三辊卷板机设计方案

三辊卷板机设计方案
三辊卷板机设计方案
摘要
卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。

该产品广泛用于锅炉、造船、石油、化工、木工、金属结构及其它机械制造行业。

本文设计的是三辊卷板机。

通过对几种运动方案的分析比较，最终决定采用设计加工尺寸为12?2000的对称式三辊卷板机。

该设备主要由辊子、机身、动力传递部件和电机等组成。

通过已知设计参数确定了辊子的直径和长度，然后确定上辊和下辊的传动方案。

为了保证下面两辊的同步运动，采用减速器输出轴安装齿轮与下辊的齿轮成角度啮合，上辊采用蜗轮蜗杆保证两端的上下运动。

然后对辊子、齿轮、轴、键等关键零件进行了强度校核，最后进行了机架的设计。

通过本次设计，对三棍卷板机的组成原理及结构有了深刻的认识，设计结果与实际相符，满足使用要求。

关键词：卷板机；减速器；压下系统；蜗轮蜗杆
目录
1 绪
论 ......................................................
(1)
1.1 概
述 ...................................................... ......................................................... ............ 1 1.2卷板机的原
理 ...................................................... (3)
1.2.1 卷板机的运动形
式 ...................................................... .................................. 3 1.2.2弯曲成型的加工方
式 ...................................................... ............................... 4 1.3 卷板机的发展趋
势 ...................................................... .. (7)
2 总体设计方案的确
定 ...................................................... . (9)
2.1 方案的论
证 ......................................................
9
2.1.1方案1 双辊卷板
机 ...................................................... ................................ 9 2.1.2方案2 三辊卷板机 ...................................................... .............................. 10 2.1.3 方案3 四辊卷板机 ...................................................... .............................. 11 2.2 方案的确
定 ...................................................... .......................................................
12 2.3本章小
结 ...................................................... ......................................................... (12)
3 传动系统设
计 ...................................................... .. (13)
3.1 传动方案的分析及确
定 ...................................................... .. (13)
3.1.1 齿轮传
动 ...................................................... ................................................ 13 3.1.2带传
动 ...................................................... .. (14)
3.2 传动系统的确
定 ...................................................... .. (15)
3.2.1 主传动系统的确
定 ...................................................... ................................ 15 3.2.2副传动系统的确定 ...................................................... ................................. 15 3.3 本章小
结 ...................................................... ......................................................... .. 16
4 下辊驱动系统的设
计 ...................................................... .. (17)
4.1上下辊的参数选择计
算 ......................................................
.................................... 17 4.2 主电机的功率确
定 ...................................................... . (18)
4.2.1受力分
析 ...................................................... . (18)
4.2.2主电机功率的确
定 ...................................................... ................................. 20 4.3本章小
结 ...................................................... ......................................................... (21)
5 减速器的设计计
算 ...................................................... (22)
5.1 传动方案的分析和确
定 ...................................................... ................................... 22 5.2 减速器传动装置总的传动比和各级传动比的分
配 (22)
5.2.1 总的传动
比 ...................................................... ............................................ 22 5.2.2 传动比的分
配 ...................................................... ........................................ 22 5.3传动装置各轴的参数计
算 ...................................................... .. (23)
5.3.1 各轴转
速 ...................................................... ................................................ 23 5.3.2 各轴功
率 ...................................................... ................................................ 23 5.3.3 各轴转
矩 ...................................................... (24)
5.4齿轮传动设计与校
核 ...................................................... . (24)
5.4.1高速级齿轮设
计 ...................................................... ..................................... 24 5.4.2中速级齿轮设
计 ...................................................... ..................................... 28 5.4.3低速级齿轮设
计 ...................................................... ..................................... 32 5.5轴的设计与校核 ...................................................... (36)
5.5.1轴3的设
计 ...................................................... ............................................. 36 5.5.2轴4的设
计 ...................................................... ............................................. 37 5.5.3轴2的设
计 ...................................................... ............................................. 38 5.5.4轴1的设
计 ......................................................
............................................. 39 5.5.5 轴的校
核 ...................................................... ................................................ 40 5.6轴承的选择与校
核 ...................................................... .. (46)
5.6.1轴承的选
择 ...................................................... ............................................. 46 5.6.2轴承的校
核 ...................................................... ............................................. 46 5.7各轴上键的选择与校
核 ...................................................... (48)
5.7.1键的选
择 ...................................................... . (48)
5.7.2键的校
核 ...................................................... ................................................. 48 5.8
本章小
结 ...................................................... ......................................................... (49)
6 压下系统的设
计 ...................................................... . (50)
6.1电机选
择 ...................................................... ......................................................... (50)
6.1.1驱动功率计
算 ...................................................... ......................................... 50 6.1.2电动机选
型 ...................................................... ............................................. 50 6.2螺旋副设计与校
核 ...................................................... ............................................ 51 6.3蜗轮蜗杆设计与校
核 ...................................................... . (52)
6.3.1参数计
算 ...................................................... . (52)
6.3.2蜗杆机构设计及校
核 ...................................................... ............................. 53 6.4上、下辊的设计与校
核 ...................................................... (56)
6.4.1上、下辊的结构设
计 ...................................................... ............................. 56 6.4.2上下辊结构优化设
计 ...................................................... ............................. 56 6.4.3上、下辊校
核 ...................................................... ......................................... 58 6.5本章小
结 ...................................................... ......................................................... (60)
7机架的设
计 ...................................................... . (61)
7.1全焊钢结构的优
点 ...................................................... ............................................ 61 7.2机架参数的确
定 ...................................................... ................................................ 61 7.3机架的焊接工
艺 ...................................................... ................................................ 61 7.4本章小
结 ...................................................... ......................................................... (62)
8结
论 ...................................................... ......................................................... .... 63 参考文
献 ...................................................... ........................................................
64 英文原
文 ...................................................... ........................................................
65 中文译
文 ...................................................... ........................................................
72
1 绪论
1.1 概述
卷板机是一种将金属板材卷弯成筒形、弧形或其他形状工件的通用设备。

根据三点成圆的原理，利用工作辊相对位置变化和旋转运动使板材产生连续的塑性变形，以获得预定形状的工件。

该产品广泛用于锅炉、造船、石油、化工、木工、金属结构及其它机械制造行业。

卷板机作为一个特殊的机器，它在工业基础加工中占有重要的地位。

凡是钢材成型为圆柱型，几乎都用卷板机辊制。

其在汽车、军工等各个方面都有应用。

根据不同的要求，它可以辊制出符合要求的钢柱，是一种相当实用的器械。

在国外一般以工作辊的配置方式来划分。

国内普遍以工作辊数量及调整形式等为标准实行混合分类，一般分为：
1）、三辊卷板机：包括对称式三辊卷板机、非对称式三辊卷板机、水平下调式三辊卷板机、倾斜下调式三辊卷板机、弧形下调式三辊卷板机和垂直下调式三辊卷板机等。

从驱动方式分三辊卷板机有机械式和液压式两种。

机械式三辊卷板机分为对称式和非对称式。

机械三辊对称式卷板机：其上辊在两个下辊中央对称位置作垂直升降运动，通过丝杠丝母蜗杆传动而获得，两个下辊作旋转运动，通过减速器的输出齿轮与下辊齿轮啮合，为卷制板材提供扭矩。

该机缺点是板材端部需借助其它设备进行预弯。

图1-1 机械对称式三辊卷板机
1
机械三辊非对称式卷板机：该机结构型式为三辊非对称式，上辊为主传动，下辊作垂直升降运动，以便夹紧板材，并通过下滚齿轮与上辊齿轮啮合，同时作为主传动；边辊作倾升降运动，具有预弯和卷圆双重功能。

机构紧凑，操作维修方便。

液压式三辊卷板机：该机上辊可以垂直升降，垂直升降的液压传动，通过液压缸内的液压油作用活塞杆而获得；下辊作旋转驱动，通过减速器输出齿轮啮合，为卷板提供扭矩，下辊下部有托辊，并可调节。

上辊呈鼓形状，提高制品的直线度，使用于超长规格各种截面形状灌。

图1-2 液压式三辊卷板机
该机为上调式对称三辊卷板机，可将金属板材卷成圆形、弧形和一定范围内的锥形工件，本机两个下辊为主动辊，上辊为从动辊。

它广泛使用于造船、锅炉、航空、水电、化工、金属结构及机械制造行业。

2）四辊卷板机：分为侧辊倾斜调整式四辊卷板机和侧辊圆弧调整式四辊卷板机。

3）特殊用途卷板机：有立式卷板机、船用卷板机、双辊卷板机、锥体卷板机、多辊卷板机和多用途卷板机等。

卷板机采用机械传动已有几十年的历史，由于结构简单，性能可靠，造价低廉，至今在中、小型卷板机中仍广泛应用。

在低速大扭矩的卷板机上，因传动系统体积庞大、电动机功率大，起动时电网波动也较大，所以越来越多地采用液压传动。

近年来，有以液压马达作为源控制工作辊移动但主驱动仍为机械传动的机液混合传动的卷板机，也有同时采用液压马达作为工作辊旋转动力源的全液压式卷板机。

卷板机的工作能力是指板材在冷态下，按规定的屈服极限卷制最大板材厚度与宽度时最小卷筒直径的能力。

国内外采用冷卷方法较多。

冷卷精度较高，操作工艺简便，成本低廉，但对板材的质量要求较高（如不允许有缺口、
2。