1、v1.0 可編輯可修改湖南工業(yè)大學(xué)本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告（2012 屆）學(xué) 院（部）：機(jī)械工程學(xué)院專 業(yè)：機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué) 生 姓 名：班 級(jí)：學(xué)號(hào)：指導(dǎo)教師姓名：職稱：2012 年 12 月 30 日v1.0 可編輯可修改設(shè)計(jì)題目：電動(dòng)液壓彎管機(jī)設(shè)計(jì)一、文獻(xiàn)綜述1. 彎管機(jī)概述 : 彎管機(jī)是一種用于管道安裝的輕便型現(xiàn)場(chǎng)施工液壓機(jī)具，具有小巧輕 便、移動(dòng)方便、可解體等特點(diǎn)。最適宜冷彎各類無縫鋼管，本機(jī)器除了具 備彎管功能外，解體后還能將油缸作為液壓千斤頂使用，主用于電力施工， 鍋爐、橋梁、船舶、家俱，公鐵路建設(shè)，裝潢等方面的管道鋪設(shè)及修造， 具有功能多、結(jié)構(gòu)合理、操作簡單、移動(dòng)方便、安

2、裝快速等優(yōu)點(diǎn)。相對(duì)于 數(shù)控彎管設(shè)備而言具有價(jià)格便宜，使用方便的特點(diǎn)，在國內(nèi)彎管機(jī)市場(chǎng)占 據(jù)主導(dǎo)產(chǎn)品位置。 STWG型電動(dòng)液壓彎管機(jī)是一種新型的具有彎管功能及起 頂功能的彎管工具。具有結(jié)構(gòu)合理，使用安全，操作方便，價(jià)格合理，裝 卸快速， 一機(jī)多用等眾多優(yōu)點(diǎn)， 在國內(nèi)液壓彎管機(jī)市揚(yáng)占據(jù)很大份額。 STWG 型電動(dòng)彎管機(jī)采用鑄鋼模具，大流量電動(dòng)泵站，相對(duì)于鑄鐵模具的彎管機(jī) 具有不易損壞速度快的等優(yōu)點(diǎn)管材彎曲有很多方法，相應(yīng)地也就有不同的 彎管設(shè)備。彎管機(jī)是管材彎曲加工的主要設(shè)備。 彎管機(jī)的結(jié)構(gòu)形式很多，按彎管 時(shí)加熱與否可分為冷彎管機(jī)和熱彎管機(jī)兩類，按傳動(dòng)方式可分為手動(dòng)、氣 動(dòng)、機(jī)械傳動(dòng)和液壓傳動(dòng)四

3、種，按控制方式又可分為手控、半自動(dòng)、自動(dòng) 和數(shù)控四種。彎管機(jī)特點(diǎn)如下：1、彎管機(jī)采用觸熒幕加數(shù)控模組，對(duì)話式操作，程式設(shè)定簡便容易2、床身結(jié)構(gòu)穩(wěn)固，不易變形。 3、每一檔可設(shè)定 16 個(gè)彎管角度，記憶體可儲(chǔ) 放 16 組檔案。 4 、俱慢速定位功能， 彎管角度穩(wěn)定， 重復(fù)精度達(dá)±°5 、錯(cuò)誤訊息在屏幕上顯示，幫助操作者立即排除。6、提供自行研發(fā)之座標(biāo)轉(zhuǎn)換彎管加工值，軟體可選購裝在桌上型電腦編輯計(jì)算。彎管機(jī)的彎管工藝的特點(diǎn)： 彎管機(jī)進(jìn)行管材的彎曲和板料的彎曲一樣。在純彎曲的情況下，外徑 為 D，壁厚為 t 的管子受外力矩 M 的作用發(fā)生彎曲時(shí)，中性層外側(cè)管壁受 拉應(yīng)力 1 作

4、用，管壁變??； 中性層內(nèi)側(cè)管壁受拉應(yīng)力 1 作用，管壁變厚。 而且，橫截面的形狀由于受合力 F1 和 F2 的作用由圓形變?yōu)榻茩E圓形， 當(dāng)變形量過大時(shí)，外側(cè)管壁會(huì)產(chǎn)生裂紋，內(nèi)側(cè)管壁會(huì)出現(xiàn)起皺。管材的變 形程度，取決于相對(duì)彎曲半徑 R/D 和相對(duì)厚度 t/D 數(shù)值的大小。 R/D 和 t/D 值越小，表示變形程度越大。為保證管件成形質(zhì)量，必須控制變形程度在v1.0 可編輯可修改許可范圍內(nèi)，管材彎曲成形極限不僅取決于材料的力學(xué)性能和彎曲方法， 而且還考慮管件的使用要求。管件的成形極限應(yīng)包含以下幾個(gè)內(nèi)容： 1） 中 性層外側(cè)拉伸變形區(qū)內(nèi)最大的伸長變形不超過材料塑性允許值而產(chǎn)生破 裂； 2） 中性層

5、內(nèi)側(cè)壓縮變形區(qū)內(nèi)，受切向壓應(yīng)力作用的薄壁結(jié)構(gòu)部分不致 超過失穩(wěn)而起皺； 3） 如果管件有橢圓度的要求時(shí)，控制其斷面產(chǎn)生畸變； 4） 如果管件有承受內(nèi)壓力的強(qiáng)度要求時(shí)，控制其壁厚減薄的成形極限。2. 彎管機(jī)的發(fā)展歷史結(jié)構(gòu)特點(diǎn) :我國的彎管機(jī)加工工藝， 從青銅器時(shí)代開始萌芽的， 并逐漸形成和發(fā)展。 從 殷商到春秋時(shí)期已經(jīng)有了相當(dāng)發(fā)達(dá)的青銅冶鑄業(yè)出現(xiàn)了各種青銅工具， 如：青銅 刀、青銅銼、青銅鋸等等。同時(shí)有出土文物與甲骨文記錄表明，這個(gè)時(shí)期的生產(chǎn) 的青銅工具和生活工具， 在制造過程中大都要經(jīng)過切削加工或研磨。 我國的冶鑄 技術(shù)比西歐早一千多年。滲碳、淬火、和煉鋼技術(shù)的發(fā)明，為制造堅(jiān)硬鋒利的工 具提供

6、了便利的條件。鐵質(zhì)工具的出現(xiàn)，表明金屬切削加工進(jìn)入了一新的階段。 有記載表明早在三千多年前的商代已經(jīng)有了旋轉(zhuǎn)的琢玉工具， 這也就是金屬切削 機(jī)床的前身。 70 年代在河北滿城一號(hào)漢墓出土的五銖錢，其外圓上有經(jīng)過車削 的痕跡，刀花均勻，切削振動(dòng)，波紋清晰，橢圓度很小。有可能將五銖錢穿在方 軸上然后裝夾在木質(zhì)的車床上， 用手拿著工具進(jìn)行切削。 美國自 20世紀(jì) 60 年代 就開始使用垂直液壓 （即立式）彎管機(jī)，可以彎制 762mm（ 630 英寸）各種壁厚 的鋼管。 70 年代后，冷彎機(jī)的性能進(jìn)一步完善，同時(shí)，彎管內(nèi)胎研制成功，與 冷彎機(jī)配套使用， 能夠彎制薄壁高強(qiáng)度大口徑的輸油輸氣管道鋼管， 最

7、大彎管直 徑達(dá)到 1524mm（60英寸） 。原蘇聯(lián)研制冷彎管機(jī)基本也是從 20世紀(jì) 60年代開始 的，功能與美國機(jī)器相仿， 但由于其主機(jī)液壓系統(tǒng)采取臥式結(jié)構(gòu)， 平面占用空間 較大，運(yùn)輸及現(xiàn)場(chǎng)擺布均存在較大困難。目前，世界上有美國、加拿大和德國等 發(fā)達(dá)國家近 10 家冷彎機(jī)生產(chǎn)廠，所產(chǎn)機(jī)型基本結(jié)構(gòu)均為垂直液壓式，內(nèi)胎形式 主要有氣動(dòng)式和液壓式兩種。 氣動(dòng)式結(jié)構(gòu)內(nèi)胎優(yōu)點(diǎn)在于行走速度快、 彎管預(yù)制效 率高，但需要另行配置空氣壓縮機(jī)，系統(tǒng)工作平穩(wěn)性差，難以控制。液壓式內(nèi)胎 借助于整機(jī)液壓站， 結(jié)構(gòu)緊湊， 且液壓傳動(dòng)平穩(wěn)可靠， 能夠保證管道在預(yù)制過程 中不發(fā)生橢圓變形。如今我國彎管機(jī)的設(shè)計(jì)特點(diǎn)具有以下

8、顯著的特點(diǎn)： 1. 搖臂，其作用是保證彎 管彎曲半徑符合要求， 其夾緊座是限制鋼管在彎曲過程中反彈。 2. 矯直輥一是防 止在彎曲過程中垂直方向變形， 與浮動(dòng)防橢圓夾具配合使用保證彎曲后的鋼管橢 圓度符合要求。 3. 導(dǎo)向輥裝置一有兩組導(dǎo)向輥和機(jī)架及夾緊傳動(dòng)系統(tǒng)組成， 導(dǎo)向 輥開合由液壓驅(qū)動(dòng)來完成，其功能是與搖臂共同完成鋼管水平方向的彎曲。 4. 推送裝置 （由小車、床身、傳動(dòng)軸、牽引鏈等組成 ） 推動(dòng)鋼管前進(jìn)，在搖臂和導(dǎo)向v1.0 可編輯可修改輥?zhàn)饔孟落摴墚a(chǎn)生彎曲。 5. 驅(qū)動(dòng)裝置它是推送裝置的動(dòng)力源。 6.泵站一分高壓和 低壓兩部分為導(dǎo)向輥開合、 搖臂夾緊座油缸、 推送裝置小車卡盤開合、

9、矯直輥開 合提供動(dòng)力。 隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展， 彎管機(jī)的型式日趨多樣化， 彎管性能也 在大幅度地提高。微型計(jì)算機(jī)、單片機(jī)、可編程控制器、先進(jìn)的交流伺服系統(tǒng)以 及新型液壓元器件和液壓技術(shù)的應(yīng)用，使彎管機(jī)的功能更趨完善。3. 彎管機(jī)的工作原理 :由電動(dòng)油泵（ 10），高壓油管（ 12），快速接頭（ 13），工作油缸（ 8），柱塞（7），彎管部件 包括上花板（ 3），下花板（ 14），模頭（ 4），輥軸（ 2）組成 由電動(dòng)油泵輸出的高壓油， 經(jīng)高壓油管送入工作油缸內(nèi)， 高壓油推動(dòng)工作油缸內(nèi) 柱塞，產(chǎn)生推力，通過1、車輪 2、輥軸 3、上花板 4、模頭 5 、連桿板 6、方檔塊 7、柱塞 8、油 缸

10、 9 、支架 10 、電動(dòng)油泵 11 、放油螺釘 12、高壓油管 13 、快速接頭 14 、 下花板4. 參考文獻(xiàn) :1 成大先 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) （單行本 ）M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 ,20042 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 化學(xué)工業(yè)出版社 ,19763 何存興，張鐵華 . 液壓傳動(dòng)與氣壓傳動(dòng) M. 第二版.武漢：華中科技大學(xué)出版 社， 20003 沈鴻 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M 北京 機(jī)械工業(yè)出版社 ,19825 楊寶光 . 液壓機(jī) M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，6 俞新陸 . 鍛壓機(jī)械液壓傳動(dòng) M 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，v1.0 可編輯可修改二、選題依據(jù)、主要研究內(nèi)容、研究思路及方案1. 課題的目的與意義

11、 :液壓彎管雖然具有傳遞功率大、 控制精度高、 響應(yīng)速度快的優(yōu)點(diǎn)， 但也具有 一些不足之處，如：由于操縱者動(dòng)作太多，生產(chǎn)效率底；機(jī)器損耗大，使用壽命 減短；所需要操作人員多，人工費(fèi)用較大，產(chǎn)品成本較高。所以在進(jìn)一步的研究 中提出采用電機(jī)液壓混合式驅(qū)動(dòng)， 這樣可以在電機(jī)、 液壓各自的優(yōu)勢(shì)地方采用最 合理驅(qū)動(dòng)方式來降低生產(chǎn)成本， 能實(shí)現(xiàn)自動(dòng)檢測(cè)、 控制產(chǎn)品的彎曲角度， 提高生 產(chǎn)效率，提高加工精度。2. 課題發(fā)展現(xiàn)狀和前景： 在航空、航天、船舶、汽車、摩托車、空調(diào)等制造業(yè)中，大量應(yīng)用到對(duì)管材 的彎曲加工作業(yè)， 如何將管材彎曲成復(fù)雜的空間幾何形狀， 并保持工藝要求的精 度，一直是人們所關(guān)心的問題。近

12、十幾年來，國內(nèi)的許多汽車、摩托車、空調(diào)生 產(chǎn)廠家引進(jìn)了用于管材彎曲成形加工的 CNC彎管機(jī)，這種彎管機(jī)以它在同一臺(tái)機(jī) 器上可實(shí)現(xiàn)管材的各種復(fù)雜彎曲加工， 以及加工精度高和對(duì)管材外表面損傷小等 特點(diǎn)，在管材的彎曲成形加工方法中占有非常重要的地位。 所以液壓彎管機(jī)將取 代傳統(tǒng)的彎管機(jī)而成為彎管生產(chǎn)的主要設(shè)備。 通過分析液壓彎管機(jī)的使用范疇可 以看出未來電動(dòng)液壓彎管機(jī)的未來發(fā)展趨勢(shì)還是非常不錯(cuò)的。 而且近年來的發(fā)展 也是比較順利的，所以這個(gè)行業(yè)能夠?qū)⒈豢春谩?. 課題主要內(nèi)容和要求：1. 彎管機(jī)的總體布置； 要求： a初選彎管機(jī)類型；b. 各組成部分結(jié)構(gòu)簡圖；c. 確定彎管機(jī)的外形尺寸并畫出總體尺寸

13、聯(lián)系圖。2. 電動(dòng)液壓彎管機(jī)的整體工藝設(shè)計(jì)和傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)； 擬定的方案內(nèi)容有：工藝分析，主要技術(shù)參數(shù)，傳動(dòng)系統(tǒng)及參數(shù)的確定，傳動(dòng)路 線圖。3. 電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)與液壓系統(tǒng)的設(shè)計(jì)： 電動(dòng)機(jī)設(shè)計(jì)： 確定電動(dòng)的規(guī)格型號(hào)以及其傳動(dòng)方式。 液壓傳動(dòng)設(shè)計(jì)：確定液壓泵的型號(hào)與液壓傳動(dòng)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及其結(jié)構(gòu)參數(shù)優(yōu)化4. 設(shè)計(jì)的主要技術(shù)參數(shù)： 最大工作壓力： 40Mpav1.0 可編輯可修改最大工作行程： 205mm 彎管角度： /2 a< 曲率半徑： 4D 管子外徑系列： × × × 42× 48× 60×（直徑） 整機(jī)重量： 80Kg要求根據(jù)市場(chǎng)需求

14、和給定的技術(shù)參數(shù)設(shè)計(jì)出一臺(tái)液壓彎管機(jī)， 要求能方便的 調(diào)整工作參數(shù)以滿足不同直徑管道和不同角度要求的管件彎曲 , 解決自動(dòng)旋轉(zhuǎn)、 自動(dòng)進(jìn)給、調(diào)整彎曲誤差等問題 ; 對(duì)液壓彎管機(jī)進(jìn)行技術(shù)設(shè)計(jì)，作出二維裝配圖 及技術(shù)說明。4. 研究方法、步驟：1.通過調(diào)研，以及查閱相關(guān)資料， 了解液壓彎管機(jī)的工作原理并對(duì)其進(jìn)行分 析。 2. 初步擬定整體方案， 特別是控制方式與機(jī)械本體的有機(jī)結(jié)合的設(shè)計(jì)方案。 3. 根據(jù)給定的技術(shù)參數(shù)進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算， 選擇合適的結(jié)構(gòu)。 4. 液壓彎管機(jī)的機(jī)械部 分設(shè)計(jì)。在符合液壓彎管機(jī)工作原理的情況下， 對(duì)液壓彎管機(jī)的機(jī)械部分進(jìn)行設(shè) 計(jì)，盡量使液壓彎管機(jī)結(jié)構(gòu)簡易化。 5. 液壓彎管機(jī)的電氣部分設(shè)計(jì)。 為了實(shí)現(xiàn)液 壓彎管機(jī)的自動(dòng)化目的，我們將對(duì)其進(jìn)行智能控制，在滿足其自動(dòng)