本次設(shè)計(jì)闡述冷彎機(jī)的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計(jì)特點(diǎn)，并對(duì)重要部分的工作原理進(jìn)行深入了解并改進(jìn)了部分零件的設(shè)計(jì)。主要加工過程是借助旋轉(zhuǎn)軋輥與其接觸摩擦的作用，將被軋制的金屬體（軋件）拽入軋輥的縫隙間，在軋輥壓力作用下，使軋件主要在厚度方向上完成塑性成型。

    本次設(shè)計(jì)的設(shè)計(jì)主要包括：電動(dòng)機(jī)的選取，傳動(dòng)部分的設(shè)計(jì)，減速器的設(shè)計(jì),軸系部件的設(shè)計(jì)。其中傳動(dòng)部件中軸的設(shè)計(jì)、齒輪的設(shè)計(jì)以及鏈傳動(dòng)是本次設(shè)計(jì)的重點(diǎn)此次設(shè)計(jì)在吸取類似產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時(shí)，采用結(jié)構(gòu)簡單、使用價(jià)格低，并且符合設(shè)計(jì)要求。

   近年來, 我國的冷彎型鋼用戶, 由原來于般農(nóng)用拖車和普通結(jié)構(gòu)件等小范圍內(nèi)使用, 如今已逐步擴(kuò)展到建筑結(jié)構(gòu)、汽車、機(jī)車車輛、起重機(jī)械、輕工機(jī)械、電氣、家電、家具、裝飾、集裝箱、交通設(shè)施、電梯等行業(yè)。

(1) 建筑行業(yè)是使用冷彎型鋼的大戶。如些冶金、汽車制造業(yè)的廠房多采用冷彎型鋼結(jié)構(gòu), 廠房的跨度達(dá)30m, 內(nèi)設(shè)吊車的起重量為30 t , 廠房均為雙跨或三聯(lián)跨, 建筑面積1.5～2萬平方米。輕型鋼結(jié)構(gòu)廠房, 具有施工周期短、用鋼量低( 70～80 kg /)^[1] 、工程綜合造價(jià)低等特點(diǎn), 其優(yōu)勢(shì)已逐漸為廣大用戶認(rèn)同。

(2) 汽車制造業(yè)要求品種多, 產(chǎn)品精度高。我國在50 年代制造臺(tái)解放牌汽車時(shí), 已開始應(yīng)用了冷彎型鋼為原料的構(gòu)件(風(fēng)窗框) , 近年隨著汽車制造行業(yè)的迅速發(fā)展, 對(duì)所需要冷彎型鋼的品種、數(shù)量及質(zhì)量, 都提出了更高的要求。汽車制造中, 載重汽車及大型客車應(yīng)用冷彎型鋼的數(shù)量, 主要用于制作車廂邊框、墻板、底板、車體框架、底部大梁及車門窗框等。小型客車及轎車的冷彎型鋼需要量不大, 但其用于制作門窗框件、各種導(dǎo)軌、構(gòu)件及裝飾件等, 斷面復(fù)雜、尺寸精度高。使用的材料除了優(yōu)質(zhì)碳素鋼之外, 還有鍍鋅板、不銹鋼等, 還有要求高的冷彎型鋼。

    過對(duì)冷彎行業(yè)的了解（本市加工廠和網(wǎng)絡(luò)），認(rèn)識(shí)到冷彎加工行業(yè)進(jìn)來對(duì)我們生活的影響越來越大，但是在冷彎加工的過程中卻存在著各種各樣的難題，如在電機(jī)的選擇上以及加工不同材料、不同規(guī)格工件時(shí)需要注意的各方面問題上沒有統(tǒng)的規(guī)定等，所以萬澤錦達(dá)對(duì)冷彎行業(yè)有更好的了解以及為冷彎的發(fā)展提點(diǎn)見解和方法，并在此衷心希望冷彎行業(yè)在我國有更好的發(fā)展

國外相應(yīng)機(jī)器的研究狀況、

   隨著冷彎成型理論研究的深入，冷彎型鋼的成型工藝也隨之有所改進(jìn)。產(chǎn)生了四輥式成型、柔性冷彎成型、CAT成型、“輥沖”的孔加工法等新的冷彎成型工藝^[2]。并且俄羅斯切列波維茨克鋼鐵廠發(fā)明了生產(chǎn)沖孔冷彎型鋼的技術(shù)^[3]；日本拓殖大學(xué)的小奈宏教授論述了用計(jì)算機(jī)控制的冷彎成型機(jī)械的變截面型鋼成型技術(shù)及設(shè)備組成；瑞典Ortic公和德國Bemo公共同開發(fā)了種關(guān)于冷彎型鋼的彎曲截面和可變形狀截面的輥彎成型方式即Monroe方式；而ORTIC系統(tǒng)則是英國Rollsec Design有限公開發(fā)研制的，其特點(diǎn)是在設(shè)計(jì)方法上強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗(yàn)與理論的結(jié)合，該系統(tǒng)不僅能對(duì)任意斷面形狀的產(chǎn)品進(jìn)行工具設(shè)計(jì)^[4]，而且能對(duì)整條冷彎生產(chǎn)線上的設(shè)備， 如機(jī)架、飛鋸、輸出輥道、液壓裝置等進(jìn)行設(shè)計(jì)。

     目前對(duì)冷彎成型的數(shù)值模擬研究并不完整,主要集中于簡單斷面型材,但已顯示了其無比的優(yōu)越性和強(qiáng)大的生命力。使用數(shù)值模擬手段, 可以準(zhǔn)確地計(jì)算分析成型過程、檢驗(yàn)工具設(shè)計(jì)模型、設(shè)計(jì)結(jié)果,從而使工具設(shè)計(jì)成本和風(fēng)險(xiǎn)性大大降低。

國內(nèi)相應(yīng)機(jī)器的研究狀況

    目前，我廠自主設(shè)計(jì)和研制的加工設(shè)備，從整體上看與國際先進(jìn)水平相比還有很大的差距，但某些技術(shù)正在追趕先進(jìn)水平。如北京科技大學(xué)的朱書棟等對(duì)冷彎成型的基本理論進(jìn)行了的研究，得到了冷彎過程中的四種基本變形方式的應(yīng)力應(yīng)變表達(dá)式和變形功的數(shù)學(xué)表達(dá)式，對(duì)冷彎型鋼的孔型設(shè)計(jì)和生產(chǎn)有著普遍的指導(dǎo)意義。北方交通大學(xué)的張樂樂教授等采用基于更新拉格朗日法（UL法）的彈塑性大變形樣條法，結(jié)合動(dòng)模型，分析并模擬了普通槽鋼成型過程中變形帶材的位移場(chǎng)、應(yīng)變場(chǎng)和應(yīng)力場(chǎng)，對(duì)具體的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)有重要的指導(dǎo)意義。另外，20世紀(jì)80年代初期北京科技大學(xué)金屬壓力加工系與我廠合作，在國內(nèi)開展冷彎CARD 技術(shù)的研究。自80年代中期以來,我們?nèi)f澤錦達(dá)與上海鋼鐵工藝研究所、東北大學(xué)、北京冶金設(shè)備研究等多家單位陸續(xù)開始了這方面的研究工作^[5]。

雖然國外冷彎較為成熟，但其價(jià)格昂貴，設(shè)計(jì)過程繁瑣，操作復(fù)雜，設(shè)計(jì)理論、思想實(shí)行技術(shù)，盡管對(duì)其作某種程度的修改，可以解決國內(nèi)廠家的些生產(chǎn)問題，但是并不能完全改變我國廠家的生產(chǎn)狀況，況且引進(jìn)國外設(shè)計(jì)軟件技術(shù)還需要花費(fèi)大量資金進(jìn)行培訓(xùn)和維修，并且不能進(jìn)行二次開發(fā)，因此為促進(jìn)我廠冷彎型鋼生產(chǎn)的發(fā)展，有必要開發(fā)自己的冷彎CAD軟件，并且要重視與計(jì)算機(jī)結(jié)合的較行的技術(shù)在冷彎成型技術(shù)方面應(yīng)用和開發(fā)。而我國的鋼鐵工業(yè)又處在個(gè)新的發(fā)展高潮，因此應(yīng)該抓住這個(gè)機(jī)遇，重點(diǎn)穩(wěn)步發(fā)展這新興的冷彎型鋼產(chǎn)業(yè)，為我國國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展作出新的貢獻(xiàn)。

傳動(dòng)系統(tǒng)采用鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)，電機(jī)選用變頻調(diào)速電機(jī)，通過減速器減速驅(qū)動(dòng)電機(jī)齒輪，電機(jī)齒輪帶動(dòng)大齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，通過鏈條的傳動(dòng)帶動(dòng)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)，軸通過大小弧齒輪的傳動(dòng)使軋輥轉(zhuǎn)動(dòng)，其中軋輥主動(dòng)被動(dòng)，而軋輥?zhàn)赞D(zhuǎn)主要作用是平衡軋件在出口出的旋轉(zhuǎn)，以便于收料節(jié)約空間。軋機(jī)的傳動(dòng)軸和軋輥軸通過錐齒輪嚙合裝在軋輥支架內(nèi)，便于調(diào)整軋制速度。電軋制力與軋制功率可以通過公式計(jì)算電機(jī)的選擇根據(jù)軋輥轉(zhuǎn)速和軋制速度進(jìn)行選擇。`

本課題主要研究的是冷彎機(jī)的傳動(dòng)部分，所以在設(shè)計(jì)過程中的難點(diǎn)是：通過工件需求對(duì)電機(jī)的確定、各傳動(dòng)部件的計(jì)算以及確定        

在冷彎的過程中，要求材料行走緩慢、平穩(wěn)，這樣可避免因速度過快而使材料發(fā)生翹曲變形，且易于實(shí)現(xiàn)控制。整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)安裝在底座上，傳動(dòng)結(jié)構(gòu)要求緊湊，外廓尺寸小。因此要保證傳動(dòng)比大，傳動(dòng)效率高，傳動(dòng)平穩(wěn)性和可靠性較好，使得整個(gè)傳動(dòng)系統(tǒng)緊湊。二級(jí)減速為斜齒圓柱齒輪傳動(dòng)，同時(shí)具備上述特點(diǎn)，充分滿足生產(chǎn)要求。
　　冷彎鋼材在行走時(shí)主要受到輔助系統(tǒng)門式托架的滾動(dòng)摩擦阻力和冷彎滾輪的摩擦阻力^[6]。通過分析，這兩種力都比較小，主要是受到冷彎滾輪通過型鋼傳遞過來的擠壓力。經(jīng)分析得知，驅(qū)動(dòng)主動(dòng)滾輪轉(zhuǎn)動(dòng)的力矩并不是很大，所以驅(qū)動(dòng)電機(jī)功率般較小，Y系列三相異步交電動(dòng)機(jī)小功率即可滿足要求。

傳動(dòng)方案的確定

機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng)擬定的般原則 

（1）采用簡短的運(yùn)動(dòng)鏈；

采用盡可能簡短的運(yùn)動(dòng)鏈，有利于降低零部件的重量和制造成本，也有利于提高機(jī)械傳動(dòng)效率和減小積累誤差^[7]。為了使運(yùn)動(dòng)鏈盡量短，所以應(yīng)注意原動(dòng)機(jī)的類型和運(yùn)動(dòng)參數(shù)的選擇，以簡化傳動(dòng)鏈。

（2）優(yōu)先選用基本結(jié)構(gòu)；

基本結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)簡單，設(shè)計(jì)方便，技術(shù)成熟，故在滿足功能要求的條件下，應(yīng)優(yōu)先選用基本機(jī)構(gòu)。若基本機(jī)構(gòu)不能滿足或者不能很好的滿足機(jī)械的運(yùn)動(dòng)或動(dòng)力要求時(shí)，可以適當(dāng)?shù)貙?duì)其進(jìn)行變異或組合。

    （3）合理安排不同類型傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的順序；

般來說，在機(jī)構(gòu)的排列順序上有如下的些規(guī)律：先，在可能的情況下，轉(zhuǎn)變運(yùn)動(dòng)形式的機(jī)構(gòu)（如凸輪機(jī)構(gòu)、連桿機(jī)構(gòu)、螺旋機(jī)構(gòu)等）通常總是安排在運(yùn)動(dòng)鏈的末端，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)靠近。其次，帶傳動(dòng)等摩擦傳動(dòng)，般都安排在轉(zhuǎn)速較高的運(yùn)動(dòng)鏈的始端，以減小其傳遞的轉(zhuǎn)矩，從而減小其外形尺寸。這樣安排，也有利于啟動(dòng)平穩(wěn)和過載保護(hù)，而且原動(dòng)機(jī)的布置也方便。

（4）合理分配傳動(dòng)比；

運(yùn)動(dòng)鏈的總傳動(dòng)比應(yīng)合理分配給各級(jí)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)，具體分配方法應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：

? 各種傳動(dòng)的每級(jí)傳動(dòng)比要在值范圍內(nèi)，以符合各種形式的傳動(dòng)特點(diǎn)，有利于發(fā)揮性能，并使結(jié)構(gòu)緊湊。如級(jí)傳動(dòng)比過大，對(duì)機(jī)構(gòu)的性能和尺寸都是不利的。例如當(dāng)齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比大于8至10時(shí)，般應(yīng)設(shè)計(jì)成兩級(jí)傳動(dòng)；當(dāng)傳動(dòng)比在30以上時(shí)，常設(shè)計(jì)成兩級(jí)以上的齒輪傳動(dòng)。但是，對(duì)于帶傳動(dòng)來說，般不采用多級(jí)傳動(dòng)。

? 當(dāng)傳動(dòng)鏈為減速傳動(dòng)時(shí)，必須十分注意機(jī)械的運(yùn)轉(zhuǎn)問題，防止發(fā)生損壞機(jī)械或傷害人身的可能。如，為防止機(jī)械因過載而損壞，可采用具有過載打滑現(xiàn)象的摩擦傳動(dòng)或裝置聯(lián)軸器等。對(duì)于以上要求，在設(shè)計(jì)過程中應(yīng)盡量滿足。

（5）兩種方案的對(duì)比

本次設(shè)計(jì)中，在動(dòng)力傳動(dòng)過程是有兩種方式，帶傳動(dòng)和鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)。因此在選擇時(shí)要充分考慮工作環(huán)境和工作強(qiáng)度等因素。

? 帶傳動(dòng)與鏈傳動(dòng)的優(yōu)缺點(diǎn)

帶傳動(dòng)靠摩擦力工作且?guī)Ь哂袕椥裕�能緩和沖擊，吸收震動(dòng)，傳動(dòng)平穩(wěn)無噪音;結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)制造方便，成本較低同時(shí)具有過載保護(hù)作用。鏈傳動(dòng)用在工作可靠，低速重載，工作環(huán)境惡劣，以及其他不宜采用齒輪傳動(dòng)和帶傳動(dòng)的場(chǎng)合，例如翻土機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用鏈傳動(dòng)，雖然經(jīng)常受到土塊、泥漿和瞬時(shí)過載等的影響，依然能夠很好的工作。

    ? 帶傳動(dòng)在高速級(jí)，鏈傳動(dòng)在低速級(jí)

若將鏈傳動(dòng)放置高速級(jí)，加劇運(yùn)動(dòng)的不均勻性，動(dòng)載荷變大，震動(dòng)和噪音增大，降低鏈傳動(dòng)的壽命，鏈傳動(dòng)只能實(shí)現(xiàn)平行軸間的同向傳動(dòng)，運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)不能保證恒定的瞬時(shí)傳動(dòng)比，磨損后易發(fā)生跳齒，工作時(shí)有噪音，不宜用在載荷變化很大、高速和急速反向的傳動(dòng)中，即應(yīng)布置在低速級(jí)^[8]。而若將帶傳動(dòng)放置低俗級(jí)，使結(jié)構(gòu)尺寸增大，及應(yīng)布置在高速級(jí)，與電機(jī)直接相連，可以起到緩沖吸震的作用，還能起到過載打滑的作用，保護(hù)零件，放在高速級(jí)，功率不變的情況下，高速級(jí)速度高，帶傳動(dòng)所需的有效拉力小，帶傳動(dòng)的尺寸也較小。

而在本次設(shè)計(jì)中，除傳動(dòng)比要求不是很高，外加工作環(huán)境的影響。因此決定采用鏈?zhǔn)絺鲃?dòng)。

通過對(duì)以上內(nèi)容的了解和分析結(jié)合在實(shí)習(xí)和老師的多次指導(dǎo)終確定了冷彎機(jī)的整體傳動(dòng)方案。

今年四季度初歐洲鋼材價(jià)格(特別是扁材產(chǎn)品)進(jìn)步上漲，歐洲鋼材市場(chǎng)保持高漲。當(dāng)?shù)劁撹F企業(yè)對(duì)此表示驚訝。暑期之前，他們?cè)鴮?duì)價(jià)格的進(jìn)步上漲表示懷疑，稱上升空間十分有限，鋼材市場(chǎng)已接近峰頂。價(jià)格峰值期似乎將持續(xù)到明年，這對(duì)準(zhǔn)備簽訂年度協(xié)議的鋼廠來說無疑是則好消息。畢竟，在市場(chǎng)行情跌落之際試圖說服用戶接受2005年提價(jià)20%并不是件容易事。隨著鋼材價(jià)格的不斷上漲，些主要用戶在簽訂年度協(xié)議時(shí)似乎已認(rèn)識(shí)到大幅提價(jià)的必要性。例如，包裝行業(yè)幾乎沒有拒絕提高鋼材價(jià)格的提議，他們開始更多地考慮如何將原料成本轉(zhuǎn)嫁給用戶。與過去1年鋼材價(jià)格漲幅相比，20%的提價(jià)顯得微不足道。此舉表明鋼廠已經(jīng)考慮到在2005年某些時(shí)段可能出現(xiàn)的價(jià)格調(diào)整及對(duì)用戶因鋼材價(jià)格過高而選擇替代產(chǎn)品或?qū)⑸�產(chǎn)設(shè)施移師海外的擔(dān)憂。目前，鋼廠提高四季度產(chǎn)品價(jià)格似乎沒有任何阻力。除德國建筑市場(chǎng)較為疲軟之外，歐洲其他部門對(duì)鋼材需求十分旺盛。供貨商預(yù)計(jì)，由于原料價(jià)格的繼續(xù)上漲，明年季度交貨鋼材(特別是扁材)價(jià)格將進(jìn)步提高。2005年鐵礦石價(jià)格漲幅至少與2004年持平。煉焦煤供應(yīng)仍十分緊張，澳大利亞和加拿大煤炭年度合同價(jià)格可能將增加1倍超過100美元/噸(FOB)。如果石油價(jià)格維持50美元/桶，2005年能源價(jià)格將繼續(xù)上漲。據(jù)報(bào)道，巴西出口2005年季度發(fā)貨板坯價(jià)格已超過500美元/噸(FOB)，高于1年前的300美元/噸(FOB)。對(duì)于歐洲鋼廠來說，美元貶值緩解了成本上漲的壓力。今年年初至今，歐洲鋼廠已成功地將成本增加部分轉(zhuǎn)嫁給非長期用戶，因此它們的利潤有所增加。鋼廠訂單十分充裕，許多扁材生產(chǎn)企業(yè)今年四季度訂貨已經(jīng)接滿。庫存水平尚未達(dá)到影響市場(chǎng)心理的程度。不過，如果歐洲鋼廠發(fā)貨量持續(xù)超過實(shí)際需求水平，供求狀況很快將有所改變。機(jī)械設(shè)備