自动送料弯管机的设计

自动送料弯管机的设计

摘要：弯管机在各种领域中都有着举足轻重的地位，顾名思义弯管机就是一种能够弯曲各种材料的一种器材。这些材料有很多种，比如钢管、导管、铜管等等。因为每种行业对弯管材料的工艺或者需求不一样，那么弯管机的种类也有很大的不同。但它们大都具有功能多、结构合理、操作简单等优点。因此弯管机能力的好坏也标志着一个国家的制造水平以及技术能力。

随着当前科学技术不断地发展，在工业机械制造业中自动送料弯管机的类型或结构可谓是多种多样，市面上的自动送料弯管机有液压式的，有数控的，也有机械传动的。总之现在的自动送料弯管机大多数的价格比较昂贵，而占地面积也是有大有小，占地面积大的功能特性比较突出，而占地面积较小的其功能一般但操作简单，使用比较方便，而且有的可以拆卸。这样就可以便于拆装运输方便。总而言之不同种的自动送料弯管机因为其制造工艺或加工工艺不同所以制造出来的自动送料弯管机功能特性也就不一样了。而这些自动送料弯管机它们各自的技术领域不一样，那么它们各自的优缺点也就不尽相同了。当然其具体的工艺不同，那么自动送料弯管机也会有不同的差异。

关键字：自动送料弯管机；机构；弯曲；

一、绪论 3

1.1引言 3

1.2弯管机的概述及研究目的 4

1.3弯管机的选择与基本原理 7

二、弯管机的工艺设计 9

2.1 工件工艺分析 9

2.2弯管件的弯曲弯矩计算 9

2.3 弯管机的电机选取 9

2.4 计算各装置的传动比以及各传动装置的运动与参数 10

2.5 皮带轮与皮带的计算与选择 13

2.6 蜗轮蜗杆减速箱的计算与选择 14

2.7 联轴器的计算与选择 14

2.8 轴承的选择 15

2.9 轴的初步计算与设计及校核 16

2.10 齿轮的计算与设计 20

2.11大小齿轴前后端盖及轴承座的结构设计 22

2.12 轴套的结构设计 25

2.13 盖板的结构设计及计算 26

2.14机身的结构设计与计算 27

2.15弯管机的主要参数 28

三、挡料架的结构设计 29

3.1 挡料架的结构设计 29

四、用电器选择与电路 31

4.1 各用电器的选择与电路设计 31

五、总结 33

一、绪论

1.1引言

由于社会不断的极速发展，不管在哪种行业人们对于高质量的事物都会有所追求，而今工业发达，市面上无论是在建筑或者是在生活中都离不开钢管，比如机器设备、健身器材、各种机器设备如汽车、飞机等。在生活中如各种家具以及厨房中的各种电器都离不开各种钢管或者导管，而一个质量较好的钢管或者是导管都会提高装配它的机器的寿命以及它的工作能力。所以各行各业对弯曲的钢管或者是导管需求也在持续的增长着。而对这些钢管以及导管弯曲成形的精度也渐渐地也越来越苛刻。故人们对钢管或者是导管的弯曲加工工艺及所需要的弯曲设备进行着不断地研究和改进以能满足各行各业对这种弯曲钢管或者导管的需求。不过我国的许多弯管设备以及加工工艺等技术都和当今世界的先进水平相差太多，远远不能满足我国的质量标准以及需求。在如此迫切的要求下人们不得不选用国外质量比较好而且功能特性优良的弯管机。虽然如此但选用国外的弯管机从一定程度降低了弯管机的性价比，这样虽然拥有了技术优良有的弯管机，但也在无形中额外的花费了一笔钱财，因此国内拥有一种技术优良的弯管机迫在眉睫。

如今国内有着许多各种各样的自动送料弯管机，其中液压式的比较普遍。液压弯管机在传递效率上独树一帜，这也就使该弯管机在生产弯管的效率上比较有优点，在这一点上也备受人们的亲睐。正因为这样该弯管机在控制速率以及弯曲精度上也有一定的要求。虽然液压弯管机优点很多，但在长期使用中不免有着一些不足之处，比如机器损耗大，使用寿命减短等。而且此设备占地面积比较大。

为了能更好的设计出一种自动送料弯管机，首先要保证该弯管机的生产效率要好，而且该弯管机所弯曲的要适应一些材料，比如钢管、导管铜管等等。其次就是该弯管机在弯曲钢管或者是铜管是要保证所生产的产品精度要符合标准。另外在市场中在科学技术急速发展的今天有很多种类型的弯管机，因为所生产的产品在不同领域中的用处不同，那么弯管机加工工艺类型或者是技术领域也就不同，比如液压弯管机、数控弯管机等等。目前为止自动送料弯管机的用途在每方面都能够运用的到，那么就要使弯管机的结构要比较简洁，生产效率要强而且通用性越大越好，轻巧简便从而使移动起来比较方便。如今弯管机从曾经人们用手动来操控弯管机生产产品到半自动弯管机生产产品再到自动的弯管机生产产品最后演化到人们用数控弯管机输入一条指令就可以让该弯管机生产产品，而且经过循环指令可以让机器可以不间断的生产出人们所需要的产品，再这一方面可以说是为人类带来了极大的便利。弯管机的装置有电机、弯管机整体的结构机架、阻挡材料的机构以及各种电气设备控制设备等构成。这些部分为弯管机提供充足的动力以及控制对钢管或者是铜管的弯曲，从而使弯管机行使其不同的功能等。

如今微型计算机以及单片机和PLC等技术不断地成熟及运用下，弯管机的各种性能可以说是大幅提升，控制方式更加的精确，这样也是弯管机的弯管精度大大提升。在这种情况下这些优良的弯管机将会取代那些技术落后的弯管机。

1.2弯管机的概述及研究目的

弯管机，顾名思义，就是用来弯曲各种管子的一种机器，通过自动送料弯管机可以弯曲出很多类型的管子，这些弯曲的管子因为用途不一样，那么其形状也就不一样，比如有M型、U型、Z型等等。以前人们用到的弯曲的管子是由那些经验丰富的操作者凭借着自己的经验以及技术熟练度来完成产品的。虽然如此产品质量也有很多不尽如意的地方，常常会出现一些异常的情况，比如当钢管或者是导管的内径比较大时弯管的难度会更加大，不仅要有较多的校正量，而且还要保证该管子的质量以及弯曲精度。所以往往会耗费大量的时间经过繁杂的程序来对管子进行各种加工。除此之外还有就是在弯管处还会伴随有外凸现象以及出现裂纹现象。管子内还会有填充物不干净的问题。不过经过长时间的发展弯管机从早期传统工艺的手动弯管转变到比较成熟的弯管机技术，此时的弯管机不仅成本较低、生产效率高而且还能保证产品的生产质量。弯管机对管子的弯曲精度也大大的提升。

弯管机现在各种领域都有所涉猎，只要运用到各种钢管或者是导管以及铜管的地方就会运用到弯管机。比如铁路中的铁轨并不是完全竖直的，很多地方为弯曲的铁轨。此时就会运用到弯管机来为铁轨进行弯曲。还有诸如在建筑方面弯管机发挥的作用也是很大的，因为在建筑方面会用到各种各样弯曲的钢管等。还有就是在健身器材方面，健身器材里有着很多需要自动送料弯管机弯曲的零件。而弯曲的精度很严格，所以弯管时弯管的精度大小也从侧面反映出一个弯管机的性能是否优良。除此这几方面弯管机的用途还有很多比如家用电器、汽车某些零件、飞机零部件、各种机床、信号塔等等。只要用到需要弯曲的钢管或者是导管以及铜管等材料就会用到自动送料弯管机。

现如今弯管机的种类非常多，不过市场上的大多以数控弯管机以及液压弯管机两类。当然还有多功能滚动式弯管机等，不过较前面两个用的较少。而本课题设计的自动送料弯管机占地面积少，轻巧简便，便于运输而且使用方便。

为了能更好的设计出自动送料弯管机首先应该弯管机在弯曲各种材料时应注意的一些地方。为了能使自动送料弯管机的通用性较强一点，那么它要可以弯曲各种材料，当自动送料弯管机来弯曲一些材料较软、硬度较小的管子时，应该在夹紧的部分加上穿心轴，这样可防止自动送料弯管机在弯曲管子时会出现变形等一些状况。还有就是在设计自动送料弯管机时夹紧的部分不应过短，这样也会使管子发生变形等状况。当一段被加工的钢管或者是导管到达指定位置时使夹紧部分要以适当的夹紧力来夹紧，在夹紧后管子需要弯曲的部分开始工作，并以一定速度和力矩将管子折弯成所需要的弯度，加工完成后弯曲部分回到原始位置，夹紧装置在自动送料弯管机加工完成后松开，此时完成了一次折弯。这就是自动送料弯管机的一个工作流程。

在古代的时候人们便认识到青铜的重要性，从而人们开始不断摸索冶炼青铜器的技术，在这之前人们还是运用各种石器来当做人们的生活工具或者是武器。但石器里面的成分太多，元素比较繁多。直到人们发现青铜器其结构稳定，较石器稳定的多。直到春秋战国时期铁器、青铜器等技术已经比较成熟，所以铁器以及青铜器的才被普遍使用，从而古代机械在材料方面有着很大的突破，另外此时人们对机械加工技术以及对各种材料的运用都有着重大的突破，这也标志着我国的传统机械发展到了一个新的高度。

从近现代开始因为两次的工业革命使人们从蛮夷慢慢的走向文明，此时人们对于各个行业的技术都极为重视。而弯管机技术是从近现代的开始的。美国在上世纪中旬发明了立式液压弯管机，从而开创了弯管机技术的先河，而苏联的弯管机技术也是在这个时期研制出来的，其类型与美国的机器相仿，因为当时该弯管机占地面积过大，从而导致了在运输这一方面有着很大的困难，其次就是因为该机型的体积过于庞大这也导致了要放置该弯管机也很困难。我国的弯管机技术起步较晚在技术性能以及功能特性上还不能和世界上发达的国家如美国、欧洲等国相比。而且制造出性能优良质量较好的弯管机且拥有顶级水平的不过近十家企业。而且这些企业所生产的弯管机类型结构大致可以分为两种：气动式、液压式。因为气动式弯管机输管速度快，弯管机体积适中，而且该形式的弯管机生产效率比较快。但是使用该类型的弯管机必须要额外的配置一个空气压缩机。因为气动式弯管机是需要气来提供充足的动力，而空气压缩机输气的稳定性也决定着弯管机是否能生产出优良的产品，空气压缩机如果不稳定也会影响弯管机弯管精度，所以难以控制。而液压式的弯管机是借助于整机液压站，结构紧凑，不会发生弯管机在弯管时出错，平衡性较高，能对各种材料弯管时保证其精度，不过此种类型的弯管机价格比较昂贵。

在国内传统的弯管工艺中由于对管子的弯曲精度以及角度不能直接测量或者是很难测量，这是就需要操作者凭借自身的操作经验以及技术熟练度来完成该产品的一系列工序。因此在产品完成以前大多需要操作者手动校正。就算如此也难免出现产品发生外凸、反复、串弯、裂纹等现象。这样不仅生产产品的效率低，而且会花费大量的时间。而且弯管产品的标准件必须妥善保管。因此研制出弯管机设备和相关的加工工艺已经成为每个国家的重要课题。现如今我国的弯管机虽然能够基本满足各个领域的工业需求，但与国际的弯管机的先进技术还有不小的差距。我国可以算说是机床的生产国、进口国、消费国。弯管技术也从曾经的早期传统弯管工艺逐渐演化到如今因为工业需求不一样而生产出不同的弯管机。而未来的弯管机性能和加工工艺也会更加的智能化以及标准化。也许PLC或者是单片机的蓬勃发展也会对弯管机的发展也有着一定的推动作用。

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]. 刘江南郭克希, 机械设计基础. 湖南大学出版社,2005

[7]. 梁景凯, 机电一体化技术与系统. 机械工业出版社,1999

[8]. 成大先. 机械设计图册(第5卷)[M].北京：化学工业出版社，2000

[9]. 东北工学院. 机械零件零件设计手册[M].北京: 冶金工业出版社,1979

[10]. 李维荣.标准紧固件实用手册[M].北京：中国标准出版社，2001

[11]. 刘鸿文. 材料力学[M].北京：高等教育出版社，1992.9