本次設(shè)計全面闡述冷彎機(jī)的結(jié)構(gòu)原理和設(shè)計特點(diǎn)，并對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。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)計的設(shè)計主要包括：電動機(jī)的選取，傳動部分的設(shè)計，減速器的設(shè)計,軸系部件的設(shè)計。其中傳動部件中軸的設(shè)計、齒輪的設(shè)計以及鏈傳動是本次設(shè)計的重點(diǎn)此次設(shè)計在吸取類似產(chǎn)品的技術(shù)優(yōu)點(diǎn)的同時，采用結(jié)構(gòu)簡單、使用價格低，并且符合設(shè)計要求。
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), 廠房的大跨度達(dá)30m, 內(nèi)設(shè)吊車的大起重量為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] 、工程綜合造價低等特點(diǎn), 其優(yōu)勢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 年代制造第臺解放牌汽車時, 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)量大, 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。
過對冷彎行業(yè)的了解（本市加工廠和網(wǎng)絡(luò)），認(rèn)識到冷彎加工行業(yè)進(jìn)來對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，其大特點(diǎn)是在設(shè)計方法上強(qiáng)調(diào)經(jīng)驗與理論的結(jié)合，該系統(tǒng)不僅能對任意斷面形狀的產(chǎn)品進(jìn)行工具設(shè)計[4]，而且能對整條冷彎生產(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。
目前對冷彎成型的數(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)確地計算分析成型過程、檢驗工具設(shè)計模型、設(shè)計結(jié)果,從而使工具設(shè)計成本和風(fēng)險性大大降低。
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)的朱書棟等對冷彎成型的基本理論進(jìn)行了全面的研究，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，對冷彎型鋼的孔型設(shè)計和生產(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、應(yīng)變場和應(yīng)力場，對具體的設(shè)計、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)先開展冷彎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，但其價格昂貴，設(shè)計過程繁瑣，操作復(fù)雜，設(shè)計理論、思想實行技術(shù)，盡管對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)又處在個新的發(fā)展高潮，因此應(yīng)該抓住這個機(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)。
傳動系統(tǒng)采用鏈?zhǔn)絺鲃?，電機(jī)選用變頻調(diào)速電機(jī)，通過減速器減速驅(qū)動電機(jī)齒輪，電機(jī)齒輪帶動大齒輪運(yùn)轉(zhuǎn)，通過鏈條的傳動帶動軸的轉(zhuǎn)動，軸通過大小弧齒輪的傳動使軋輥轉(zhuǎn)動，其中軋輥主動被動，而軋輥自轉(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)的傳動部分，所以在設(shè)計過程中的難點(diǎn)是：通過工件需求對電機(jī)的確定、各傳動部件的計算以及確定
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，且易于實現(xiàn)控制。整個傳動系統(tǒng)安裝在底座上，傳動結(jié)構(gòu)要求緊湊，外廓尺寸小。因此要保證傳動比大，傳動效率高，傳動平穩(wěn)性和可靠性較好，使得整個傳動系統(tǒng)緊湊。二級減速為斜齒圓柱齒輪傳動，同時具備上述特點(diǎn)，充分滿足生產(chǎn)要求。
冷彎鋼材在行走時主要受到輔助系統(tǒng)門式托架的滾動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)動主動滾輪轉(zhuǎn)動的力矩并不是很大，所以驅(qū)動電機(jī)功率般較小，Y系列三相異步交電動機(jī)小功率即可滿足要求。
傳動方案的確定
機(jī)械傳動系統(tǒng)擬定的般原則
（1）采用簡短的運(yùn)動鏈；
采用盡可能簡短的運(yùn)動鏈，有利于降低零部件的重量和制造成本，也有利于提高機(jī)械傳動效率和減小積累誤差[7]。為了使運(yùn)動鏈盡量短，所以應(yīng)注意原動機(jī)的類型和運(yùn)動參數(shù)的選擇，以簡化傳動鏈。
（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)動或動力要求時，可以適當(dāng)?shù)貙ζ溥M(jìn)行變異或組合。
（3）合理安排不同類型傳動機(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?？偸前才旁谶\(yùn)動鏈的末端，與執(zhí)行機(jī)構(gòu)靠近。其次，帶傳動等摩擦傳動，般都安排在轉(zhuǎn)速較高的運(yùn)動鏈的始端，以減小其傳遞的轉(zhuǎn)矩，從而減小其外形尺寸。這樣安排，也有利于啟動平穩(wěn)和過載保護(hù)，而且原動機(jī)的布置也方便。
（4）合理分配傳動比；
運(yùn)動鏈的總傳動比應(yīng)合理分配給各級傳動機(jī)構(gòu)，具體分配方法應(yīng)注意以下幾點(diǎn)：
? 各種傳動的每級傳動比要在值范圍內(nèi)，以符合各種形式的傳動特點(diǎn)，有利于發(fā)揮性能，并使結(jié)構(gòu)緊湊。如級傳動比過大，對機(jī)構(gòu)的性能和尺寸都是不利的。例如當(dāng)齒輪傳動的傳動比大于8至10時，般應(yīng)設(shè)計成兩級傳動；當(dāng)傳動比在30以上時，常設(shè)計成兩級以上的齒輪傳動。但是，對于帶傳動來說，般不采用多級傳動。
? 當(dāng)傳動鏈為減速傳動時，必須十分注意機(jī)械的安全運(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)象的摩擦傳動或裝置安全聯(lián)軸器等。對于以上要求，在設(shè)計過程中應(yīng)盡量滿足。
（5）兩種方案的對比
本次設(shè)計中，在動力傳動過程是有兩種方式，帶傳動和鏈?zhǔn)絺鲃印Ｒ虼嗽谶x擇時要充分考慮工作環(huán)境和工作強(qiáng)度等因素。
? 帶傳動與鏈傳動的優(yōu)缺點(diǎn)
帶傳動靠摩擦力工作且?guī)Ь哂袕椥裕芫徍蜎_擊，吸收震動，傳動平穩(wěn)無噪音;結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)制造方便，成本較低同時具有過載保護(hù)作用。鏈傳動用在工作可靠，低速重載，工作環(huán)境惡劣，以及其他不宜采用齒輪傳動和帶傳動的場合，例如翻土機(jī)的運(yùn)行機(jī)構(gòu)采用鏈傳動，雖然經(jīng)常受到土塊、泥漿和瞬時過載等的影響，依然能夠很好的工作。
? 帶傳動在高速級，鏈傳動在低速級
若將鏈傳動放置高速級，加劇運(yùn)動的不均勻性，動載荷變大，震動和噪音增大，降低鏈傳動的壽命，鏈傳動只能實現(xiàn)平行軸間的同向傳動，運(yùn)轉(zhuǎn)時不能保證恒定的瞬時傳動比，磨損后易發(fā)生跳齒，工作時有噪音，不宜用在載荷變化很大、高速和急速反向的傳動中，即應(yīng)布置在低速級[8]。而若將帶傳動放置低俗級，使結(jié)構(gòu)尺寸增大，及應(yīng)布置在高速級，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，功率不變的情況下，高速級速度高，帶傳動所需的有效拉力小，帶傳動的尺寸也較小。
而在本次設(shè)計中，除傳動比要求不是很高，外加工作環(huán)境的影響。因此決定采用鏈?zhǔn)絺鲃印?/strong>
通過對以上內(nèi)容的了解和分析結(jié)合在實習(xí)和老師的多次指導(dǎo)終確定了冷彎機(jī)的整體傳動方案。
據(jù)W&H公新介紹，用于生產(chǎn)多層(3層、5層、7層)阻隔復(fù)合薄膜的吹膜生產(chǎn)線，大產(chǎn)量達(dá)1000kg／h；厚度可控制在7?251xm，在滿足功能需要的條件下，超薄型薄膜節(jié)約了資源，減少了包裝廢棄物，符合環(huán)保要求；由于采用了新的技術(shù)，氣泡更加穩(wěn)定，對薄膜厚度偏差的控制更加。目前國內(nèi)也開發(fā)了5層共擠出阻隔性薄膜吹塑設(shè)備，但其產(chǎn)品般適用于低端市場的需要。共擠出復(fù)合法的另種工藝是共擠出延，延薄膜是聚合物熔體通過T型平縫模頭，在冷卻輥上驟冷而生產(chǎn)的種無拉伸平擠薄膜。我國延薄膜的生產(chǎn)始于80年代從日本和德國引進(jìn)的單層延生產(chǎn)線，到90年代中期引進(jìn)的3層或5層的共擠延設(shè)備，國外已出現(xiàn)7層和9層的薄膜結(jié)構(gòu)的生產(chǎn)線。目前國內(nèi)有延薄膜生產(chǎn)線近50條，年總產(chǎn)能達(dá)16．5t左右，近上來，由于多層共擠吹膜的發(fā)展迅猛，沖擊了延薄膜的部分市場，因此其需求相對疲軟。但是隨著新材料的開發(fā)和新設(shè)備的使用，提高了生產(chǎn)效率，增加了產(chǎn)品的類型，新的應(yīng)用領(lǐng)域不斷拓寬，延膜的制造正在進(jìn)入新輪投資熱潮。
