毕业设计（论文）-自动弯管机装置及其电器设计.doc

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1、哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 1 目目 录录 目 录.1 ABSTRACT.2 第一章 绪 论2 1.1 弯管机在自工工业中的地位和各种弯管机的性价比：2 1.2 弯管机的基本原理与选择3 第二章 弯管机设计4 2.1 工件工艺分析4 2.1 计算弯曲力矩4 2.2 电机选取4 2.3 传动比的计算与各传动装置的运动与参数6 2.4 皮带轮与皮带的计算与选择7 2.5 蜗轮蜗杆减速箱的计算与选择8 2.6 联轴器的计算与选择9 2.7 轴承的选择9 2.8 轴的初步计算与设计及校核9 2.9 齿轮的计算与设计13 2.10 大小齿轴前后端盖及轴承座的结构设计15 2.11 轴套的

2、结构设计16 2.12 盖板的结构设计及计算17 2.13 机身的结构设计与计算18 2.14 弯管机的主要参数19 第三章 挡料架的结构设计19 3.1 挡料架的结构设计19 第四章 用电器选择与电路21 4.1 各用电器的选择与电路设计21 设计总结23 鸣 谢23 参考文献24 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 2 自动弯管机装置及其电器设计 摘摘 要要:弯管机的种类多种多样，有 CNC 数控弯管机，有 PLC 型弯管机，也有简易 型的自动弯管机，而本文正是关于自动弯管机的装置设计及其控制电路的设计， 自动弯管机的装置可由机身、电机、减速机构、挡料机构、电器控制机构等组 成。

3、关键词关键词: 弯管机，电器控制，弯曲半径 ABSTRACT This article focuses on the curved tube machine. A variety of the curved tube machine, there is curved tube machine of CNC control, and there is curved tube machine of PLC control, there also is the simple type automatic curved tube machine, but this article is just to

4、 the design of the automatic curvede machine and its control electric circuit, and the device of the curved tube machine can construct with the fuselage of machine, motor , the decreaseing-speed organization, block organization, and electric appliances control organization etc. Keyword : motor curve

5、d tube machine ,electric appliances control, bent radius 第一章 绪 论 1.1弯管机在自工工业中的地位和各种弯管机的性价比： 现今工业发达，无论是哪一种机器设备、健身器材、家具等几乎都有结构钢管， 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 3 有导管，用以输油、输气、输液等，而在飞机、汽车及其发动机，健身器材，家具 等等占有相当重要的地位。各种管型品种之多、数量之大、形状之复杂，给导管的 加工带来了不少的困难。对于许多小企业，家庭作坊，或者大企业中需要配管的场 合，如工程机械上的压力油管，机床厂的液压管道发动机的油管健身器材的弯管等

6、等，这些场合可能不需要功能全的弯管机，且加工的管件的难度不高，简易手动型 的弯管机很可能适应。这系列弯管机采用手动夹紧，机械弯曲，机器结构简单，控 制元件极少，因此价格上比较容易被用户接受。 市面上现有的自动弯管机大多数是液压的，数控的，也有机械传动的，但它们 的占地面积较大(长度在 2.54m 之间)，价格昂贵(25 万元人民币或更多)，然而大 多数用户都需求是是小占地面积小价格便宜使用方便的自动 液压弯管机 1-1 数控弯管机 1-2 本文便是朝这方面的用途面设计的自动弯管机，设计出一种价格和占地面积使 用方便的自动弯管机（长 0.9M，宽 0.8M，高 1.1M，价格 9000 元人民币

7、左右），并 着手对弯管机的性能进得进一步的强化，使其能弯曲不同口径或不同的钢型、采用 制动电机以提高弯曲机的弯曲精度。大大的简化了电器控制系统，方便操作。 1.2弯管机的基本原理与选择 弯管机的弯曲原理,在普通情况下有以情二种，即滚弯式与缠绕式。如下图 1- 1、1-2 分别是弯管原理图。 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 4 弯管模 滚弯式 缠绕式 弯管模 夹紧块 导板 图 1-3 图 1-4 二者各有优缺点。 缠绕式主要用于方管的弯曲其结构复杂，而滚弯式主要用于圆管弯曲也可用于 方管弯曲但没有缠绕式好，但结构简单。故本弯管机采用滚弯式。 弯管的步骤大致是： 1.留出第 1 段直线

8、段长度，并夹紧管子。 2.弯曲。 3.松开夹紧块，取出管子，使模具复位。按管形标准样件在检验夹具上检查管 形，并校正。 4.重复第 1 步，直至弯完管子为止。 第二章 弯管机设计 2.1 工件工艺分析 此工作件采用的直径为 30mm 厚为 2mm 是无缝钢管做为弯管件，材料为 10 号 钢，其最小弯曲半径为 60mm。而弯曲件的弯曲半径为 100mm，固其符合加工工艺 性。其工件如 1-3 图。弯管件要求不能有裂纹，不能有过大的外凸。不能有趋纹。 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 5 图 2-1 2.1 计算弯曲力矩 由弯管力矩公式 其中 23 84 33 bs r ttr M 为弹

9、性应力 s r 为管材内径 t 为管材壁厚 为屈服应力 b 为中性层的弯曲半径 =2346 Nm (2-1) 23 8*333*2*264*208*2*26 3*1153 M 2.2 电机选取 由经验选取弯管机的弯管速度为 8r/min 则有 P=M*= =2 KW (2-2) 8*2 2346* 60 由工作功率为 2KW 所以电机功率 P= (2-3) 4 12345 P 工 、分别为带传动、蜗轮传动、联轴器、齿轮、轴承的传动效 1 2 3 4 5 率。取=0.96、=0.9、=0.99、=0.97、=0.98 则 1 2 3 4 5 P=2.5 KW 4 2 0.96*0.9*0.99

10、*0.97*0.98 由于弯管机需要弯多种型式的钢型，固选用较大功率的电机以使弯管机能够适 用更大的弯曲范围，又由于弯曲机需要固有制动功能故选用配有制动功能的电机， 且电机正反的频率过大，所以电机转速不宜过大，现取电机的转速为 960r/min 为宜。 故先用电机的型号为 YEP132S-6，其基本性能如表12.1 表 2.1YEP132-6 的主要性能参数 型号功 率 满载时堵转 转矩 最大 转达 静制动 转达矩 空载制 动时间 噪声 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 6 转 速 电流效 率 功率 因数 矩不小于不大于 YEP132 S-6 3K W 960r/ min 8.8A7

11、7 % 0.672.22.2 294N m 04/s 71/d b 电机的主要安装尺寸如下 A G H F I L E C B 1 4 08 9 3 8 4 7 5 8 0 2 8 0 2 1 6 3 1 5 1 3 2 D 图 2-2 表12.2 电机的安装尺寸 单位（mm） 型号 ABCDEFGHIL YEP-132S-6280140893880315216132210515 2.3 传动比的计算与各传动装置的运动与参数 由电机转速 N1=960r/min ，而弯管机的速度初拟为 N5 =8r/min 所以 总传动比 =N1/N5=120 i总 由皮带轮的传动比为 14 所以取皮带轮的传动

12、比 =2.5，由于单付齿轮的传 1 i 动比为 18 。便拟定取齿轮传动比=3,则蜗轮蜗杆的传动比=16,蜗轮的传动比不 3 i 2 i 大这有利于提高蜗轮的寿命。 为进行传动件的设计计算，要推算出各轴的转速和转矩（或功率）。如将传动 装置各轴由高速至低速依次定为 1 轴、2 轴以及 , 为相邻两轴间的传动比； 1 i 2 i 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 7 ， 为相邻两轴间的传动效率； 01 12 P1，P2 为各轴的输入功率（Kw）； T1,T2 为各由的输入转矩（Nm）； N1,N2 为各轴的转速（r/min）； （1） 各轴转速 电机轴转速 Nm=960 r/min 蜗

13、轮小轴端 N1=384 r/min （2- 0 m N i 960 2.5 4） 蜗轮大轴端 N2=24 r/min 1 1 N i 384 16 小齿轮转速 N3= N2=24 r/min 大齿轮转速 N4=8 r/min 3 2 N i 24 3 工作台转速 N5= N4=8 r/min （2） 各轴的输入功率 电机输出功率 P0=3KW 蜗轮小轴输入功率 P1= P0*=3*=3*0.96=2.88KW （2- 01 1 5） 蜗轮大轴输入功率 P2= P1= P1*=2.88*0.9=2.59KW 12 2 齿轮小轴输入功率 P3= P2*= P2*=2.59*0.99=2.56KW

14、23 3 齿轮大轴输入功率 P4= P3= P3*=2.56*0.972=2.41KW 34 2 4 工作台输入功率 = P4*= P4*=2.41*0.972*0.98=2.22KWP 工45 2 4 5 （3） 各轴输入转矩 电机输出转矩 =9550*=9500*=29.84 Nm （2- 0 T 0 m P N 3 960 6） 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 8 蜗轮小轴输入转矩=* *=29.84*2.5*0.96=71.62 Nm 1 T 0 T 1 i 1 蜗轮大轴输入转矩=*=71.62*16*0.9=1031.27 Nm 2 T 1 T 2 i 2 齿轮小轴输入转

15、矩=*=1031.27*0.99=1020.96 Nm 3 T 2 T 3 齿轮大轴输入转矩=*=1020.96*3*0.972=2881.86 Nm 4 T 3 T 2 4 3 i 工作台输入转矩=*=2881.86*0.972*0.98=2657.31 Nm 5 T 4 T 2 4 5 2.4 皮带轮与皮带的计算与选择 由电机转速与功率，确定了采用普通 A 型皮带作为传动带。 由 A 型带的小带轮最小直径为 70mm，故定小带轮直径为=100mm 1 d 皮带速度验算 =5.03 （2-7） 10 60*1000 d n 3.14*100*960 60*1000 所以 5 0 163.5

16、0 120 带的根数 z= (2-11) 0 L P PPK K 带带 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 9 其中取 =00.97KWP 带 =0.11KWP 带 =0.96K =0.99 L K 可得 z=2.92 3 0.970.11 *0.96*0.99 取 z=3 2.5 蜗轮蜗杆减速箱的计算与选择 因为蜗轮蜗杆的安装为蜗杆在蜗轮的侧面所以选用 CWS 型的蜗轮蜗杆减速器， 又因为 蜗轮大轴输入转矩 =1031.27 Nm 2 T 蜗轮小轴输入功率 P1=2.88 KW 传动比 =16i 所以选用蜗轮蜗杆的型号为1 CWS-125 JB/T 7935 其基本性能如表 2-2

17、表12-2 蜗轮减速器的主要友参数 型号公称传动比转速中心距额定输入功率额定输出转矩 CWS-12516750r/min125mm7.781KW1400 Nm 2.6 联轴器的计算与选择 由于此联轴器承受的力矩相对较大，且顾及性价比轴孔径的配合关系且弹性柱 销齿式联轴器的结构简单，制造容易，不需用专用的加工设备，工作是不需润滑， 维修方便，更换易损件容易迅速，费用低，因此选用弹性柱销齿式联轴器。 由于 =1020.96 Nm 3 T 且蜗轮蜗杆的蜗轮轴径为 55mm 故选用 ZL4 联轴器， 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 10 其型号为 ZL4GB50151985 1 55 11

18、2 5584 YBX J DX 其主要尺寸及参数如表 2-3 表12-3 联轴器的主要参数 未标单位（mm） 型号许用转 矩 Nm 许用转 速 r/min 轴孔直径轴孔长度外径凸圆 厚度 转动惯量 (kgm2) 重量 (Kg) ZL41600400040,45,50,5511284158890.04614.8 2.7 轴承的选择 由于弯管机需要一个平稳的平台且轴承同时受有径向力和轴向力的作用，故不 能选用深沟滚子轴承。且轴承受力不大，转速也较低，故可选用圆锥滚子轴承，且 可选取外径较小的以使空间更紧凑和降低成本。选用 32912 和 32918 二种圆锥轴承。 其主要参数及基本尺寸如表 2-4

19、 表12-4 轴承的主要参数 未注单位（mm） 型号小径外径厚度内圈厚度外圈厚度额定载荷极限转速重量 32912608517161434.5KN4000r/min0.24kg 329189012523221977.8KN3200r/min0.79kg 2.8 轴的初步计算与设计及校核 初步计算轴径 选取轴的材料为 45 钢，调质处理。 (2-12) 3 * P dA n P 为轴所传递的功率，KW 为轴的转速，r/minn A 由轴的许用切应力所确定的系数，其值可取 A=103126 现在取 A=115 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 11 则 =54.54 mm 3 4 2.56

20、 115* 24 d 取 =55mm 4 d 则 =77.09mm 3 5 2.41 115* 8 d 取 =85 mm 5 d 小齿轮轴的装配方案如图 2-3 图 2-3 为了满足半联轴器的轴向定位要求，故在轴与联轴器相接间需制出一个轴肩， 由于半联轴器的连接长度为 L=84mm 又因轴段长度比 L 要短些故取 L1 为 82mm，且轴 径与半联轴器直径一样取 d1=55mm。轴肩后却是齿轮段，于是轴承的关系故取 d2 为 60mm，取轴承端盖的总厚度为 42mm（由箱体及轴承端盖的结构设计而定） 。根据轴 承端盖的装拆及便于对轴承添加润滑脂的要求，取端盖的外端面与半联轴器左端面 间的距离

21、L2=10mm，由于轴承是由轴承座支撑住的，故取轴承座的高厚为 25mm，取 齿轮与轴承座之间的距离为 15mm 由于齿轮的宽度为 175mm，齿轮左端需制出一个轴 肩，由齿轮与轴承座之间的距离为 15mm 且轴承座与轴承之间的距离相差为 8mm，则 此轴肩的长度为 23mm，又因为轴承的厚度为 17mm 则轴肩之至左端要比轴承的厚度 要长一点，取 18mm，其直径为 60mm。 至此，已初步确定了轴的各段直径和长度。 齿轮、半联轴器与轴的周向定位均采用平键联接。查得键的截面为 b*h=18*11 键槽用键槽刀加工，长为 160mm，同时为了保证齿轮与轴配合有良好的对中性，故 选择齿轮轮毂与轴

22、的配合为 H7/n6；同样，半联轴器与轴的联接，选用平键为 16mm*10mm*70mm，半联轴器的配合为 H7/k6。滚动轴承与轴的周向定位是借过渡配 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 12 合来保证的，此处选轴的直径尺寸公差为 n6。取轴端倒角为 2*450。 轴上载荷的计算与轴的校核 3 1020.96TNm =4861 N (2-13) 3 5 2 t T F d 3 2*1020.96*10 420 =1794 N (2-14) 0 0 tantan20 4861* coscos9.7 n rt FF =830.9 N (2-15) 0 *tan4861*tan9.7 at

23、 FF 由轴的结构尺寸及安装条件可知，作为得支梁的轴的支承跨距 a=221 mm，从轴 的结构图以及弯矩各扭矩图中可以看出截面 C 是危险截面。现将计算出的截面 C 处 的、的值如表 2-5 H M V MM 表 2-5 载荷水平面 H垂直面 V 支反力 F =2430.5N =2430.5N 1NH F 2NH F=1005.7N =794 N 1NV F 2NV F 弯矩 M =268570 N/mm H M=111129 N/mm =87734N/mm 1V M 2V M 总弯矩 =290653 N/mm =282536 N/mm 1 M 2 M 扭矩 T =1 020 960N/mm

24、3 T 轴的弯矩图 2-4 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 13 图 2-4 进行校核时，通常只校核轴上承受最大弯矩和扭矩的截面（即危险截面 C）的 强度。则由 =31.39Mpa (2-16) 2 2 13 ca MT W 2 2 3 2906530.6*1020960 0.1*60 前已选定轴的材料为 45 钢，调质处理，可得=60Mpa 因此，故 1 ca 1 安全 故小轴的结构尺寸如 2-5 图 2-5 由于大轴的结构设计与计算大部分与小轴类同。故在此，类同的省略，且经验 算此轴也为安全轴。 不同的时，前不是与半联轴器相连，而是工作台即弯曲模。由于转矩较大且要 哈尔滨工业大

25、学成人教育本科毕业设计（论文） 14 求工作台要较为平稳及误差小，由此轴与弯曲模的连接采用矩形花键连接。 由静联接有 ，对矩形花键进行验算。 (2-17) 3 2 *10 p m T p zhld 式中 载荷分配不均系数，与齿数多少有关，一般取=0.70.8，现取=0.8 花键的齿数 =8z 花键齿侧面工作高度= =3mm (2-18)h 2 Dd6862 2 h 齿的工作长度 ， =80mml 花键平均直径 = = =60mm (2-19) m d 2 Dd m d 6862 2 故有 =56.77Mpa=100140Mpa (2-20) p 3 2*2657*10 0.75*8*3*80*

26、65 p 故此矩形花键安全 另外，为了紧固弯曲模在轴上，从而在轴端钻了螺纹孔，其规格为 M12-深 30mm，轴的主要尺寸及其结构如下图 2-6 图 2-6 2.9 齿轮的计算与设计 由于齿轮传动只有一对，为利于机器的平稳，寿命及制造方便，故选用直齿齿 轮传动。此机器为一般工作机器，速度不高故选用 7 级精度采用锻造制造。材料选 择小齿轮材料为 40Cr（调质） ，硬度为 280HBS，大齿轮材料为 45 钢（调质）硬度为 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 15 240HBS，二者材料硬度差为 40HBS 按齿面接角强度设计 (2-21) 2 1 3 1 1 2.32* tE t d

27、H K TZi d i 式中 取载荷系数 =1.3 t K 取小齿轮传递的传矩 =1020.96 Nm 1 T 取齿宽系数 =1 d 查得材料的弹性影响系数 =189.8MPa E Z 1/2 MPa 大齿轮的接触疲劳强度极限=550Mpa； 小齿轮的接触疲劳强度极限 2 =600Mpa 1 各取值代入公式 则得 13.9 mm 1t d 由于小齿轮直径为 55mm 而为了达到2* 1t d 1 d 故取 =140mm 1t d 所以齿轮中心矩 =280 mm (2-22) 1 1 2 t d ai 140 1 3 2 初步定 =280a 一般=1730，=初选 =23，=，则=69 1 z

28、0 8 0 15 1 z 0 10 2 zi 1 z 则 m= =5.99 (2-23) 12 2 cosa zz 0 2*280cos 10 2369 取 m=6 则 =91.9 (2-24) 12 zz 2 cosa m 0 2*280cos 10 6 取 =92 12 zz 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 16 则按=可得 =23 , =69 2 zi 1 z 1 z 2 z 则 = (2-25) 121 cos 2 m zz a 0 9.70 则小齿轮 =140.00 mm 1t d 1 cos mz 大齿轮 =420.00 mm 2t d 2 cos mz 则齿厚 =1.

29、2*140=168 mm 1dt bd 取大齿轮厚 =170mm 2 b 则小齿轮厚取 =175mm 1 b 验算齿轮,由 =*103=14571 N (2-26) t F 3 1 2 t T d 2*1020.96 140 =83.26N/mm100N/mm 合适 (2-27) 2 At K F b 大、小齿轮的结构及尺寸如图 2-7，2-8 图 2-7 大齿轮 图 2-8 小齿轮 2.10 大小齿轴前后端盖及轴承座的结构设计 考虑到综合性能故都采用 45 号钢，由于轴主要是由钢板支撑，但由于钢板不能 选用太厚，而轴承的厚度又是过厚故采用加入轴承座用螺钉紧固于钢板从而来支持 轴承，从而支持轴

30、，这样较于用轴承套焊接于钢板上或是用超厚钢板来支持轴与轴 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 17 承大大的降低了成本，同时也便于安装和维修。由于受力不大所以采用四根 M10 的 内六角螺钉来紧固轴的前后端盖及轴承承座，已经足够支撑。它的的结构及尺寸图 2-9，2-10，2-11，2-12，2-13，2-14 图 2-9 大轴前端盖 图 2-10 大轴后端盖 图 2-11 大轴承座 图 2-12 小轴承座 图 2-13 小轴后端盖 图 2-14 小轴前端盖 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 18 2.11 轴套的结构设计 由于轴套的厚度 s 在 0.5d2.0d 之间 小轴轴

31、径为 60mm 故取小轴的轴套厚度为 6mm 大轴轴径为 90mm 故取大轴的轴套厚度为 8mm 轴套的材料为 45 钢，为能与轴与轴承之间的更好，更耐久的配合，故把轴套进行调 质处理，轴套的结构其尺寸如图 2-15，2-16 图 2-15 大轴轴套 图 2-16 小轴轴套 2.12 盖板的结构设计及计算 由于在盖板上需装好多零件，如行程开关，挡料架，大小齿轮轴的端盖以及用于安 装定位的孔。故盖板采用厚度为 20mm 是 45 钢。此盖板的长与度主要是由电与蜗轮 蜗杆所占的空间位置所取定的，由于 电机与蜗轮蜗杆的中心距 a=519.6mm 大飞轮的分度圆直径为 d2=250mm 小机的安装地脚

32、宽为 L1=280mm 取壁至电机脚的空间长度 L0=90mm 取壁到大飞轮的空间长度 L2=110mm 壁厚取 b1=10mm 又因盖板要比壁凸出以便于与壁配合 b0=10mm 故盖板长度 L=2* b0 +2*b1+ +L2 +L0 + L1/2 +d2/2+ a=1024.6mm 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 19 取 L=1025mm 盖板的宽厚主要跟大齿轮的位置及电机各自的相互空间位置有关 取齿轮端到壁的距离 B1=100mm 齿轮另一端到壁的距离 B2=160 同大齿轮的 d5=420mm 则 B=B1+B2+d5=100+160+420=680mm 则得盖板尺寸车

33、B*L*h=680*1025*20(mm) 结合其它结构需要，故其结构及尺寸如图 2-16 图 2-16 2.13 机身的结构设计与计算 由于机身支撑了整套机器的零件，故机身采用厚钢板及钢管焊接而成，由于机 器重且机器性能要求平稳，故用地脚螺钉来紧固机器以减少机器的振动， 脚板采用 45 钢厚 10mm，尺寸为 B*L*h=80*120*10（mm）用四个脚来支撑机器。 支撑钢管采用 20 号方管钢。型号为 60*60*4 地脚高度取 h1=80mm 采用 45 号厚为 20mm 的钢板来作为底板支撑电机与蜗轮蜗杆减速箱。考虑中板 与与底板是距离过及支撑齿轮的问题，故在两侧多加二个钢板以增加机

34、身的强度。 侧板的尺寸 B*L*h= 487*540*20(mm)，且在二侧有碟结配合后用溥铁板把前后面给 围住。 盖板与中板之间是齿轮的箱体机构，四边都采用 45 号钢，厚度为 20mm 的钢板 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 20 与 20 号钢方管焊接而成，为让机身与盖板容易装拆，以便齿轮箱内各零件容易装拆 与维修，故采用盖板与机身用螺钉连接。采用四个螺钉连接。在方管上焊接一块 45 号钢厚为 20mm 的小钢板，尺寸 B*L*h=80*80*20(mm) 机身的基本尺寸及其结构如图 2-17 图 2-17 2.14 弯管机的主要参数 电 源：380V-50Hz 三相交流电

35、电机功率：3KW 外形尺寸：B*L*H=680*1025*1038 最大弯曲力矩：2657N*m 弯曲半径范围：R80R300 最大弯曲角度：2000 弯曲速度：8r/min 整机重量：大约 M=300kg 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 21 第三章 挡料架的结构设计 3.1 挡料架的结构设计 挡料架在弯管机上的作用主要是用来挡弯曲钢管时的反力，同时也具有定位的 作用。 有如同夹具一般。 由于本弯管机是采用滚弯式的弯管原理，故钢管与挡料轮的接触面较不大，故 挡料轮的硬度不能比钢管的硬，故采用黄铜作为挡料轮的材料。 挡料轮的结构主要由挡料轮、挡料轴、挡料轮架、轴承、键、轴盖、挡料座

36、、 螺纹杆、手轮等一些组成。 结构设计上，由于弯管时不同型号的弯曲半径相差可能会很大，但由于 单纯在 挡料轮架的调整来调整弯曲半径远远不足，故采用挡料架具有不同的定位安装位置， 以增加挡料架与弯曲模的调整范围。设计了在挡料架上的调范围为 50mm 而在位置调 整的范围可达 100mm。故总调整范围有 150mm。 锁紧螺纹采用自锁螺纹，用手轮锁紧。滚轮主要由轴支持再结合二个滚子轴承 而装于挡料轮架上，这样滚轮滚动时的滚动摩擦小有利于提高弯管的合格率。 采用普通黄铜 H62 材料作为其直径 D=100mm 高度 H=60mm 挡料轴采用 45 号钢轴径 D1=20mm 挡料轮架采用 45 号钢尺

37、寸为 B*L*h=80*84*100(mm) 轴承采用深沟滚子轴承 B*D*d=7*32*20 键采用 45 号钢其尺寸为 B*L*h=4*6*40（mm） 挡料座采用 45 号钢其尺寸为 B*L*h=100*190*95(mm) 螺纹杆采用 45 号钢其尺寸为 d*L=16*145(mm) 手轮采 d*D=12*100(mm) 轴盖采用 45 号钢其尺寸为 D*H=56*20（mm） 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 22 挡料架的主要尺寸及结构如图 3-1 图 3-1 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 23 第四章 用电器选择与电路 4.1 各用电器的选择与电路设计 由

38、于此弯管机采用的是半自动的形式，故采用二个行程开关和二个交流接触电 器等组成其电路。由于电机的功率为 3KW 且电压为 380Vh 频率为 50Hz 的交流电。 故选用行程开关的型号1LX19-131(B)， 接触器型选用1CJ-16，2 常闭 2 常开，其工作功率为 4KW。 按钮使用普通型平钮二个，型号1为 LA101P-P。 电源开关选用 LW8 万能转换开关型号1为 AC21，其工作功率为 3.8KW。 短路保护熔断器选用1RL6-25 其额定功率为 4KW。 过载保护采用1JRS1-25/F 系列热继电器 JRS1-25/F 其控制功率为 380*3=1124W,因 为有二根线所以总

39、功率为 1124*3=3372W 故合适。 电源线采用1BV4（B）即常用铜芯聚氯乙烯绝缘电线 4 平方毫米的铜线线芯结 构为 7*0.85。其额定电压为 600V 其电路设计如下 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 24 S B 1 S B 2 L1 L3 L2 Q S 50H z380V Q F FU 1 FU 2 K M 1 K M 2 K M 2K M 1 X 1X 2 K M 2 K M 2K M 1 K M 1 M 图 4-1 其工作过程，电源线接上，把电源开上，此时电机是不通电的。挡按下 SB1 时 KM1 接触器通电，此时常开天关二个 KM1 闭合通电，而另一个 KM1

40、 常闭开关则 打开断电，且此时电机正转，进行弯曲工作，当弯曲到定角度时（此角度由弯曲角 度的大小而调整）碰到了行程开关 X1 则接触器 KM1 断电则常开天关二个 KM1 打 开即电机断电，由于电机是旁磁制动电机故电机很快停止运转，常闭开关闭合。此 时弯曲过程已经完成，之后按下 SB2 则二个常开开关 KM2 闭合通电，而另一个 KM2 常闭开关打开断电，此时电机反转，当转回初始位置时由于碰到了行程开关 X2 则接触器 KM2 断电，则二个常开天关 KM2 打开断电，而另一个常闭开关闭合 通电，电机停止。 当再次按下 SB1 时，则得反复工作。 其中电路中设有过载保护、短路保护。 当在工作中时

41、，电路中具有自锁功能，因而不用怕操作者不小心按错键而出事 故。但当工作中出现意外时，只要转动电源开关，把电源开关断开即可使电机停转， 之后处理意外后转动电源开关使电源通电便可继续进行正转或反转进行工作。 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 25 设计总结设计总结 近三个月的毕业设计终于结束了，通过这些天的设计学习，自己的专业知识和 独立思考问题的能力有了很大的提高，对我走向社会从事专业工作有着深远的影响。 现在就谈谈对本次毕业设计过程中的认识和体会。 首先，我学会了查阅资料和独立思考。我的课题是自动弯管机装置及其电器设计。 当开始拿到毕业设计题目时，心里面是一片迷茫，不知从何入手，甚至

42、连弯管机是 什么样的都不知道，幸好在刘老师与招老师的指导下及时理清了头绪，避免了走很 多的弯路。认真翻阅相关资料如机械设计手册 ，自动弯管机的设计与钢筋弯曲机 的改进论文与书籍等，我开始了自己的设计思想，确定了自己的设计方案。我的课 题除了弯管机的结构的设计之外，还有其控制电路设计。 由于，弯管机的结构较复杂且零件较多但由于论文上已有一定的结构模型，故我凭 着模型以及各位好师对我的讲解，我慢慢的认清了弯管机的全部结构，故我对我自 己的一些想法与应用思想都设计到弯管机中去，把原有的模型做适当的改进。使结 构更合乎生产安装以及多样化使用的要求。每一个设计都是一个创新、完善的过程。 在设计过程中运用

43、所掌握的知识，发挥自己的想象力，完美原有的结构。这个过程 也是一个学习的过程。 其次，认识到实践的重要性。这次设计我做了很多重复工作、无用功，但是这些重 复工作和无用功积累了设计经验。同时也认识到设计不能只在脑子里想其结构、原 理，必须进行实际操作。另外，也应从多个角度来思考问题的所在，尝试其它的方 法，以求找到最佳方法，因为即使想的很完美，但到实际的设计时会遇到很多想不 到的实际问题。 在设计的过程中，也出现了一些客观不足的问题，就是弯管机的、以及各种标 准件如蜗轮减速器，接触器，等没有新眼见过不知道其具体大小与工作情况，只能 凭着手册的说明而想像，弯管力矩的计算方法也没有一条统一的式的，只

44、能凭着经 验式子来进行计算，其次由于条件不足缺乏实验性，等等多种原因使我的设计是没 有完全的根据实际的情况来作合适、客观地修改，而做出来的，难免有些缺点和不 足，由于诸多原因，本次设计存在一些不足和有待改善的地方，希望老师能够提出 宝贵修改意见。 最后，衷心感谢刘杰华老师，招惠玲老师和陈敏华老师对我的悉心指导，使我 在大学里最后一段时间里学习到了很多有用的东西。 鸣鸣 谢谢 衷心感谢董長雙老师对我的悉心指导 哈尔滨工业大学成人教育本科毕业设计（论文） 26 参考文献参考文献 1徐灏，机械设计手册.第二版.北京：机械工业出版社，2001，9 2 濮良贵、纪名刚，机械设计. 第七版.北京：高等教育

45、出版社，2001，6 3 罗圣国、李平林、张立乃，机械设计课程设计指导书. 第二版.北京：高等 教育出版社，2001，4 4王光铨，机床电力拖动与控制.北京：机械工业出版社，2001，7 5曾纪进，自动弯管机与钢筋管曲机的改进.广州：轻工机械， 1998 6 蔡春源.机械零件设计手册M（上册）.北京：冶金出版社.1996，45104 7 蔡春源.机械零件设计手册M（下册）.北京：冶金出版社.1996，506702 8 名钢.机械设计M.北京:高等教育出版社.2001,100374 9 宋丹. C6132 普通车床的数控化改造J.机电一体化,2003,(4):102105 10 张新义.经济型数控机床M.北京:机械工业出版社.1993,102158 11 吴祖育.数控机床M.上海:上海科学技术出版社.1989,7896 12 王爱玲.现代数控机床使用操作技术M.北京:国防工业出版社. 2002,146254 13 李忠文.实用机电控制电路M.北京:化学工业出版社.2003,132176 14 承恩.现代数控机床M.(上册). 北京:机械工业出版社.1991,3788 15 孙恒.机械原理M (第五版).北京:高等教育出版社.1996,102332 16 谭家玉,郑大宇.单片机原理及接口技术M.哈尔滨:.哈尔滨工业大学出版社. 2003, 23105