对称式三辊卷板机设计开题报告

对称式三辊卷板机设计开题报告

______学院机械与电气工程系毕业设计开题报告

课题名称： 12×2000对称式三辊卷板机的结构设计学生姓名：学号：

指导教师：职称：

专业名称：

机械与电气工程系

2017年月日

课

题

名

称

12×2000对称式三辊卷板机的结构设计课

题来源

教师指定命题

课

题

类

型

装备设计类

1、背景

机械制造业在近代中国的发展过程中起到非常重要的作用，在国民经济中占有很大的比例，因此在国民经济中具有很重要的作用和地位。卷板机是一种将金属板材弯卷成筒体、锥体、曲面体或其他形体的通用成型设备。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。该设备广泛用于锅炉、造船、石油、化工、金属结构及机械制造行业。

关于卷板机的分类，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型式等来分类，一般分为：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等）、四辊卷板机、特殊用途卷板机（有船用卷板机、锥体卷板机、双辊卷板机等）

2、目的

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被广泛应用。但在低速大扭矩的卷板机上，如采用机械传动，会使传动系统体积庞大，电动机功率大，启动时电网波动也较大，所以目前液压传动越来越多地在卷板设备中得到采用。所以，本次设计就是为了改变卷板机庞大的机械结构，换用体积小，能耗低的液压驱动，减少人为干预。

3、意义

近年来，有工作辊的移动采用液压驱动，但主驱动仍为机械传动的机液混合传动卷板机，也有全部动作均采用液压驱动的全液压式卷板机。采用液压驱动能降低机器的能耗，便于工作压力、卷板速度的

设计的背景、目的和意义

调节以适应不同的工况，便于实现自动控制。因此，开展液压三辊对称式卷筒机动力及传动系统的设计，对造船和制造一些合格的各种截面形状罐及一些金属结构及机械制造行业有着非常重要的意义。

国内外研究概况4、国内卷板设备的技术现状

近年来，卷板机的发展在我国已形成相当规模，其制造水平也在不断提高。对提高装备制造业水平，促进我国工业化进程产生了深远的影响。目前，国内可生产的最大水平下调式三辊卷板机，其冷卷板厚可达250mm，热卷板厚达400mm，最大板宽为3000mm～4500mm，上辊下压力达40000kN～60000kN。

我国引进国外数控卷板技术，在数控卷板工艺和设备研究方面作了大量工作。但无论国内还是国外的卷板机，从数控技术的实现上看，还均不能达到令人满意的结果，还不能根据被卷制坯料的材质、规格尺寸、卷曲曲率等，正确计算和调整工艺参数，达到真正的全自动控制，而是需要较多的人工干预。

国内生产卷板设备的厂家有一重、二重、沈阳重型机械厂、太原重型机械厂、江苏南通重型机械厂、长治锻压机械厂等。

5、国外卷板机简况

目前，国外卷板设备生产水平较高的有瑞士、意大利、德国、日本等国家。这些国家对板厚小于38mm的板料的卷制，大多采用机械式或机液混合驱动式。对板厚大于40mm的板料的卷制，多采用全液压驱动式卷板机。由于三辊不对称可调式卷板机较四辊卷板机结构简单、体积小、价格低、耗电少，且具有四辊卷板机便于端部预弯、剩余直边小等特点，已在不少国家得到广泛开发和应用。特别是随着计算机技术的迅猛发展，卷板设备也越来越多的采用计算机实行自动控制，使加工精度、工作效率大大提高，同时减少了工人的劳动强度、改善了工作条件。

国外著名厂家的产品如下：

瑞士Chr.Haeusler公司，生产世界上最大的四辊卷板设备一VRM-hy4000×150mm。冷卷钢板规格为：150×4000mm（最大厚度×最大宽度），热卷规格为260×4000mm，主要用于核工业方面。意大利PROMAU公司生产全液压式“DAVI”系列四辊卷板机，它具有自动平衡系统（ABS）、行星摆式回转导轨（PSG）、自动润滑系统（ALS）、节能系统（ESS）。国外生产卷板设备的著名厂家还有西德的瑟尔夫公司、福斯造船及机械公司；英国布郎克公司；日本富士车辆公司等.

6、设计的理论依据

卷板机的工作能力是指板材在冷态情况下，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。

三辊卷板机的运动形式分为主、辅运动。如图1-1，那两个下辊是

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容 主动辊，它是固定不动的，可绕2O 、3O 同时作顺/逆时针旋转。被动辊为上辊，沿垂直方向做上下运动。机器在卷制时，将板料送入上下辊之间，使下辊的两个最高点与板材的下表面相接触，一旦上辊下压程度大于材料的屈服极限时，板材就会产生塑性变形，形变成弧线。在两个下辊的不断旋转下，处于上下辊之间的板材会由于摩擦力的作用而进行旋转，使其卷制成圆（根据三点成圆原理）。 7、研究方法 （1）相关专业权威文献资料的查阅。图书馆：相关参考书目借阅，

了解小型卷板机的基本结构；

（2）调研现有的国内外的三辊卷板机的结构设计案例，了解本行业的国内外发展状况；

（3）查询一定数量的与本专题研究相关的中英文资料，需要现代化的文献检索系统并有网络文献检索的能力；

（4）认识对称式三辊卷板机传动装置的工作原理和运动原理以及小型对称式三辊卷板机机械传动装置关键部件的参数选择和设计；

（5）对小型对称式三辊卷板机机械传动装置的主要部件进行强度校核，绘制主要机构的装配图，绘制主要零部件的零件图；

（6）及时和导师进行沟通，阶段性汇报工作，发现问题，及时解决问题。充分利用各方面现有条件，以便于更好的满足于设计要求；

8、研究内容

（1）卷板机是一个对板材弯曲加工的设备，对机床辊子所能承受的弯曲扭矩、齿轮箱的传动比以及高速机斜齿圆柱齿轮传动要求做出明确的计算，它将决定弯曲钢板的厚度；

（2）卷板机要求辊子传动平稳运行，在很大程度上影响着工件质量的加工，所以要设计好内部传动结构；

（3）动力设计，包括主电机的选择和计算、上下辊的设计计算和校核；

（4）减速器的设计，包括总传动比的确定、传动装置各轴的参数