1、目錄目錄這是目錄內容這是目錄內容這是目錄內容這是目錄內容這是目錄內容這是目錄內容這是目錄內容這是目錄內容項目背景 鋼筋在建筑上應用非常廣泛，它可以用作預制構件，鋼筋混凝土和箍筋等。為此，需要鋼筋切斷機按所要求的鋼筋的規(guī)格的長度將其切斷。 鋼筋切斷機是鋼筋加工必不可少的設備之一，它主要用語房屋建筑、橋梁、隧道、電站、大型水利等工程中對鋼筋的定長切斷，一般都是用于剪切建筑用的I級鋼，剪切鋼筋直徑為640毫米。 鋼筋切斷機有機械傳動和液壓傳動兩種。機械傳動構造簡單，工作可靠，維修方便，液壓傳動無噪音，體積小，重量輕，移動方便。 但液壓傳動結構復雜，一旦出現故障難以排除，故目前較多使用的仍然是機械傳動

2、的鋼筋切斷機。 (一)機械傳動鋼筋切斷機 圖1-1為連桿驅動式鋼筋切斷機的外形，其傳動系統(tǒng)如圖1-2所示。 國內外切斷機的對比 由于切斷機技術含量低、易仿造、利潤不高等原因，所以廠家?guī)资陙砘揪S持現狀，發(fā)展不快，與國外同行相比具體有以下幾方面差距。 1) 國外切斷機偏心軸的偏心距較大，如日本立式切斷機偏心距24mm，而國內一般為17mm看似省料、齒輪結構偏小些，但給用戶帶來麻煩，不易管理因為在由切大料到切小料時，不是換刀墊就是換刀片，有時還需要轉換角度。 2) 國內切斷機刀片設計不合理，單螺栓固定，刀片厚度夠薄，40型和50型刀片厚度均為17mm；而國外都是雙螺栓固定，2527mm厚，因此國

3、外刀片在受力及壽命等綜合性能方面都較國內優(yōu)良。 3) 國內切斷機每分鐘切斷次數少國內一般為2831次，國外要高出1520次，最高高出30次，工作效率較高。 4) 國外機型一般采用半開式結構，齒輪、軸承用油脂潤滑，曲軸軸徑、連桿瓦、沖切刀座、轉體處用手工加稀油潤滑國內機型結構有全開、全閉、半開半閉3種，潤滑方式有集中稀油潤滑和飛濺潤滑2種。 問題提出 綜上，目前國內建筑工地使用的鋼筋切斷機雖能完成切斷動作，但其執(zhí)行機構沒有考慮到對切刀運動規(guī)律和動力特性的要求，切刀工作過程中產生的沖擊很大，切斷效率較低。因此，有必要將現存的鋼筋切斷機加以改進，重新設計，以獲得動態(tài)性能較好的鋼筋切斷機，使其實現操作

4、簡便、調節(jié)方便、落料簡單、生產效率高等特點。 設計要求 基本工作要求：用手工將不同規(guī)格的鋼筋按所需長度送至刀口，將其切斷；以后再次送入，作下次截斷。 運動要求： i) 在切斷過程中，要求切斷速度盡可能小，速度盡可能均勻，以保證切削質量，減少沖擊; ii) 保證切刀行程H; iii) 切刀空行程中速度盡可能快，以提高效率； iv) 保證切刀的每分鐘切斷次數（生產率）。 動力要求:切刀能產生足夠的沖力克服工作阻力，要有較好的傳動性能。有關數據有關數據 擬采用三相異步電機作動力源，初定電機轉速n2880rpm； 切鋼筋的最大直徑 dmax40mm； 動刀通過的距離H=44mm； 其生產率分型號依次為

5、42次/ 分； 刀在切斷過程中所受工作阻力P=400kN，其它行程無阻力。 整個機器的尺寸范圍為：長寬高1600500750mm。 3 電機驅動 電機驅動是較為常用和傳統(tǒng)的驅動方式，特別是三相交流異步電機應用更為廣泛。三相異步電機的輸出功率比較大，完全可以滿足本設計的驅動要求。 綜合考慮本設計的使用功能性能要求以及工況設計成本，本設計采用三相異步電機作為驅動原機 傳動裝置方案選擇 1 若采用液壓泵作為驅動裝置，則應選擇液壓的傳動方式，本設計已經不予以考慮。 2 帶傳動 帶傳動為撓性傳動，具有防抱死工況的發(fā)生，所以在以內燃機或工況較惡劣工作下的電機為原機時常被采用，特別常在第一級傳動中出現；但由

6、于是靠摩擦來傳遞動力，導致部分能量轉化為熱，效率下降。盡管如此該傳動方式符合本設計要求，予以考慮。 3 齒輪傳動 在機械傳動中應用最廣泛的傳動方式，其傳動準確可靠，效率很高，噪聲小，可以滿足不同工況要求，但其加工成本比較高，可實現傳動比不是很大，需要多級傳動才能達到大傳動比的要求。 4 組合傳動 由于機械運動形式、運動規(guī)律和機械性能等方面要求的多樣性和復雜性，而以上傳動機構的局限性，因此常常需要將幾種機構配合起來，形成組合傳動機構。 日前使用的小型鋼筋切斷機的傳動方式，多采用展開式，如圖3-2所示，其三根傳動軸軸線呈三角形空間平行分布。 （2）從傳動方式上進行改進，采用回歸式傳動方案，如圖3-

7、3所示。其三根傳動軸軸線呈平面分布，其中有兩條軸線重合。這種回歸式傳動方式較展開式傳動方式結構更為緊湊。改變后的曲軸為空心偏心曲軸，而空心軸具有承受較高彎扭載荷的能力和重量輕的特點。因而，采用回歸式傳動方式使傳動方案更趨合理。 (3) 將傳動式傳動增加一級齒輪傳動，適當增大傳動比，改善受力情況。上述（2）傳動方案對多級傳動結構改善并不明顯，所以依舊采用傳統(tǒng)式。運動簡圖，如圖3-3所示。 圖3-3 傳統(tǒng)三級傳動運動結構簡圖 執(zhí)行裝置方案選擇 執(zhí)行機構選擇的關鍵是將旋轉運動轉化為直線運動，同時保證好的運動和動力特性。有以下三種方案： 1 采用曲柄滑塊機構，如圖3-4所示，優(yōu)點是結構簡單，制造成本低

8、，缺點是運動軌跡設計很難達到設計要求，從而導致動力特性不是很好。 2 采用齒輪齒條機構，如圖3-5所示，優(yōu)點傳動比精確，但在本方案中，亦沒有這方面的要求，且動刀運動需要較好的急回特性，明顯該機構不滿足，故舍棄。圖3-4 曲柄滑塊機構 3 采用凸輪機構，如圖3-6所示，該方案優(yōu)點是設計靈活，可以達到高精度的運動曲線和運動特性要求，但設計也相對復雜。 圖3-5 齒輪齒條機構 圖3-6 凸輪機構 綜上， 本設計采用方案1，性能可以達到設計要求。系統(tǒng)控制方案選擇 如前面圖3-3所示，開啟制動通過操縱桿離合器控制，在這里不做詳細介紹，有意者可以查閱相關書籍資料 齒輪傳動機構參數設計選擇 I軸齒輪 Z1=

9、17 m=3 齒寬40 II軸齒輪 Z2=63 m=3 齒寬28 Z3=12 m=5 齒寬 57 軸齒輪 Z4=22 m=5 齒寬44 Z5= 13 m=7 齒寬77 軸齒輪 Z6=48 m=7 齒寬66 傳動比 62413525.1ZZ ZiZ Z Z執(zhí)行機構參數設計選擇執(zhí)行機構參數設計選擇 1.3.1切斷過程中的等效阻力矩，執(zhí)行機構的運動模型.見圖3-6 R為曲軸的偏心距;O點為刀片運動的前死點，為活動 刀片開始切入時的行程，為最大剪切力出現時的 行程; 為切斷時的行程。 1.3.2 活動刀座的受力分析.活動刀座在工作過程中，受到連桿作用力F，切割阻力F(S)，導軌摩擦阻力f，導軌的支承力N等作用，記活動刀座質量為，運動加速度為a二其受力情況見圖3-7所示。根據受力平衡得： 2FcosF(S)ccfm a2Fsincm gN fN 根據 式得： 222tan( )tan1tancm gmaF Sfu 執(zhí)行機構的運動參數，由圖3-6 得： 5(2)022()jjjRel elRS e 可推出 1522sintan1sin2Rl.555cosco