毕业设计（论文）-液压钢筋弯曲机设计

第三章工作盘的设计3.1工作盘转速因为本次课题对于钢筋弯曲机的动力结构主要是通过液压来实现的，所以对于液压系统的控制就需要通过调速阀来实现。在已经投入使用的大部分的弯曲机当中，进行比较，能够得出弯曲机主轴转速有3.7r/min，5/min，7.2r/min，8r/min，10r/min，14r/min，16r/min有七种，本次课题所选择的转速的是：8r/min。并且因为弯曲机的动力是液压，就需要调速阀来进行控制，所以调速阀能够达到无极调速的要求，不仅结构简单，并且稳定性强。3.2作用在工作盘上的扭矩M（N·cm）（3-1）式中：与钢筋截面有关的系数。圆截面钢筋取=1.5与钢筋材料有关的系数。一般取0.63~0.71d钢筋直径cmr弯曲半径cmw抗弯截面系数cm取w=0.1钢筋弯曲应力N/㎝²根据前面的计算过程，最后选择I级钢筋的弯曲直径的大小为D=2.5d，II级钢筋最小弯曲半径的大小确定为D=4d。这里用I级钢筋的弯曲半径为r=1.25d则3.3传动轴处的键的设计与校核3.3.1危险部位轴的直径按强度条件m=69.87mm（3-2）按刚度条件m=72.35mm（3-3）选d=85mm3.3.2键的设计与校核1.选键的类型选A型普通平键。2.确定键的尺寸由《机械设计基础》表10-5可知，d﹥75-85时，键剖面尺寸应选为：b=22㎜，h=14㎜，参考键长L的尺寸系列，取L=100㎜。所选键的标记为：GB/T1096—2003键22×14×100。3.强度校核普通平键的挤压强度条件为：σp=2T/dkl≤[σ]p（3-4）式中：为传递的转矩为键与轮毂键槽的接触高度，=0.5h，此处h为键的高度为键的工作长度，=L-b，这里L为公称长度，b为键的宽度。由以上数据可得=L-b=78mm挤压应力为σp=2T/dkl=2×2677.12×10³/（85×7×78）=115.37MPa（3-5）由《机械设计基础》表10-6可知，许用挤压应力[σ]p=100-120MPa。σp=115.37MPa＜[σ]p，故联接能满足挤压强度要求。3.4工作盘及附件的选择和使用3.4.1工作盘的设计原理在已经批量使用的钢筋弯曲机当中的大部分的弯曲机在工作盘的结构上存在着9个孔，其中中间部分的中心孔的作用是固定中心轴的，而在中心孔周围的的个孔是把成型轴和轴套插入固定的。而在进行生产加工的过程中，将钢筋夹在工作盘的心轴以及成型轴中间的位置，之后打开弯曲机，工作盘开始旋转，被夹的钢筋就开始行程弯曲变化。当钢筋成型过程完成之后，停止旋转并反转回原位。这样一个钢筋的弯曲加工就完成了。比起给由于不同的钢筋所需要的弯曲程度以及半径都是不一样的，所以就可以根据对于配套的心轴的更换来达到不同规格的钢筋的加工。并且由于液压马达能够实现在不同方向的转动，所以，钢筋加工的方向也能够有两个方向。3.4.2心轴的设计因为钢筋的不同规格需要通过更换心轴来实现，所以，钢筋的心轴尺寸就需要和钢筋的尺寸一一对应。本次课题的设计过程中，心轴的直径尺寸有16.20.25.35.45.60.75.85.100（mm）9种规格的心轴。如弯一根直径6mm钢筋的弯钩，弯曲半径是8mm。那么可选择16mm的心轴。而弯曲一根直径25mm钢筋的弯钩，弯曲半径是31mm，则可选择60mm的心轴，即心轴约为2倍的弯曲半径。3.4.3成型轴的设计为了更好的夹紧钢筋，提高加工的质量，所以就可以选择在成型轴上添加轴套的方法，这样就能够很好的夹紧钢筋，控制调节心轴，钢筋以及成型轴三个部分之间的间隙的大小，从而提高钢筋的加工质量。3.4.4心轴与成型轴R的确定为保证成型轴的强度，必须使（3-6）式中：为成型轴受力㎜²为成型轴材料的许用压力。已知心轴材料45钢调质，其屈服极限取安全系数为2则Mpa则KN（3-7）又所以㎜取R=25㎜（3-8）工作台d=400第四章系统液压的设计第四章液压系统的设计4.1绘制液压系统图对液压钢筋弯曲机进行控制的液压系统的控制回路的结构越简单越好，并且也需要十分清楚各个元件之间的联系，放置失误动作的发生，并且也需要减少能量的损失，提高液压系统的工作效率。下面的图片显示的就是目前的液压系统的原理图：图4.1液压系统原理拟图4.2液压元件的选择与专用件设计4.2.1液压马达的选择根据本次课题的要求，需要在钢筋弯曲的工作过程中达到扭矩的大小为2677.12N·m，弯曲时转速为8r/min。根据要求最终确定出液压马达选择型号为1QJM01-0.2，排量1.295L/r，额定压力为20MPa，额定转矩为3833N·m，转速范围2~200r/min。当马达排量为1.25L/r时，转速为8r/min，进入马达的流量为q=1.25×8=10L/min，考虑油路的油液泄漏，Q=q×1.1=11L/min，由于油路简单，设油路压力损失为0.5MPa，则Pp=14.8+0.5=15.3MPa。4.2.2液压泵的选择1.确定液压泵的最大工作压力pp

pp≥p1+Σ△p

（4-1）式中：p1——液压缸或液压马达能够达到的工作过程中的压力的最大值；

Σ△p——管路中的消耗损失。Σ△p的数值需要进行计算才能够知道，所以进行一个数据的经验选择：：管路简单、流速不大的，取Σ△p=（0.2～0.5）MPa；管路复杂，进口有调阀的，取Σ△p=（0.5～1.5）MPa。2.确定液压泵的流量QP在进行加工过程中需要的多个液压马达一起进行工作的过程中，所能够达到的流量是：QP≥K（ΣQmax）

（4-2）式中：K——系统泄漏系数，一般取K=1.1～1.3；

ΣQmax——液压缸或液压马达能够达到的工作过程中的压力的最大值，能够从图片中查到对应的数值。并且在对野柳发部分设计过程中，溢流阀的最小流量的大小是一般取0.5×10-4m

（4-3）

式中：K——系统泄漏系数，一般取=1.2；

Tt——液压设备工作周期（s）；

Vi——总消耗量（m3）；

z——液压缸或液压马达的个数。3.选择液压泵的规格根据之前求出来个各个部分的数值大小，并且还需要结合液压泵的形式，查阅相关的资料手册，最终选择出泵的压力需要比最大工作压力大25%～60%。4.确定液压泵的驱动功率为了保证工作的平稳，即（p-t）、（Q-t）图变化较平缓，则(4-4)式中:pp——液压泵的最大工作压力（Pa）；

QP——液压泵的流量（m3/s）；

ηP——液压泵的总效率，参考表4.1选择。表4.1液压泵的总效率液压泵类型齿轮泵螺杆泵叶片泵柱塞泵总效率0.6～0.70.65～0.800.60～0.750.80～0.85

在进行生产工作的过程中，如果液压泵并不能够达到十分稳定的范围，那么就需要对各个部分进行分别计算功率，并求出平均值(4-5)式中:t1、t2、…tn——一个循环中每一动作阶段内所需的时间（s）；

P1、P2、…Pn——一个循环中每一动作阶段内所需的功率（W）。计算完成之后还需要保证下一个阶段的使用依然能够达到要求。所以在对泵的压力计算过程中，根据之前的计算能够确定为液压泵的工作压力P=Pp(1+30%)=19.89Mpa选取单叶片泵型号为T6C型，额定压力21MPa，最高压力28Mpa，转速：600~2800r/min，重量：15.5Kg。因此泵的驱动功率：P=Pp×q/η=15.3×1.67×100/0.75=3406.8W（4-6）η：液压泵的总效率，叶片泵的效率为0.75。确定电机功率：泵的驱动功率为3406.8W，选型号为Y132M—4型电机，功率为4KW。4.2.3液压阀的选择在进行液压阀的选择过程中，需要考虑到系统工作时候所需要的最大的压力大小，以及对应压力时的流量大小来进行液压阀的选择。在对溢流阀选择的过程中需要根据液压泵所能够达到的最大流量来进行选择，而对节流阀和调速阀及你先搞选择的过程中，就需要考虑到稳定性的要求。所以对于液压阀的型号选择在图纸中标注。第五章结论第五章结论在这次设计中我学到了很多。首先，我学会了查阅资料和独立思考。我的课题是液压钢筋弯曲机的设计。本次课题首先需要课题的任务要求中的内容先进行方案的确定，分析各个方案的优缺点，并选择出比较好的方案进行采纳。而本次课题的设计主要能分成两个大的部分，第一部分就是关于弯曲部分的设计，这个部分的具体内容包括了对工作盘部分的转速进行计算。并且还要计算出设备在进行生产工作的过程中所产生的扭矩以及功率的大小。好需要确定出主轴的最小轴径的尺寸大小。之后再根据方案的要求进行最后工作盘的设计。并一步步完成整个结构的尺寸设计。第二个部分就是对液压部分进行设计，对液压马达等部分进行选型。本次课题的完成让我学到了很多知识，并且本次课题完成的内容也是我的一次实际应用，也让我得到了很多的锻炼。参考文献[1]徐灏机械设计手册[S].北京:机械工业出版社，2013.[2]朱龙根.机械系统设计[M].黄雨华北京:机械工业出版社，2015.[3]郭仁生优化设计应用[M].苏君，卢洪胜北京电子工业出版社，2014.[4]濮|良贵.机械设计[V].记名刚北京:高等教育出版社，2015.[5]马秋生.机械设计基础[M].杨建伟，王宁侠.机械工业出版社，2010.[6]吴宗泽.机械设计课程设计手册[S].罗圣国.北京:高等教育出版社，2016.[7]吴宗泽.机械设计使用手册[S].北京:化学工业出版社，2017.[8]曾志新.机械制造技术基础[M].吕明.武汉理工大学出版社，2010.[9]张绍群.机械制图[M].孙晓娟.北京大学出版社，2015.[10]纪世斌.建筑机械基础[M]北京:清华大学出版社，2013.[11]纪士斌，张晶.施工机械[M].北京:中国建筑工业出版社，2016.[12]汪锡龄.新型建筑机械及其应用[M].北京:中国环境科学出版社2013.[13]王艳敏.钢筋弯曲机的改造及应用[J.建筑机械，2014,(01).[14]马春雨钢筋弯曲机电机容量的选择[J.建筑机械化，2015,(5):21-25.[15]吴学松.钢筋弯曲机玩去钢筋扭矩计算公式探讨[J].建筑机械化，2016,(5):18-19.[16]王良文，陈学文.国产钢筋切断机的生产现状与改良方向[J].建筑机械技术与管理,2014(3):83.[17]张海南,王金生,徐合生.新型半自动液压钢筋弯曲机设计[D.成组技术与生产现代化,2016,24(2):62.[18]Safetyofmachinetools-Hydraulicpressbrakes[J].BSI.2015，15(6):46.[19]BackeW..Hydraulicdr