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開題報(bào)告
課題
名稱
W11-6×1600卷板機(jī)設(shè)計(jì)
課題來(lái)源
導(dǎo)師課題
課題類別
工程設(shè)計(jì)
一.論文資料的準(zhǔn)備
1）W11系列卷板機(jī)的分類和特點(diǎn)
關(guān)于卷板機(jī)的分類，國(guó)外一般以工作輥的配置方式來(lái)劃分。國(guó)內(nèi)普遍以工作輥數(shù)量及調(diào)整形式等為標(biāo)準(zhǔn)實(shí)行混合分類，一般分為：
（1) 三輥卷板機(jī)：包括對(duì)稱式三輥卷板機(jī)、非對(duì)稱式三輥卷板機(jī)、水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)、傾斜下調(diào)式三輥卷板機(jī)、弧形下調(diào)式三輥卷板機(jī)和垂直下調(diào)式三輥卷板機(jī)。
（2) 四輥卷板機(jī)：分為側(cè)輥傾斜調(diào)整式四輥卷板機(jī)和側(cè)輥圓弧調(diào)整式四輥卷板機(jī)。
（3) 特殊用途卷板機(jī)：有立式卷板機(jī)、船用卷板機(jī)、雙輥卷板機(jī)、錐體卷板機(jī)、多輥卷板機(jī)和多用型卷板機(jī)等。
W11系列機(jī)械式三輥對(duì)稱式卷板機(jī)性能特點(diǎn)：上輥在兩下輥中央對(duì)稱位置作垂直升降運(yùn)動(dòng)，通過(guò)絲桿絲母渦輪蝸桿傳動(dòng)而獲得，兩下輥?zhàn)餍D(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，通過(guò)減速機(jī)的輸出齒輪與下輥齒輪嚙合，為卷制板材提供扭矩。該機(jī)缺點(diǎn)是板材端部需借助其它設(shè)備進(jìn)行預(yù)彎。
W11系列機(jī)械三輥非對(duì)稱式卷板機(jī)主要特點(diǎn)：上輥為主傳動(dòng)，下輥垂直升降運(yùn)動(dòng)，以便夾緊板材，并通過(guò)下輥齒輪與上輥齒輪嚙合，同時(shí)作為主傳動(dòng)；邊輥?zhàn)鲀A升降運(yùn)動(dòng)，具有預(yù)彎和卷圓雙重功能。結(jié)構(gòu)緊湊，操作維修方便。
2）國(guó)外卷板設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀
目前，國(guó)外卷板設(shè)備生產(chǎn)水平較高的有瑞士、意大利、德國(guó)、日本等國(guó)家。這些國(guó)家對(duì)板厚小于38mm的板料的卷制，大多采用機(jī)械式或機(jī)液混合驅(qū)動(dòng)式.對(duì)板厚大于40mm的板料的卷制，多采用全液壓驅(qū)動(dòng)式卷板機(jī)。由于三輥不對(duì)稱可調(diào)式卷板機(jī)較四輥卷板機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、體積小、價(jià)格低、耗電少，且具有四輥卷板機(jī)便于端部預(yù)彎、剩余直邊小等特點(diǎn)，已在不少國(guó)家得到廣泛開發(fā)和應(yīng)用。特別是隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的迅猛發(fā)展，卷板設(shè)備也越來(lái)越多的采用計(jì)算機(jī)實(shí)行自動(dòng)控制，使加工精度、工作效率大大提高，同時(shí)減少了工人的勞動(dòng)強(qiáng)度、改善了工作條件。
國(guó)外著名廠家的產(chǎn)品如下：
瑞士 Chr.Haeusler 公司，生產(chǎn)世界上最大的四輥卷板設(shè)備—VRM-hy 4000 x150mm。
冷卷鋼板規(guī)格為:150×4000mm（最大厚度×最大寬度），熱卷規(guī) 格為 260×4000mm，主要用于核工業(yè)方面。 意大利 PROMAU 公司生產(chǎn)全液壓式“DAVI”系列四輥卷板機(jī)，它具有自 動(dòng)平衡系統(tǒng)（ABS）、行星擺式回轉(zhuǎn)導(dǎo)軌（PSG）、自動(dòng)潤(rùn)滑系統(tǒng)（ALS）、 節(jié)能系統(tǒng)（ESS）。國(guó)外生產(chǎn)卷板設(shè)備的著名廠家還有西德的瑟爾夫公司、福斯造船及機(jī)械公司；英國(guó)布郎克公司；日本富士車輛公司等。
3） 國(guó)內(nèi)卷板設(shè)備的技術(shù)現(xiàn)狀
科學(xué)技術(shù)的發(fā)展和對(duì)國(guó)外卷板技術(shù)的不斷學(xué)習(xí)和引進(jìn)，使我國(guó)卷板設(shè)備的生產(chǎn)技術(shù)
有了很大提高。近幾年，我國(guó)生產(chǎn)的三輥可調(diào)式卷板機(jī)和四輥卷板機(jī)越來(lái)越多地代替了在卷板設(shè)備中一直占據(jù)主要地位的對(duì)稱三輥卷板機(jī)。隨著液壓產(chǎn)品生產(chǎn)技術(shù)不斷進(jìn)步，國(guó)產(chǎn)液壓元件的精度、性能已達(dá)到較高的水平。所以，液壓傳動(dòng)也越來(lái)越多的應(yīng)用于卷板設(shè)備中。目前，用于卷制中薄板的小功率卷板機(jī)多采用機(jī)械傳動(dòng)或機(jī)液混合驅(qū)動(dòng)，用于卷制厚板的大功率卷板機(jī)多采用液壓驅(qū)動(dòng)或多電機(jī)同時(shí)驅(qū)動(dòng)。但由于我國(guó)機(jī)械加工設(shè)備水平與加工技術(shù)水平與世界發(fā)達(dá)國(guó)家相比，仍有一定的差距，所生產(chǎn)的機(jī)械零部件和液壓元件的加工精度達(dá)不到設(shè)計(jì)要求，因機(jī)械摩擦造成的機(jī)械損失和因泄漏造成的液壓損失較高。所以卷制同等規(guī)格的鋼板，所需卷板機(jī)功率要高于國(guó)外的卷板機(jī)，使得卷板設(shè)備體積龐大，形體笨重。 另外，我國(guó)引進(jìn)國(guó)外數(shù)控卷板技術(shù)，在數(shù)控卷板工藝和設(shè)備研究方面作了大量工作。但無(wú)論國(guó)內(nèi)還是國(guó)外的卷板機(jī)，從數(shù)控技術(shù)的實(shí)現(xiàn)上看，還均不能達(dá)到令人滿意的結(jié)果，還不能根據(jù)被卷制坯料的材質(zhì)、規(guī)格尺寸、卷曲曲率等，正確計(jì)算和調(diào)整工藝參數(shù)，達(dá)到真正的全自動(dòng)控制，而是需要較多的人工干預(yù)。
中國(guó)經(jīng)濟(jì)保持持續(xù)增長(zhǎng)，我國(guó)卷板機(jī)行業(yè)以平均15%以上的速度快速增長(zhǎng)，精密鑄造卷板機(jī)市場(chǎng)異?；钴S，進(jìn)一步規(guī)范卷板機(jī)市場(chǎng)，尤其是與精密鑄造工業(yè)密切相關(guān)的轎車增長(zhǎng)較快，增大了對(duì)復(fù)雜、精密鑄造卷板機(jī)的需求。
卷板機(jī)制造業(yè)作為機(jī)床模具產(chǎn)業(yè)最大的買方市場(chǎng)，其中進(jìn)口設(shè)備70%用于卷板機(jī)，同時(shí)也帶動(dòng)了焊接、涂裝、檢測(cè)、材料應(yīng)用等各個(gè)行業(yè)的快速發(fā)展。卷板機(jī)制造業(yè)的技術(shù)革命，將引起裝備市場(chǎng)的結(jié)構(gòu)變化：數(shù)控技術(shù)推動(dòng)了卷板機(jī)制造企業(yè)的歷史性的革命，數(shù)控機(jī)床有著高精度、高效率、高可靠性的特點(diǎn)，引進(jìn)數(shù)控設(shè)備在增強(qiáng)企業(yè)的應(yīng)變能力、
提高產(chǎn)品質(zhì)量等方面起到了很好的作用，促進(jìn)了我國(guó)機(jī)械工業(yè)的發(fā)展。因此，至2010年，卷板機(jī)工業(yè)對(duì)制造裝備的需求與現(xiàn)在比將增長(zhǎng)12%左右，據(jù)預(yù)測(cè)，卷板機(jī)制造業(yè)：對(duì)數(shù)控機(jī)床需求將增長(zhǎng)26%；對(duì)壓鑄設(shè)備的需求將增長(zhǎng)16%；對(duì)纖維復(fù)合材料壓制設(shè)備的需求增長(zhǎng)15%；對(duì)工作壓力較高的擠或沖壓設(shè)備需求增長(zhǎng)12%；對(duì)液壓成形設(shè)備需求增長(zhǎng)8%；對(duì)模具的需求增長(zhǎng)36%；對(duì)加工中心需求增長(zhǎng)6%；對(duì)硬車削和硬銑消機(jī)床的需求增長(zhǎng)18%；對(duì)切割機(jī)床的需求增長(zhǎng)30%；對(duì)精密加工設(shè)備的需求增長(zhǎng)34%；對(duì)特種及專用加工設(shè)備需求增長(zhǎng)23%；對(duì)機(jī)器人和制造自動(dòng)化裝置的需求增長(zhǎng)13%；對(duì)焊接系統(tǒng)設(shè)備增長(zhǎng)36%；對(duì)涂裝設(shè)備的需求增長(zhǎng)8%，對(duì)質(zhì)檢驗(yàn)與測(cè)試設(shè)備的需求增長(zhǎng)16%。
二.本課題的目的（重點(diǎn)及擬解決的關(guān)鍵問(wèn)題）
畢業(yè)設(shè)計(jì)是工科大學(xué)生完成學(xué)業(yè)中最重要的實(shí)踐環(huán)節(jié)，是將在大學(xué)學(xué)到的理論知識(shí)系統(tǒng)化、條理化、實(shí)用化最關(guān)鍵的一環(huán)。通過(guò)本畢業(yè)設(shè)計(jì)培養(yǎng)學(xué)生綜合運(yùn)用所學(xué)的基礎(chǔ)理論、專業(yè)知識(shí)和基本技能，提高分析與解決實(shí)際問(wèn)題的能力；較復(fù)雜工程計(jì)算的工作能力；計(jì)算機(jī)繪圖的工程圖繪制能力。掌握一般機(jī)械機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)思路、方法和步驟，掌握常用工程材料的性能和選配能力。盡快完成學(xué)生到工程技術(shù)人員的過(guò)渡。
1）本課題研究的重點(diǎn)
隨著高端主機(jī)產(chǎn)業(yè)規(guī)模的迅速發(fā)展，無(wú)論是進(jìn)口零部件的價(jià)格、數(shù)量、水平還是交貨期，卷板機(jī)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)和制造要更加關(guān)注體現(xiàn)全生命周期的綠色理念，“要力促產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)高端化，鼓勵(lì)優(yōu)勢(shì)企業(yè)兼并重組，做大做強(qiáng)，都已感受到國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)伙伴越來(lái)越強(qiáng)烈的有意制約，要致力于傳統(tǒng)產(chǎn)品向精品的升級(jí)，解決傳統(tǒng)產(chǎn)品“做不好”“不做好”的痼疾，提升中國(guó)卷板機(jī)產(chǎn)品在國(guó)際國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的形象。加快卷板機(jī)產(chǎn)品向數(shù)字化、智能化發(fā)展，實(shí)現(xiàn)傳統(tǒng)卷板機(jī)產(chǎn)品功能的提升和可靠性的提高，卷板機(jī)工業(yè)要積極發(fā)展高效節(jié)能產(chǎn)品，也不僅在于將信息技術(shù)應(yīng)用于卷板機(jī)企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理，使研發(fā)、生產(chǎn)和企業(yè)管理向信息化、自動(dòng)化、網(wǎng)絡(luò)化發(fā)展，大幅度改善企業(yè)的經(jīng)營(yíng)管理水平，卷板機(jī)工業(yè)中高耗能環(huán)節(jié)的熱加工企業(yè)更要重視節(jié)能減排和環(huán)境友好。
2）本課題擬解決的問(wèn)題
（1）卷板機(jī)是一個(gè)對(duì)板材彎曲加工的設(shè)備，對(duì)機(jī)床輥?zhàn)铀艹惺艿膹澢ぞ?、齒輪箱的傳動(dòng)比以及高速機(jī)斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)要求做出明確的計(jì)算，它將決定彎曲鋼板的厚度；
（2）卷板機(jī)要求輥?zhàn)觽鲃?dòng)平穩(wěn)運(yùn)行，在很大程度上影響著工件質(zhì)量的加工，所以要設(shè)計(jì)好內(nèi)部傳動(dòng)結(jié)構(gòu)；
（3）上輥側(cè)架及上輥側(cè)架的轉(zhuǎn)動(dòng)、連接問(wèn)題；
（4）在三輥卷板機(jī)的設(shè)計(jì)及使用過(guò)程中，通常會(huì)遇到回彈量控制、縱向很長(zhǎng)零件中部凸起、縱向呈錐度和邊緣不平整等幾個(gè)問(wèn)題。所以要減小設(shè)備的震動(dòng)；
（5）加工效率是現(xiàn)代企業(yè)的追求之一，能夠方便快捷的安裝，拆卸工件，可以大大的提高效率，側(cè)架和工件供給的速度也可以影響加工效率。
三.主要內(nèi)容、研究方法、研究思路
1）主要內(nèi)容
該卷板機(jī)結(jié)構(gòu)形式為三輥對(duì)稱式，上輥在兩下輥中央對(duì)稱位置通過(guò)錐齒輪傳動(dòng)作垂直升降運(yùn)動(dòng)，通過(guò)主減速機(jī)的末級(jí)齒輪帶動(dòng)兩下輥齒輪嚙合作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，為卷制板材提供扭矩。規(guī)格平整的塑性金屬板通過(guò)卷板機(jī)的三根工作輥(二根下輥、一根上輥)之間，借助上輥的下壓及下輥的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，使金屬板經(jīng)過(guò)多道次連續(xù)彎曲，產(chǎn)生永久性的塑性變形，卷制成所需要的園筒、錐筒或它們的一部分。該卷板機(jī)主要有一個(gè)上輥、兩個(gè)下輥、機(jī)架及驅(qū)動(dòng)電機(jī)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)等部分組成。
本設(shè)計(jì)要求對(duì)該型卷板機(jī)做總體設(shè)計(jì)和上輥、下輥和機(jī)架等機(jī)構(gòu)做結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。
原始數(shù)據(jù)：（1）最大卷板厚度：6mm
（2）最大卷板寬度：1600mm
（3）卷板速度：7.52m/min
（4）滿載卷板最小直徑：∮350mm
（5）上輥直徑：∮160mm；下輥直徑：∮150mm；兩下輥中心距：210mm
（6）板材屈服極限：245MPa
2）研究方法
本次設(shè)計(jì)主要是根據(jù)機(jī)械設(shè)計(jì)的一般方法—比較法，即國(guó)內(nèi)外已有的同類型機(jī)種的參數(shù)尺寸，結(jié)合我們要設(shè)計(jì)機(jī)型的具體要求、參照來(lái)確定其參數(shù)。
3）研究思路
(1)電動(dòng)機(jī)的選擇及運(yùn)動(dòng)，動(dòng)力參數(shù)的確定
(2) 傳動(dòng)設(shè)計(jì)
傳動(dòng)裝置中各傳動(dòng)方式設(shè)計(jì)，包括布置方式，傳動(dòng)精度等級(jí)，傳動(dòng)參數(shù)強(qiáng)度等級(jí)設(shè)計(jì)，軸承形式的選擇。
(3) 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
各傳動(dòng)件結(jié)構(gòu)幾何尺寸，結(jié)構(gòu)形式設(shè)計(jì)，強(qiáng)度校驗(yàn)。軸組件、軸承、聯(lián)軸器、箱體及各附件的選擇。
(4) 強(qiáng)度校驗(yàn):軸組件、軸承、鍵、銷強(qiáng)度校驗(yàn)。
(5) 工藝設(shè)計(jì):主軸或螺桿工件工藝分析，加工方法，工藝規(guī)程制訂
(6) 潤(rùn)滑與密封:確定各傳動(dòng)件潤(rùn)滑方式，傳動(dòng)裝置密封形式，選密封件及潤(rùn)滑劑
四.總體安排和進(jìn)度（包括階段性工作內(nèi)容及完成日期）
3月25日-4月7日 確定方案、修改方案、最終通過(guò)方案。（二周）
設(shè)計(jì)人應(yīng)隨時(shí)將方案交指導(dǎo)老師審批，方案通過(guò)則繼續(xù)進(jìn)行，通不過(guò)則修改方案，在兩周內(nèi)必須通過(guò)方案。
4月8日-5月5日 撰寫計(jì)算書。（四周）
嚴(yán)格按規(guī)范要求撰寫計(jì)算書，包括頁(yè)面布置、字體、內(nèi)容、插圖等。插圖使用AUTOCAD繪制，圖文并茂，計(jì)算正確完整。
5月6日-6月9日 繪制工程圖。（五周）
圖量符合要求。
6月10日-6月16日 整理畢業(yè)設(shè)計(jì)資料，準(zhǔn)備答辯
6月17日-6月22日 畢業(yè)答辯
五.主要參考文獻(xiàn)
[1]王政.焊接工裝夾具及變位機(jī)械性能、設(shè)計(jì)、選用.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
[2]王政等.焊接工裝夾具及變位機(jī)械圖冊(cè).北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006
[3]成都電焊機(jī)研究所等.焊接設(shè)備選用手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2006
[4]雷玉成等.焊接成型技術(shù)。北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2004
[5]陳裕川.現(xiàn)代焊接生產(chǎn)實(shí)用手冊(cè)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2005
[6]成大先主編.機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè).單行本.軸及其聯(lián)接.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，1997
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[10]陸玉，何在洲，佟延偉遍.機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)。北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2003
[11]吳宗澤主編.機(jī)械設(shè)計(jì)實(shí)用手冊(cè)-2版.北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2003
[12]濮良貴.紀(jì)名剛，機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版），北京：高等教育出版社，2001
[13]劉鴻文.材料力學(xué)、北京，高等教育出版社，2004
指導(dǎo)教師意見(jiàn)：
指導(dǎo)教師簽名： 日期：
教研室意見(jiàn)：
教研室主任簽名： 日期：
系意見(jiàn)：
系領(lǐng)導(dǎo)簽名： 日期：
系蓋章
課題來(lái)源：導(dǎo)師課題、社會(huì)實(shí)踐、自選、其他
課題類別：工程設(shè)計(jì)、施工技術(shù)、新品開發(fā)、軟件開發(fā)、科學(xué)實(shí)驗(yàn)、畢業(yè)論文。