筋加工业的发展现状 1.3 我国钢筋加工业的发展现状 目前国内钢筋加工大都采用人工加工方式，还是工地现场加工方式，原材料浪费 高、劳动强度大、加工周期长、现场管理难、加工成本高等问题突出。其加工质量及 速度对工程的影响很大，往往使工程管理人员及监理们感到头痛。而且国家对工程管 理越来越严，为确保道路的工程质量，监理认真负责，对钢筋加工的质量监控非常严 格，经常到现场进行检测，发现问题立该要求返工，由于人工作业质量控制难度大， 返工率往往很高，这不仅会影响整体进度，还会产生一些不必要的浪费。而在欧、美 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 2 发达国家一种钢筋加工配送中心项目早已广泛普及。所谓的建筑用钢筋加工配送中心 就是在在专业的加工厂，将盘条或直条螺纹棒材钢筋经过一定的加工工艺过程，包括 盘条钢筋矫直、剪切，弯曲成型,钢筋网片焊接成型；棒材钢筋剪切、弯曲成型及钢 筋接头机械连接加工；钢筋笼、柱等大型预制钢筋构件成型等，根据工程图纸要求通 过专业成套机械设备加工成钢筋成品供应给工程现场进行安装。对于施工周期长的大 型工程，为降低运输费用也可以将钢筋加工厂设在施工现场或附近。这种钢筋加工方 式可以代替传统的使用人工和半机械化设备在工地现场加工的方式，具有降低加工成 本、提高生产效率、提高加工质量、减少钢筋浪费、加快施工进度、降低能耗、降低 劳动强度等特点。 钢筋加工配送中心项目在欧、美发达国家早已广泛普及，但在中 国目前还是一种新概念，正如商品混凝土配送一样，组建专业的钢筋加工配送中心已 成为市场发展的必然趋势。 1.4 目前国内钢筋笼加工的现状1.4 目前国内钢筋笼加工的现状 钢筋笼的加工是路桥、高层建筑桩基的重要组成部分，其直接影响施工质量，因经 各施工单位及工程监理均对此非常重视。到目前为此，我国几乎都采取人工加工的方式 生产，45 个人 4 个多小时才加工完一个笼子，效率非常之低，而且还常常因为质量 问题需要返工。一个较大工程往往需要几十人甚至上百人来加工生产钢筋笼。普遍存在 下列问题： 1人员需求量大，人员管理成了难点 一般情况下，12 人一组，23 小时加工完成一个成品笼，例如象武广客运专线这 样桥梁多、钢筋笼用量大的工程，每个标段都会有一大批工人制作钢筋笼，据了解，一 个 37 公里左右的标段，要在一年内使用 1 万多只规格为1000mm1400mm，长 9000mm 的钢筋笼，平均每天要加工出 20 个笼子，需要大约 50 人每人连续工作 12 小时以上才 能跟上工程的进度，每月的人工费至少 7 万元人民币，另外施工人员的吃、住及安全管 理都成了一个难题。 2加工质量难以控制，监理的检查、返工成了工程管理人员的心病 而国外一些发达国家，早在上个世纪七、八十年代就开始了机械化和自动化钢筋笼 加工设备的开发和应用研究。如意大利 SCHNELL 集团是具有 45 年的从业经验，全球最 有实力的钢筋加工设备供应商之一。 提供全套建筑用棒材和线材加工设备技术及项目解 决方案，并拥有独立产权。早在 20 世纪 70 年代就已研制出了第一代机械化钢筋笼成型 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 3 设备。到如今，已开发了多代多种类型的系列化专业化钢筋笼加工设备。另外，欧洲还 有全自动化钢筋笼滚焊机，可生产直径 2904100mm 的钢筋笼，纵筋及环筋的直径变化 范围为 516mm，采用电阻点焊，生产效率高，钢筋尺寸准确，焊接质量良好。钢筋笼 有圆形(椭圆形)、正方形、矩形、三角形或正六边形等(见图 1-1)，可用作钢筋混凝土 排水管、预应力混凝土管、预应力混凝土桩以及电杆等。 图 1-1 而国内由于近年来建筑业的迅速发展，并且广泛应用钢结构体系尤其是大城市，如 北京、广州、深圳、上海等地，出现了大量使用钢结构的建筑。其中很多都是高层和越 高层建筑，像上海的东方明珠电视塔高 460 米，深圳地王大厦大厦高 69 层，总高度 383.95 米。这类大型钢结构建筑，用钢量通常在上千吨，人工加工的方式生产的钢筋 笼既不能满足效率要求也达不到技术指标。为了满足工程要求，国内的施工方也开始机 械化和自动化的高效高质钢筋笼成型设备。国外此类设备虽然比较成熟，但价格也十分 昂贵，而且维护也比较困难。近年来，国内厂家开始了这方面的探索。由于起步较晚， 缺乏相关经验和技术积累，都是通过国际合作和技术引进的方式开发的，如中国建筑科 学研究院与意大利 SCHNELL 集团于 2003 年合作推出的 GTM 系列钢筋笼焊接设备：厦门 连环钢材加工有限公司引进国外技术， 设计制造出的LHL1500A 型钻孔桩钢筋笼滚焊机。 都已投入生产并应用于一些实际工程。但总体来说，国内的钢筋笼成品加工水平仍相当 落后，先进加工设备的使用依然局限于一些大型和技术要求较高的工程项目当中。要达 到像欧、美发达国家那样广泛普及的程度和技术水平，更重要的是拥有自主知识产权的 现代化钢筋笼成型设备。还有大量的工作要做。 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 4 第二章结构方案设计 2.12.1 整体方案的确定 通过查阅国内外的相关资料，特别是参照发达国家的经验，自动化钢筋笼加工设 备适宜生产螺旋形式的钢筋笼。即用单根钢筋以螺旋形式缠绕在纵向主筋上，并在结点 处焊接。缠绕钢筋称之为箍筋。与传统钢筋笼相比较，螺旋箍筋钢筋笼有更好的刚度， 箍筋螺旋成形时, 支撑稳固, 能保证钢筋笼的同心度和直径误差，主筋、缠绕筋的间距 均匀。箍筋不需搭接，较之手工作业节省材料 1%，降低了施工成本。由于主筋在其圆 周上分布均匀，多个钢筋笼搭接时很方便，节省了吊装时间。因此其质量更为可靠。且 适于大批量生产。 参考以上资料，要实现设计要求，首先应设计一套将钢筋棒材按要求快速定位的工 艺装备，并使其能够整体旋转，使箍筋以螺旋形式缠绕在主筋上，在旋转过程中使用机 械手焊接主筋与箍筋的结点。此设备应能够在一定范围内生产不同长度、截面及 重量 的钢筋笼。如图 2-1 所示，使用 Pro/E 建立的三维模型渲染后的效果图。 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 5 如图 2-2 为整机简图 图 2-2 钢筋笼焊机整机简图 1旋转支架 2定位机构 3牵引及旋转机构 4机架 5工作台 考虑到本设计题目的特点，包含大量结构设计内容，并且缺乏成熟的设计参数和 资料，综合上述原因，决定采用三维机械设计软件 Pro/ENGINEER 为主进行设计。 Pro/ENGINEER 是美国参数技术公司（Parametric Technology Corporation ,PTC）开 发的 CAD/CAE/CAM 软件。是目前使用最为广泛的 3D 机械设计软件之一，其主要特点是 基于特征的造型方式、全参数化、全相关，并且采用了单一数据库来解决特征的相关性 问题。只要在一处做出改动，与其相关的所有 2D 和 3D 实体模型数据将同时自动改变。 大大提高了工作效率，尤其适合于变化性较大的设计内容。同样适合本题目的要求。但 由于其工程图模块与国标出入较大，而且由于学校条件限制，工程图方面使用其与 AutoCAD 的数据接口， 将创建好的 3D 模型在 Pro/E 中生成的基本二维视图转到 AutoCAD 中进行后期处理。 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 6 2.2 机架的选择设计 2.2 机架的选择设计 机架作为一个整体全部使用型钢焊接成型，以两根并行的 I20 槽钢为基本框架。功 能上分为两部分，前半部分作为旋转支架和定位机构的支撑，属于固定端。后半部作为 牵引及旋转机构的支撑，包括两条由槽钢构成的运行轨道，属于运动端，此部分的精度 和强度要求相对较高一些。此外，在主机架之外还设置了辅助支撑框架，使用方钢焊接 而成，保持整机运行的稳定性，同时还作为旋转支架轨道的支撑。 基于此点，同时考虑到实际工作中加工地点通常为非固定，甚至要进入工地实施现场加 工，为便于运输。因而未采用地脚螺栓固定方式，如实际应用中需要，可自行选择改为 地脚螺栓固定方式固定。此时可以不必安装辅助支撑框架。图 2-3 为固定端机架的侧视 简图。 图 2-3 固定端机架的侧视简图 1支腿 2槽钢框架 3弧形轨道 4辅助框架 其中弧形轨道的作用是支撑旋转支架，二者通过安装在旋转支架上的支撑滚轮接 触，详细说明见第 3 节。 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 7 2.3 旋转支架的设计 2.3 旋转支架的设计 旋转支架是用来对钢筋笼的主体纵向主筋进行定位并带动主筋绕中心旋转， 在钢 筋笼成形过程中具有重要作用，能够保持主筋的稳定，特别是在钢筋笼制作初期。本设 计采用的是分隔式方案，即使用辐射式支架将径向空间分隔为多个区域，将纵向主筋的 位置限定于这些小区域内，同时起到支撑的作用。如图 2-4 为支架实体模型的局部放大 图。 图 2-4 旋转支架实体模型的局部放大图。 上图中的黄色滚轮即为上节中介绍的支撑滚轮， 采用销钉连接固定于旋转支架的辐 射臂之上，与滚轮接触的即为弧形轨道。使用钢板滚卷而成，焊接于基本框架和辅助框 架之上。每组支撑共有 8 枝辐射臂，均匀布置，共 3 组交叉布置，因此每个分隔区实际 夹角为 22.5。图 2-5 为旋转支架的整体结构轴测简图。 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 8 图 2-5 旋转支架的整体结构轴测简图 1 钢管轴 2滚轮框架 3辐射支臂 4接头 整体采用钢管焊接成型，共 5 组辐射支臂，其中 3 组设置了支撑滚轮，交错排列， 接头处使用螺栓与定位靠模紧固。起到传递转矩的作用。 2.4 定位机构的设计 2.4 定位机构的设计 定位机构的主要作用是将纵向主筋径向定位，使其只能轴向平移，以保持主筋的原 始结构形式，同时起到传递转矩的作用，旋转支架就是紧固于定位靠模上的。通过主要 机件包括箱体、定位靠模、支撑轮、支撑轴等。所有相关机件全部安装于箱体上，整个 箱体焊接于基本框架之上。定位靠模实际上是一个转盘，在圆周上均匀开孔，纵向主筋 沿旋转支架从孔中穿过，即完成定位，圆周最外围是一圈凸起，与支撑轮槽配合。定位 机构本身无动力驱动，而是靠最终紧固在旋转靠模上的纵向主筋带动旋转的。实际上就 是将原材料作为中间传动。这种布局省去了通常安装在旋转中心的主轴，降低了机构的 复杂度，节约了材料。尤其是在此类机构中，如使用中心主轴驱动将十分不便。而使用 了这种简化式的布局之后，只需支撑定位靠模就可达到要求了。支撑轴共 4 根，周向布 置，上下对称。使用支撑轮与滚动轴承组合方式支撑靠模。具体如图 2-5 所示。 （箱体 已消隐） 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 9 图 2-6 定位机构实体模型（箱体已消隐） 图 2-7 靠模及其支撑机构实体模型 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 10 2.5 牵引及旋转机构 2.5 牵引及旋转机构 牵引及旋转机构负责为系统运转提供动力，包括两套独立的驱动机构。总体布局与 定位机构相似。不同的是箱体可沿主框架中的两条槽钢轨道行走，主要零部件也是安装 和定位在箱体上的。这里使用的是齿圈靠模，与定位机构中定位靠模相似，只是外围增 加了一条齿圈，整体使用铸造成型。整个设备的旋转运动都是由齿圈靠模带动的，此处 靠模部分的作用是将纵向主筋骨架轴向固定，是通过固连在靠模上的钢筋夹具实现的。 此外整个动力系统包括两台电动机也是直接或间接固连在箱体上的。牵引时，整套系统 一起沿轨道运行。图 2-7 为整体模型图。 图 2-8 牵引及旋转机构实体模型 行走机构由 4 个支撑轮组成，双侧对称布置，分别安装在前后两根主轴上，动力布 置在前轴上，使用电动机通过齿轮传动。 沈阳建筑大学毕业设计（论文） 11 图 2-7 牵引