GQ70型钢筋切断机的设计毕业设计说明书

1、南 阳 理 工 学 院 本科生毕业设计（论文） 学院（系）： 机械与汽车工程学院 专 业：机械设计制造及其自动化学 生： 指导教师： 完成日期 2013 年 5 月南阳理工学院本科生毕业设计（论文）gq70型钢筋切断机的设计design of gq70 reinforcing steel cutting machine总计： 毕业设计（论文）39页表 格： 8 个插 图 ： 11 幅南 阳 理 工 学 院 本 科 毕 业 设 计（论文）gq70型钢筋切断机的设计design of gq70 reinforcing steel cutting machine学 院（系）： 机械与汽车工程学院 专

2、 业： 机械设计制造及其自动化 学 生 姓 名： 学 号： 1102314022 指 导 教 师（职称）： 评 阅 教 师： 完 成 日 期： 2013年5月 南阳理工学院nanyang institute of technologygq70型钢筋切断机的设计gq70型钢筋切断机的设计 摘 要 钢筋切断机是把钢筋切成所需长度的专用机械在大型建筑工地上的应用非常广泛。钢筋切断机分为机械传动和液压传动两种。机械传动式钢筋切断机,工作时大都采用电动机经一级三角带传动和二级齿轮传动减速后,带动曲轴旋转,曲轴推动连杆使滑块和动刀片在机座的滑道中作往复直线运动,使活动刀片和固定刀片相错而切断钢筋。 gq7

3、0型钢筋切断机，其剪切运动是由一偏心轮连杆机构完成的。但是由于切断机机体内腔狭小，在装配曲轴连杆时比较困难。尤其是在使用中发生故障需要维修时，拆卸曲轴连杆更加不容易，给维修造成很大的不变，因此在不改变设备功能的情况下，我对曲轴连杆机构做了一些改进。改进后的偏心轮结构直接从机体航的注册孔中装入和取出。而不必拆卸连杆，大大简化了装配程序，减轻的工人的劳动强度。同时也极大的方便了维修，还简化了零件的工艺过程，取得良好的经济效益。关键词 钢筋切断机；偏心轮；曲轴连杆机构design of gq70 reinforcing steel cutting machinemechanical design,

4、manufacturing and automation major liang yue gengabstract: reinforcing steel cutting machine is to cut the required length of steel machinery specialized for large construction sites in the application of very extensive. reinforcing steel cutting machine into mechanical transmission and hydraulic tr

5、ansmission of two. mechanical transmission reinforced cutting machine, working mostly used as a v-belt drive motor and gear drive slow down after two, driven crankshaft rotation, promoting the crankshaft and connecting rod to move the slider blade in the frame of the chute in a reciprocating linear

6、motion so that the activities of the blade and a fixed blade and cut off the wrong steel. gq70-steel cutter, cut its movement from one type of linkage to complete the crankshaft. however, due to cut off the small inner cavity of the body, in the assembly when the crankshaft link more difficult. espe

7、cially in the use of a fault in need of repair, demolition crank link more difficult to repair a big change, so do not change the function of the equipment under the circumstances, we crank linkage has made some improvement. the improved structure of the cam directly from the body of the aircraft re

8、gistered in the hole and packed out. without dismantling the link, greatly simplifies the assembly, reduce labor intensity of workers. but also greatly facilitate the maintenance, has also simplified the process of parts and achieved good economic returns.key words: crane; hoisting mechanism; reduce

9、rgq70型钢筋切断机设计目 录1绪论11.1钢筋切断机的作用11.2钢筋切断机的机理11.2.1压入变形阶段11.2.2剪切滑移阶段21.2.3剪切滑移阶段作用力分析31.2.4 剪切全过程剪力分析41.3钢筋切断机理分析71.3.1目前钢筋切断机存在的问题91.3.2钢筋切断机前景92电动机的选择102.1计算剪切力p102.2切断机匹配电动机功率理论计算103减速器的设计123.1传动比的计算与分配123.2计算传动装置的运动和动力参数123.3带的选择133.3.1 带的计算133.3.2带的根数确定143.4齿轮的设计及模数的选择143.4.1第一级齿轮传动设计143.4.2第二级齿

10、轮传动设计方法同第一级设计173.5轴径的选择以及轴承的选择193.5.1轴径的计算193.5.2轴的校核203.6滚动轴承的选择计算234连杆的设计245提高强度的几种方法265.1机体强度提高的设计265.2 改变压刀结构275.3其他部件的改进设计276钢筋切断机强度计算参考296.1机体额口的强度计算296.2 应力计算306.2.1 正应力计算306.2.2 计算剪切力p306.3 计算剪切力p316.3.1计算正应力316.3.2 计算最大应力316.3.3 试棒316.4测试方法316.4.1 剪切力的测量326.4.2 应力测量326.4.3 测试结果和理论计算分析情况对比分析

11、327机械式钢筋切断机调整及保养的使用347.1钢筋切断机的使用调整347.2保养357.3安全一般规定36总 结37参考文献38致谢391绪论1.1钢筋切断机的作用钢筋切断机是钢筋加工必不可少的设备之一，它主要用于建筑的钢筋剪切及工业下料,房屋建筑、桥梁、隧道、电站、大型水利等工程中对钢筋的定长切断。钢筋切断机与其它切断设备相比，具有重量轻、耗能少、工作可靠、效率高等特点，因此近年来逐步被机械加工和小型轧钢厂等广泛采用，在国民经济建设的各个领域发挥了重要的作用。1.2钢筋切断机的机理为提高剪切截面质量（即消除马蹄形截面），需对剪切机理进行分析。钢筋剪切过程，从宏观分析，当“动刀”切入钢筋的同

12、时，“定刀”从对面挤压钢筋，使其产生弯曲变形，直至斯断。其剪切截面（马蹄形截面）如图1-1所示。剪切过程实质是塑形变形，整个过程视为：由压入变形与剪切滑移两个阶段组成。1.2.1压入变形阶段图1-1剪切钢筋断面以“动刀”与钢筋接触开始，随刀影像压入深度的因素有：材料强度的影像 不同材质在剪切过程中压入变刃前移逐渐切入钢筋，此时“定刀”同时从对面压钢筋。当剪切力小于钢筋抗剪力时，钢筋产生塑形变形，此阶段称为压入变形，如图1-2中ab曲线所示。 图1-2 力功图（1） 当“动刀”切入到一定深度，剪切力增加到最大值，钢筋的局部压入变形阻力与剪切力达到平衡时，剪切过程处于压入变形向剪切滑移阶段过渡临界

13、状态，如图2中的b点。形深度不同，据实测，剪切a3钢时，压入深度约为被剪切直径的38%；25mn钢约为33%。其规律是：材料越硬，压入深度与被剪钢筋直径之比愈小。（2） 刀刃角度影像 刀片后角愈大，压入深度与其直径比愈大，反之亦然。（3） 刀刃形状的影像 刀刃包容面愈大，压入深度与其直径比愈小。图1-3为圆弧形刀刃，所剪切下的料茬口较齐。其压入深度与其钢筋直径比值仅为10%。 图1-3 圆弧刀刃剪切钢筋断面示意图1.2.2剪切滑移阶段当剪切力大于钢筋本身的抗剪能力时，剪切面开始产生滑移，如图1-4中bc曲线所示。在该阶段由于剪切面不断变小，剪切力亦逐渐减小，直至钢筋整个截面被剪断为止。若两力间

14、隙过大时，出现错位剪切见图1-4中cd曲线。 从实测得知，被剪切的材质愈硬，刀片后角愈小，刀刃包容面愈大，则下料断口“马蹄形”愈小。切断力分析从图1-4可看出：“动刀”与钢筋接触后，两刀（动刀与定刀）压力形成力偶。此力偶促使钢筋转动，于此同时，刀刃侧面又给钢筋施加推力t，形成力偶（此力偶将阻止钢筋转动），随之刀片继续压入钢筋角不断变化。当两个力偶达到平衡时（即=）钢筋停止转动。图1-4 剪切过程受力分析变形阶段，作用在刀刃上的力，可用下式计算： 式（1.1）式中 p钢筋作用于刀刃上的力，np单位面积上的压力，f钢筋截面积。相对切入深度，图1-5剪切力随剪切深度变化图由式（1.1）可看出：在压入

15、阶段，若认为单位压力p为常数，则总压力p随压入深度z值增加而加大。按图5所示抛物线a曲线增大，直至钢筋整个剪切面产生滑移时，剪切力达到最大值为止。由式（1.1）还可以看出：压入阶段总压力随被剪钢筋截面增加而增加（即材料愈硬，p值愈大）。1.2.3剪切滑移阶段作用力分析 剪切滑移阶段，剪切力p可按下式计算 式（1.2） 式中 切片断面宽度 被剪件单位面积上剪切抗力 被剪件断面高度被剪件转动角度杂。苏联曾采用 式（1.3）采用式（1.3）计算结果与实际差距较大，因为圆钢剪切过程不是纯剪切，而含挤压,弯曲撕掉。 令计算公式为： 式（1.4）式中为刀刃磨钝后，由于刀刃间隙增大，切断力增大系数，一般取1

16、.3左右；为抗减极限强度与抗拉强度之比，一般取=0.6左右。由于系数选择不同；其误差很大，在有式（1.4）计算出的剪切力应为最大值。但实际剪断时截面不是最大值(根据实测，刀片切入钢筋三分之一时开始断裂)。因此，将f值（即钢筋最大截面），带入式（1.4）求出的p（最大剪切力）与实际不符。目前，一般采用测试数据为依据。但由于测试方法复杂，传感器加工精度不高，加之位移不当等因素，则所测值差异也较大。z刀刃压入深度若为常数剪力p应按5中虚线b变化，但实际是按曲线c变化，从而说明并非是常数，而是随刀刃切入深度z的增加而减小，其原因是由于钢筋内部存在缺陷及错位则增大所致。上述为截切矩形截面剪切力的计算公式

17、，圆形截面剪切力计算公式较复杂。1.2.4 剪切全过程剪力分析综上所述，在剪切全过程中，剪切变化规律:从动刀接触钢筋开始，随刀刃压入深度z的增加，剪切力随着增大；当压入深度达到一定值（此值与被剪钢筋抗拉强度等有关）。剪切力达到最大值（见图1-5中点b）。钢筋变形转为滑移阶段，其剪切力变小，见图（1-5）曲线bc。该曲线倾斜度，随被剪钢筋材质不同而变化。钢筋材料的抗拉强度越大，曲线bc愈陡直，反之亦然。1.2.5综合分析（1）刀片磨钝系数对切断力的影响 从式（1.4）可知，刀片磨钝后，值增大，切断力p值增大。（2）刀片间隙对切掉力的影响 两刀片（动刀与定刀）间隙增大，侧向力加大，所测出的切断力测

18、小，如图1-6所示。的间隙分别为0.8，1.6，。从而看出：刀片间隙越大，则切断力越小。当侧向力增大到一定值时，将导致“侧板”等零件损坏，因此，侧向力应控制在一定范围。 图1-6切断力与刀片侧隙关系 表1-1为剪切a3钢筋，直径为50mm,侧隙不同时所测出的切断力。 表1-1切断力力与被剪切钢筋直径的关系 由式（1.4）可知：切断力随被切断钢筋截面积增大而增大。故被切钢筋直径增加，切断力增大。图1-7为gq70型切断机，分别剪切四种不同直径a3的力功图，实测的曲线。图1-7切断力与被剪钢筋直径关系(3) 切钢筋材质关系 图1-8为分别切断25mn与a3钢（直径为32mm所测试的切断力曲线：与。

19、从被切断钢筋材质的强度和硬度增大而加大图7-8切断力与被剪钢筋材质关系（4） 切断力与刀片刃口角度及刃口形状的关系 图1-9分别用后角与圆弧刃口刀片剪切，a3钢筋实测出：曲线。从图中看出：切断力随刀片后角增大而减小；随刀刃包容面增大而增加。测试数据见表1-2。图1-9切断力出现位置与刀具关系（5） 最大切断力出现位置系数分析 式(1.5)表1-2测试数据式中 最大切断力位置系数动刀片承受到最大载荷时行程动刀片接触到被剪切钢筋行程s钢筋切断时动刀片的行程（）图1-10为最大切断力出现位置系数图。图中图1-10 切断力出现位置图点，分别为开始切入，最大载荷，切断结束位置。 最大切断力出现位置与刀片

20、刃口角度及形状有关。系数u随刀片后角增大而增大（见图9），随刀刃包容面增大而减小。系数u与钢筋材质有关，被剪切钢筋强度，硬度越高，u值越小。2 切断功分析 切断功即为切断力，在一个切断周期所做的功，计算公式为： 式（1.6）式中 a切断力剪切开始位置剪切终止位置用上式计算，需首先确定剪切力曲线方程，方向进行计算。其结果精确，但方程式难以确定。 采用辛浦生公式计算： 式（1.7）上述计算方法是将函数用抛物线近似表示。此法简单，计算结果准确。从而得知：（1） 切断功与被剪切钢筋直径关系：切断功随被剪切钢筋直径加大，如图1-7所示。（2） 切断功与刀刃角度关系：切断功随刀片后角增加而增大，如图1-9

21、所示。（3） 切断功与刀刃形状关系：切断功随刀刃包角面增大而减小，如图1-9所示。结束语: 综上所述，钢筋剪切变形，用第四强度理论（即变形能理论）分析比用第三强度理论（即最大剪切应力理论）分析，更符合实际。但目前对钢筋剪切机理尚未做出微观分析，钢筋断裂处的变形是复杂的。 单纯将切断力及切断功的大小，作为评价切断机质量指标是不合适的，应以强度条件（包括可靠性试验）及切断机实际能耗多少来评价质量才是 合理的。不应只满足强度条件，而不顾能耗多少或只追求小的切断力；不顾切断机效率，而片面追求小的切断功，也不尽合理。1.3钢筋切断机理分析通过实验对钢筋切断机理进行分析，探讨钢筋在切断过程中变形，剪切和裂

22、纹扩张的规律，以及计算所受的最大切应力，校核提供可靠的依据。 切断机的动力机构多采用曲柄连杆机构。如图所示。在曲柄1的驱动下，带动连杆2运动，从而使滑块3作往复直线运动。曲柄每旋转一转，固定在滑块3上的动刀片4进行一次冲切钢筋5的工作行程，定刀片6固定在机体尾座上。图1-11曲柄连杆机构对不同直径的钢筋作了切断力测试验，选用建筑中常用的a3低碳钢筋直径分别为40mm 32mm 25mm,在测试机描绘出力功图，从中可以清楚看出，随着钢筋直径的增加，其切断力，功，切段时间及电机功率都增大。 切断钢筋的断口示意图如图1-12所示，钢筋的断口处还可分为三区域，1区委剪切区，在这个区域，刀片对钢筋进行纯

23、剪切，断口光亮平滑，他发生在切刀刚开始切入钢筋的一段时间范围。2区为纤维区，当塑性钢筋在整体受到负载荷时，断口沿剪切区开始撕裂，发生韧性断裂，在此区域断裂面呈无光泽的纤维状断面凹凸不平，用放大镜能看到平行于刀片剪切方向的条状纤维沟纹，这是由于在活动刀片剪切作用下，断面表面晶粒沿剪切方向撕裂后留下的断面形状。3区为挤压变形区，这是由于刀片最初接触被切钢筋时，对钢筋产生挤压作用，在刀片的挤压下，首先发生挤压变形，当变形至一定的程度，开始切入钢筋。再仔细观察断口侧面，可以看到靠近断口表面处形成弯曲状，纤维由垂直于断口的方向逐步趋向于平行于断口平面方向，并且纤维曲线凸面向着此端被切钢筋移动的方向。这是

24、由于两个刀刃挤压剪切钢筋时，断面器体聚合力企图阻止别切晶粒位错反向拉扯所造成的纤维弯曲。实验表明，钢筋切断后都有上述三个区域。图1-13为直径40，32，25钢筋断面图。a1，b1分别为上断面剪切区和纤维区深度尺寸；a2，b2分别为断面剪切区和纤维区的深度尺寸。通过对多个式样进行实测，将所求得平均值（mm）列于表1-4中 图1-13钢筋切断面 表1-4平均值1.3.1目前钢筋切断机存在的问题 （1）全封闭结构钢筋切断机均采用减速箱结构用螺栓连接，不仅刚性差而且还增加了结合面的加工，和盖后常常从该处漏油；而整体式结构钢筋切断机活动刀处均采用侧开盖结构，由于切断机工作时所受侧向力很大，故侧盖常常损

25、坏。（20采用曲柄连杆机构并用3kw电机驱动的同类产品，其工作主轴偏心均小，这样在切剪公称直径范围不同直径的钢筋时就需要更换刀片或刀片加垫片才能完成或剪切钢筋的要求，因此每台钢筋切断机都要储备几种不同的刀片或刀垫，以备调整使用，这样就给使用和保管带来麻烦，同时也增加了机器的成本。而不需更换刀片或刀垫的同类型切断机其驱动功率均3kw，这样不仅使切断机的能耗加大，而且增加了体积和重量。（3）国内切断机刀片侧隙的调整是靠选配尺寸固定的刀垫或在刀片的后面加减刀片来实现的，这种调整的方法不仅麻烦，劳动强度大，工作效率低，而且还不能保证间隙的合理，常常由于间隙过大，使有效剪切力减小，剪切能力下降，同时还使

26、机体所受侧向力加大，造成机体断裂，直接影响切断机的使用寿命。（4）减速箱结构全封闭钢筋切断机操作位置低，不符合人机功能设计要求，操作费力，且稳定性较差。1.3.2钢筋切断机前景在比较传统的钢筋切断机的性能特点的基础上,设计研究了一种新型的减速装置的钢筋切断机,给出了其工作原理及主要性能参数的确定过程,最后得出了相关结论,证明此种钢筋切断机性能优良,具有广阔的应用前景。2电动机的选择2.1计算剪切力p在剪切钢筋的过程中，剪切力必须克服钢筋材料的极限强度，只有这样才能把钢筋切断。在切断机能力容许的范围内，切断钢筋的直径越粗，需要的剪切力越大，由钢材冷切经验公式可知，剪切力p的大小可由公式确定： 总

27、攻a值的理论计算分析：a=a1+a2+a3 式（2.1） 式中 a1剪切功 a2曲柄滑块摩擦损耗功 a3其他消耗之功（1） 式（2.2） 式中 d 被剪切钢筋的直径，mm p剪切力，kn偏心距e=23mm 连杆长l=300mm j a3=0.26008.3=1201.66j a=6008.3+494.9+1201.66=7704.77j2.2切断机匹配电动机功率理论计算按切断机一次剪切平均能量确定电机功率公式为：kw 式（2.3） 式中 平均功率，kw a一次剪切所需之功，j n滑块行程次数，1/min 行程利用系数（手动0.5,流水作业时取1）考虑电机运转安全系数k及效率,则电机功率为： 式

28、（2.4）式中 n实际电机功率，kw k安全系数（1.11.3） 整机效率，% kw所以选择电动机功率为3kw，型号为y100l2额定转速1500r/min,满载转速1430r/min。 图2-1 电动机3减速器的设计减速器的机体是用于支持和固定轴系的零件，是保证传动零件的啮合精度，良好的润滑和密封的重要零件，其重量约占减速器总重量的50%。因此，机体结构对减速器的工作性能，加工工艺，材料消耗，重量及成本等有很大的影响。1 第一根齿轮轴 2第二根轴 3第三根轴 4偏心轮 5连杆 6定刀片 7动刀片 8第二级大齿轮 9第一级大齿轮 10大带轮 11电动机图3-1钢筋切断机示意图3.1传动比的计算

29、与分配总传动比分配传动装置传动比 式（3.1）式中，分别为带传动和减速器的传动比。选择=5，则减速器传动比为： 分配减速器的传动比为了使两级大齿轮直径相近，查表得，则3.2计算传动装置的运动和动力参数为了进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩。如将传动装置各轴由高到低依次定为轴，轴，轴见图3-1,为相邻两轴间的传动比为各轴的输入功率（kw）为各轴的输入转距（n.m）为各轴的转速（ r/min）则可按电动机轴至动作机运动传递路线推算，得到各轴的运动和动力参数。各轴的转速 轴 轴 轴 各轴输入功率 轴 kw 轴 kw 轴 kw轴的输出功率则分别为输入功率乘轴承效率0.98。各轴的输入转矩电

30、动机的输入转矩 轴 轴 轴 3.3带的选择3.3.1 带的计算工作情况系数，每天工作时间小于十小时，工作载荷性质为冲击载荷，根据工作情况系数 =1.3 计算功率 kw 选出带的型号 a型查资料得小带轮直径为63-100mm 取100mm 大带轮 大带轮的转速带长 初取中心距 其中h=8 1190a335 .25 取a=650mm带长 mm查表实际l=2500mm 小轮包角 中心距 mm 带速 由表11.8 =1.32 包角系数 =0.89 基准长度ld=2000 查得 =0.92 传动功率增量=0.173.3.2带的根数确定 带的根数 所以z取43.4齿轮的设计及模数的选择3.4.1第一级齿轮

31、传动设计 因传动尺寸无严格限制，批量较小，故小齿轮用45号钢，调质处理，硬度240hb-280hb，平均用260hb,大齿轮轮用40cr,调质处理，硬度229hb-280hb。平均取用240hb。计算步骤如下：图表参考机械设计书齿面接触疲劳强度的计算计算步骤如下： 齿宽系数 =0.6 软齿面硬度350hb初步计算许用接触应力=0.9 =0.9710=639mpa =0.9 =0.9580=522mpa由资料取=90初步计算小齿轮直径取100mm 初步计算齿宽 =60mm初取齿数20 =320=60中心距 mm校核计算圆周速度 精度等级由资料得选八级精度。 使用系数 ，=1.5动载荷系数由资料,

32、 =1.2齿间载荷系数由资料先求 由此得齿向载荷分布由资料得载荷系数许用接触应力验算 =563mpa计算结果表明接触疲劳强度较为适合，齿轮尺寸无需调整重合度系数齿向载荷分布系数 齿间载荷分配系数 载荷系数 齿型系数 应力修正系数 弯曲疲劳极限由 尺寸系数由 许用弯曲应力 验算 =92.2mpa mpa初步计算 n.m齿宽系数 =0.6 软齿面硬度350hb 初步计算许用接触应力=0.9 =0.9710=639mpa =0.9=0.9580=522mpa由表12.16取 =90初步计算小齿轮直径取150mm 初步计算齿宽 =90mm初取齿数25 =325=75中心距 mm校核同上，经验算计算结果

33、表明接触疲劳强度较为适合，齿轮尺寸无需调整重合度系数。3.4.2第二级齿轮传动设计方法同第一级设计齿面接触疲劳强度计算因传动尺寸无严格限制，批量较小，故小齿轮用45号钢，调质处理，硬度240hb-280hb，平均用260hb,大齿轮轮用zg35simn,调质处理，硬度229hb-280hb。平均取用240hb。计算步骤如下：图表参考机械设计书初步计算 n.m齿宽系数 =0.6 软齿面硬度350hb 初步计算许用接触应力=0.9 =0.9710=639mpa =0.9=0.9580=522mpa由表12.16取 =90初步计算小齿轮直径取150mm 初步计算齿宽 =90mm初取齿数25 =3.4

34、25=85中心距 mm校核计算 圆周速度 精度等级由表12.6,选八级精度。 使用系数由表12.9, =1.5动载荷系数由资料得, =1.2齿间载荷系数由资料得先求 100n/mm 由此得齿向载荷分布由资料得载荷系数许用接触应力 验算 =563mpa 计算结果表明接触疲劳强度较为适合，齿轮尺寸无需调整重合度系数齿向载荷分布系数 齿间载荷分配系数 载荷系数 齿型系数由资料 应力修正系数由图12.22 弯曲疲劳极限由图12.23 尺寸系数由图12.25 许用弯曲应力 验算 =250mpa mpa经过验算计算结果表明接触疲劳强度较为适合，齿轮尺寸无需调整重合度系数。3.5轴径的选择以及轴承的选择3.

35、5.1轴径的计算轴的材料选择45号钢设计公式，轴的最小直径 式（3.2） 式中p轴的传动功率，kw n轴的转速，r/min 许用切应力，mpa c与轴材料有关的系数，可由资料得轴 mm 取直径为40mm轴 mm 取直径为50mm轴 mm 取直径为60mm3.5.2轴的校核校核第一根轴见图3-2输入功率：2.73kw 带轮的直径为505mm 转速为286 r/min则已知： 式（3.3）式中 v带速 p功率为kw则带轮的有效拉力为图3-1对轴进行水平方向的受力分析则 1091=1820+fr1+fr2 轴材料为45号钢 由表得则应力校正系数 校核轴径连接带轮处的连接齿轮处的其余两轴的设计方法相同

36、，3.6滚动轴承的选择计算 钢筋切断机所用的各类减速器大量使用滚动轴承。滚动轴承是一种标准件设计者应按照国家标准规定的方法，根据具体情况正确地选用。选取轴承代号6010深沟球轴承。（中间轴）基本额定动载荷为22滚动轴承疲劳寿命的基本计算公式为 式(3.4) 式中 为转速表示的基本额定寿命; 寿命系数。球轴承，滚子轴承 当量动载荷（n）。对于向心轴承用“径向当量动负荷”表示，对于推力轴承用“轴向当量动负荷”表示； 基本额定动负荷（n）。对于向心轴承用“径向基本额定动负荷“ 表示,对于推力轴承用“轴向基本额定动负荷”表示, =22kn;由上述可知左端受力,右端受力；由 , 式(3.5)查钢筋切断机

37、设计手册得x=0.56,y=1左端,右端所以左端轴承疲劳寿命右端轴承疲劳寿命4连杆的设计钢筋切断机剪切运动是由一曲型的曲轴连杆机构完成的。但是由于切断机机体内腔狭小，在装配曲轴连杆时比较困难。尤其是在使用中发生故障需要维修时，拆卸曲轴连杆更加不容易，给维修造成很大的不变，因此在不改变设备功能的情况下，我对曲轴连杆机构做了一些改进。 图4-1偏心轮机构将曲轴连杆机构改成凸轮结构，其中将曲轴改为凸轮轴形式，有三部分组成，其零件图4-1 图4-2 连杆机构连杆改成整体形式，从图4-2可以看出，改进后的零件无论在结构上还是加工工艺，都将比原来的简单。改进后的偏心轮结构直接从机体航的注册孔中装入和取出。

38、而不必拆卸连杆，大大简化了装配程序，减轻的工人的劳动强度。同时也极大的方便了维修，还简化了零件的工艺过程，取得良好的经济效益。5提高强度的几种方法5.1机体强度提高的设计最初这种gj型钢筋切断机机体采用zg45。后来一些厂家将机体材质降低为球墨铸铁ot45-5，甚至个别制造厂家将材质降为灰口铸铁。施工实践证明，机体采用灰口铸铁是不行的。在满负荷剪切直径为45mm钢筋时，机体颌口百分之百地断裂。而采用球墨铸铁ot45-5，也有少部分机体断裂。从断裂分析，造成球墨铸铁机体断裂的主要原因，是铸造缺陷造成的。断口反映的最主要缺陷是夹渣；化验结果表明，这些夹渣主要缺陷是，和硫化物。其次是缩松和石墨漂浮。

39、这些缺陷严重地影响机体强度。资料实践证明，钢筋切断机体采用球墨铸铁铸造完全可行。不过，采用ot-45-5材料强度偏低。我们推荐采用稀土镁球墨铸铁ot-60-2。实验表明，这种材料的抗拉强度，疲劳强度以及小能量多次冲击抗力性能都接近和超过45号钢的机械性能。参见表5-1机械性能机械性能（pa）（pa）（n.m/）(%)（pa）无缺口有缺口球铁qt60-2588488264119588419.639.2282452294215992040正火45号钢63757846392349882428225623541765为了保证材质纯正可靠，在设计选材时，对qt60-2的机械性能，金相组织，化学成份必须提

40、出要求，如表。实践证明，采用这种材质的机体强度，刚度都很好，是理想的机体材料。表5-2对qt-60-2金相组织的要求项目球化类型球径珠光体铁素体磷共晶渗碳体qt60-2i类中，小80%10%1.5%3% 表5-3 对qt60-2机械性能的要求机械性能（pa）（pa）(%)（n.m/）硬度hbqt60-2588441192147215-269表5-4 对qt-60-2化学成份的要求成份%csimnpsmgre原铁水3.4-3.81.2-1.50.70.070.08成品3.4-3.82.2-2.80.70.070.030.04-0.060.03-0.06提高铸造质量，防止铸造缺陷。首先应降低原铁水

41、的s，p和球墨铸铁中残mg量，防止氧化物夹渣产生。此外，提高浇注温度，随温度上升，铁水表面渣膜会稀释或减簿。实践证明，超过1300度，夹渣缺陷基本上可以消除。采用快速浇注法，在球化处理和石墨化处理时加入0.4%0.5%的冰晶石粉，因为熔融状态的冰晶石可降低渣子熔点和表面张力，能润滑，溶解渣子中的氧化物和硫化物，这种渣子容易扒净。总之，保证机体铸造的铸造质量提高机体强度的重要措施之一是合理的进行结构设计。5.2 改变压刀结构目前，gj40型切断机采用压刀块压刀，螺孔周围产生应力集中，结构不合理，应该避开在最大应力区开孔，避免应力集中引起的破坏。改变这种结构有两种方法，一是加大m20两个螺孔的中心

42、距k参见图5-1（a），使螺孔躲开最大应力区。另一方法是改变压刀结构，我们在rq62型贝氏体钢切断机设计中总结gj40记得教训，有压刀紧固，改为拉刀片紧固，如图5-1（b）所示，这种结构避免了应力集中发生，实践证明是可靠的。 增大额口的扛剪、抗弯强度:可知，增大额口截面积尺寸b、h，对提高额口强度有利。因为弯曲应力与成反比，随着h增大h增大，额口部位的应力急剧下降。而剪应力与h成反比，即随着h增大，剪应力下降。由此可见设计成扁而宽结构的额口，对抗弯、抗剪有利。图51压刀结构改进（a）旧结构 （b）新结构5.3其他部件的改进设计在传动形式上，采用2级减速，增加总速比，降低剪切次数，提高剪切力，在

43、轴承的装配上，除曲轴采用滑动轴承提高耐压力外，其余各轴均采用滚动轴承，减少摩擦损失，提高机械效率。参照国外样机共同研制出该类型的切断机参照技术参数对如何降低成本，减少加工工时，谈几点改进建议:（1）机架由钢板焊接结构改位铸件机架为钢板焊接在剪切时，发现机架刚度差（即机身摆动），机架的横梁焊接初开列，轴距变形。鉴于我国钢板的焊接技术和热处理技术有限，将钢板连接机架改为铸造整体结构，更为适宜。（2）将铸刚件改为铸铁以前定刀座，动刀架，大齿轮等；机架，刀座均为铸钢（zg45）。目前，我国生产切断机的厂家均为中小型厂；大都没有铸钢设备，只有通过外协加工。故次，延长了生产周期，提高了成本。经电测及使用实

44、践证明，上述铸钢均可用（qt50-5）铸铁代替（3）零件的加工精度等级可适当降低产品的精度，并非愈高愈好，而应该有个适当要求，否则将造成加工与装配困难，使造价提高。齿轮精度可降低；其精度要求为八级，实际加工后的齿轮（一般用滚齿机加工）精度可达9级，再经过热处理表面淬火后精度只有10级。切断机主要用于剪切建筑钢筋，均在建筑工地工作。根据工况，该产品精度可视为9级精度。因而，将齿轮设计精度降低1-2级更趋合理。，（4）零件的公差配合等级应降低。机架三个轴孔一般采用镗床加工，其设计精度要求级。根据实践，即可满足要求。因此，将原设计精度降低1-2级较合理。（5）放松公差配合精度等级配合，设计要求。两种

45、机型公差配合均要求精度偏高，配合偏紧，从而造成加工困难，装配费工。如压配合的轴瓦，其孔与轴配合，设计要求，当轴瓦压入后，其内孔缩小，加工时，操作者常把孔加工成下偏差，而轴加工成上偏差，改为配合后，即容易装配，又保证其使用性能。根据钢筋切断机工况，结合我国生产厂家的现状，对gq70型进行改造设计，将会成为性能高成本低在市场上具有竞争力的产品。6钢筋切断机强度计算参考 切断钢最近几年，基本建设工程中钢筋混凝土工程量加大，采用的钢筋越来越粗，对钢筋切断机主要机件的强度提出了更高的要求。筋的过程中，钢筋切断机机体承受很大的剪切力，从而要求机体必须具有足够的机械强度。可是，施工中多次发现切断机额口断裂现象，如图10-1所示。保证切断机具有足够的强度，工作安全可靠，得到设计人员和生产制造厂的高度重视。图6-1切断机机体额口断裂状态经过大量调查研究，结合rq62型热切贝氏体钢切断机的设计实践，对钢筋切断机的强度计算提出了一些看法。同时针对破坏断口，进行应力检测，并和理论计算结果进行一比较分析，从中提出提高切断机机体强度的设计途径。6.1机体额口的强度计算钢