自动弯管机折弯装置及夹紧装置设计论文.doc

1 前言 弯管机大致可以分为数控弯管机，液压弯管机等等。主要用于电力施工，公铁路建设，锅炉、桥梁、船舶、家俱，装潢等方面的管道铺设及修造，具有功能多、结构合理、操作简单等优点除了具备弯管功能外，还能将油缸作为液压千斤顶使用，相对于数控弯管设备而言具有价格便宜，使用方便的特点，在国内弯管机市场占据主导产品位置: 1）因为在弯曲加工过程中有不同的管材直径，所以必须制作相对的各种半径的主模轮，所以模具的制作费用相当高； 2）进行弯曲加工的时候自动化程度水平低，工作效率比较低下。在加工时,每次加工只能完成1次弯曲,需要经常进行上下管材而导致弯曲生产效率低,产量和质量没办法达到一致的提高。 3）弯管机进行弯曲的时候工作不是十分可靠，发生故障的几率你比较频繁。老式的弯管机器采用的电气控制进行的弯曲管材的时候由于频繁的切换工作状态，所以使工作的可靠性大大的降低和削减，在许多工厂中常常在工作过程中因为继电器接触不良而导致各种意外的发生，这样的事件不仅仅影响所在工厂的经济效益而且使公司的声誉受到相当大的影响。 4）老式的弯管机本身的进行弯曲管材的能力很小，而且额弯曲的精度不是十分的高。由于没有各种仪器的测量弯曲角度而是由工作人员的目测来判断管材弯曲的角度大小，所以制造出来的管材半径可能大小不一，角度差异大无法做到批量生产，让工作量全部集中在工作人员，浪费材料十分大。 5）弯管机在弯曲时候由于液压油的渗漏导致污染严重，而且发出的声响大，消耗的能量大，十分不效益。 6）进行弯曲大管径的管子不一次成行，速度也较慢 2弯管机折弯装置的设计 2.1折弯装置设计 经过仔细分析管材弯曲加工方面的新技术和新工艺，针对普通弯管机存在的一系列问题，本着低投入高效益的原则，本次设计对弯管机的折弯装置主传动机构进行了重新设计，提高了其加工自动化程度，从而大大提高了工作效率，并且简化了其结构，提高了弯曲加工的精度。 2.1.1弯管机工作原理 本次设计的弯管机主要由机械系统、液压系统两大部分组成，其工作原理如图2-1所示:管材有送料机构进给，首先由液压缸驱动夹紧模4对管材进行夹紧，同时伺服电机2转动，驱动主动模轮3实现辅助送料，这样结构的好处是：减少管材表面的摩擦、损伤，提高管材的加工精度。进行折弯时，管材穿过3、4，并由液压缸驱动夹紧模4对管材进行夹紧，前端置于主模轮1内，则利用弯曲模轮5抵靠于对外端。弯曲模与主动模保持一定的偏心距L，当弯曲模5开始与工件接触时，该段的工件就开始向主模轮1的方向弯曲，配合送料机构和主动轮3的推动，使管材一边进料一边受力弯曲，从而形成所需的弯管。 图2-1 工作原理示意图 主模轮 2.伺服电机 3.主动模轮 4.夹紧模 5.弯曲模 6.曲手机构 2.1.2折弯装置传动机构设计 弯管机的折弯装置主要是针对于管材弯曲成形，主要是折弯机构的转动，其传动系统可以分为很多类型，常见的包括：一种是动力源（如伺服电机、液压马达等）通过传动链（链传动、带传动等）直接驱动折弯机构进行旋转，以实现折弯；另一种是齿轮传动系统。本次设计所用的传动系统就是齿轮传动系统，采用了二级行星齿轮减速，以满足弯管机低转速、大扭矩的工作要求。 根据弯管的原理并经过分析、比较，本次设计确定了如图所示的主传动结构。 这种新型的传动机构结构简单、体积小、使用性能好，操作方便。它包括轴座、组设于轴座前端并设有动力输出轴的动力源、固设于动力输出轴上的小锥齿轮、与小齿轮啮合的大锥齿轮、连设于大锥齿轮与活动臂之间的行星轮组；行星齿轮组包括枢设于轴座上的转轴、与转轴连接的中心齿轮轴、与转轴固定组接的数个销轴、套设于销轴上的小行星齿轮、与小行星齿轮啮合的内齿圈。 弯管时，伺服电机通过两级行星轮机构减速，传递动力到主轮模，同时带动活动手臂完成弯管动作，从而达到弯管的目的。 本次设计的弯管机的主传动装置装设于该弯管机机台一端的基座，用以驱动枢设于该基座一侧的弯管机头转动，该主传动装置包括： （1）一电动机，装设于该基座，其包括一动力输出端； （2）一传动组，主要包括两级行星轮机构，从而达到弯管机低速、大扭矩的要求； （3）该动力供应器为一电动机，其动力输出端为心轴。 2.2弯管机折弯装置计算 弯管机的折弯装置包括曲手机构、传动机构、主模轮、弯模轮组成，曲手机构首先在液压缸的驱动下，夹紧管材，在传动机构的推动下，曲手机构和弯管模一起转动，从而达到弯管的目的。本次设计主要针对传动机构的改进。 2.2.1折弯装置主传动计算 图2-2所示，弯管机弯管传动部分为行星齿轮机构，为了便于计算，将其转化为如图2-3所示的原理图。 图2-3 行星齿轮机构示意图 行星齿轮传动与普通的齿轮传动相比较，最显著的特点的是：在传递动力时它可以进行功率分流；同时，输出的转轴的轴线和输入的轴线在同一条