文献综述 席燕飞20120315.doc

本科毕业设计
（文献综述）

题 目 钢筋自动调直机设计________
姓 名 席燕飞
专 业 机械设计制造及其自动化
学 号 200833061
指导教师 张莉

郑州科技学院机械工程系
二○一二年三月

摘 要
本文主要介绍一种工程机械—钢筋自动调直机，它够将卷曲的钢筋拉直，并将钢筋切成一定长度。机械结构分钢筋调直和钢筋切断两部分；工作时钢筋调直机构可以自动送入钢筋，并将钢筋拉直；当输出的钢筋达到一定长度时再由钢筋切断机构将钢筋切断。

关键词：工程机械；钢筋自动调直机；钢筋加工

在钢筋混凝土中，钢筋是不可缺少的构架材料，而钢筋的加工和成型直接影响到钢筋混凝土结构的强度、造价、工程质量以及施工进度。所以，钢筋加工机械是建筑施工中不可缺少的机械设备。在实际生产中，钢筋全是以圆盘状出现的，这样生产者方便运输，但工地施工时所需要的钢筋都为直钢筋，这是钢筋校直机的作用是不可缺少的，它将盘状钢筋校直成为直钢筋用于建筑中。
1 历史背景
钢筋技术推广的社会和经济效益十分显著，因此高强钢筋得到了广泛的应用。欧美等工业发达国家对混凝土结构中钢筋的性能要求较高，多采用400到500MPa可焊钢筋其实物的质量高于标准规定。盘卷供料的钢筋需要校直后才能使用，目前国内还没有能满足校直性能较高的钢筋校直机，国内钢筋校直机现有的校直强度都在350MPa左右。 20世纪70年代我国改革开放以后接触到大量的国外设计研制成果。有小到Φ1.6mm金属丝校直机和大到Φ600mm管材校直机。有速度达到300m／min的高速校直机和精度达到0.038mm／m的高精度校直机。同时也引进许多先进的校直设备。如英国的布朗克斯(BRONX)校直机，德国的凯瑟林(Kieserling)校直机、德马克(Demag)连续拉弯校直机及高精度压力校直机，日本的薄板校直机等。
我国科技界也一直在努力提高自己的科研设计和创新能力。从20世纪50年代起就有刘天明提出的双曲线辊形设计的精确计算法及文献提出的校直曲率方程式。60～80年代在辊形理论方面有许多学者进行深入的研究并取得了十分可喜的成果，还召开了全国性的辊形理论讨论会，产生了等曲率反弯辊形计算法。进入90年代我国在赶超世界先进水平方向又迈出了一大步，一些新研制的校直机获得了国家的发明专利，一些新成果获得了市、省及部级科技成果进步奖，有的获得了国家发明奖。近年来我国在反弯辊形七斜辊校直机、多斜辊薄壁管材校直机、3斜辊薄铜管校直机、复合转式校直机、平行辊异辊距校直机及校直液压自动切料机等研制方面相继取得成功，在矫直高强度合金钢方面也已获得很好的矫直质量。
2 我国钢筋切断机的发展方向
纵观我国建筑用钢筋切断机的总体水平，与国际上先进产品相比还是比较落后。主要表现在，企业生产规模小，产品的技术含量低，生产效率低下。大部分产品调直速度较低，钢筋的直线度不高，表面划伤较重。造成这种局面的主要原因在于，我国的建筑用钢筋切断机市场还没有真正形成，还处在地域及价格因素占主导位置的过渡阶段，尚未进入真正的市场竞争阶段。生产企业多而零散，且大都处在一种小而全、小而不全的状态，在这些生产企业中很难形成强大的技术投入在这种条件下，企业之间相互抄袭现象严重，很难找到拥有自主知识产权的产品，尚没有出现可以称得上领军式的企业。建筑用新Ⅲ级钢筋的推广使用为钢筋切断机的生产企业提供了广阔的发展空间。为此，许多企业投入大量资金，争相开发、研制适合新Ⅲ级钢筋要求的高速、大直径钢筋切断机。
在传统的调直模式和曲线辊式调直切断机中广泛采用的锤击式切断机构，长期以来一直存在连切的问题，被行业称之为老大难问题。多少年来，许多生产企业和使用单位为此伤透了脑筋，想尽了各种办法，始终没有彻底解决。随着专利技术“锤击式冲压及切断设备的零连切装置”的开发与应用，不仅彻底解决了锤击式切断机构的连切问题，而且调直度好，长度误差小，受到了新老户、特别是广大钢筋焊网企业的热烈欢迎。仅传统设备改造一项就为开发企业带来一大片市场。采用剪式切断机构的新型对辊式钢筋切断机的使用，不仅明显地降低了对冷、热轧带肋钢筋表面的伤，也使得钢筋的调直速度由过去的40-60m/min，提高到90-120m/min、150m/min，甚至达到180m/min以上，直线度≤3mm/m，长度误差±2mm，完全可以和国外产品媲美。 复合式（对辊+调直模式）钢筋切断机，不仅保持了传统产品调直度好的特点，同时也使对辊式调直机的优势得到了充分发挥，调直速度由过去的30-50m/min 提高到80m/min。调直钢筋的范围也由φ5-10mm提高到φ14mm，定尺精度≤10mm。
在电气控制方面，众多企业纷纷淘汰传统的电气控制技术，竟相采用先进的PLC 式电脑控制，不仅使控制单元得到了简化，整机的运行更加稳定、可靠，维护更加简单，更使我国建筑用钢筋切断机的整体水平跃上一个新的台阶，极大地缩短了与国际上先进产品的差距。面对空前广阔的钢筋切断机市场，广大生产企业也面临严峻的挑战。多年来，受运输长度等多种因素影响，大型轧钢企业生产的直径小于φ14钢筋都是以盘条形式走向市场。目前已有个别企业看准后续加工，即钢筋的调直与定尺切断，中的可观利润，开始购入单机。一旦这些企业实现并完成对现有生产线的改进，将以往的盘条改为直条走向市场，势必对现有的钢筋切断机市场，特别是对钢筋切断机生产企业形成巨大的冲击。人无远虑，必有近忧，这是一个应该引起广大钢筋切断机生产企业十分重视的大问题。
3 设计内容：
3.1 总体设计
钢筋校直机结构主要有机架、校直机构、调直机构、传动机构组成。机架主要是由钢板焊接而成。调直机构采用是轮辊式，主要是由校直轮、轴、齿轮组成。钢筋调直机的切断机构由PLC自动控制，人工输入数值后，可以实现定长定量进行切断。传动系统主要由电动机和V带轮构成。
3.2 校直系统的设计
钢筋校直机的校直机构采用的是轮辊式，它的作用实质是施加频率较高的周期性交变应力，是材料产生超过其弹性限度的变形，交替变形达一定程度后，原来的弯曲即被抵消，达到校直的目的。
3.3 切断机构的设计
切断机构主要由数控装置、曲轴、活动刀、固定刀构成，当钢筋达到所需长度时，切断机构自动进行切断，并且完成所需数量后便自动停车。
3.4 传动系统的设计
传动系统采用的是V带传动，电机通过一个二级V带传递到钢筋校直机的主轴上，主轴转动带动送料轮，达到输送钢筋到校直机的作用钢筋校直机以电动机为动力元件，电动机通过二级V带轮机构，降低转速传至主动轴，使主动轴上的送料轮达到输送钢筋到校直机构进行校直送料机构和出料结构相同。由送料机构输送钢筋到小指机构，钢筋在校直机构中进行校直，在送到出料机构完成校直过程。
4 小结
我国经济建设的飞速发展为建筑行业，特别是为建筑机械的发展提供了一个广阔的发展空间。面对竞争日益激烈的我国建筑机械市场，加强企业的经营管理，加大科技投入，重视新技术、新产品的研究开发，提高产品质量和产品售后服务水平，积极、主动走向市场，使企业的产品不断地满足广大用户的需求，尽快缩短与国外先进企业的差距，无疑是我国广大钢筋切断机生产企业生存与发展的必由之路。
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