5）彎管機在彎曲時，液壓油的泄漏造成嚴重污染，噪音大，消耗大量能源，效果比較差。 6）彎曲大口徑管道不能一次完成，速度慢。 2彎管機彎曲裝置的設計 2.1 彎曲裝置的設計。 經(jīng)過認真分析彎管加工中的新技術(shù)、新工藝，針對普通彎管機存在的一系列問題，本著低投資、高效率的原則，本設計重新設計了彎管機的彎管彎管機主傳動機構(gòu)。彎管機機提高其加工自動化程度，從而大大提高工作效率，簡化其結(jié)構(gòu)，提高彎曲加工精度。 2.1.1彎管機工作原理本次設計的彎管機主要由機械系統(tǒng)和液壓系統(tǒng)兩部分組成。 其工作原理如圖2-1所示：管材由送料機構(gòu)送料，送料機構(gòu)首先由液壓缸驅(qū)動。 夾緊模具4夾緊管材，同時伺服電機2旋轉(zhuǎn)，帶動主動模輪3實現(xiàn)輔助送料。 這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：減少管道表面的摩擦和損傷，提高管道的加工精度。 彎曲時，管材經(jīng)過3、4，液壓缸驅(qū)動夾緊模具4將管材夾緊。 前端置于主模輪1內(nèi)，彎曲模輪5用于抵住外端。 彎曲模與主動模保持一定的偏心距L，當彎曲模5開始接觸工件時，該段工件開始向主模輪1方向彎曲。在送料機構(gòu)的推動下，驅(qū)動輪3，管子一側(cè)彎曲。 進料側(cè)受力彎曲，形成所需的彎管。

圖 2-1 工作原理示意圖 主模輪 2. 伺服電機 3. 主動模輪 4. 夾緊模 5. 彎曲模 6. 曲柄機構(gòu) 2.1.2 彎曲裝置傳動機構(gòu)設計彎管機的主彎曲裝置針對管材的彎曲成型，主要是彎曲機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)。 其傳輸系統(tǒng)可分為多種類型。 常見的包括：一是動力源（如伺服電機、液壓電機等）通過傳動鏈條（鏈條傳動、皮帶傳動等）直接驅(qū)動折彎機構(gòu)旋轉(zhuǎn)，實現(xiàn)折彎； 另一種是齒輪傳動系統(tǒng)。 本設計采用的傳動系統(tǒng)為齒輪傳動系統(tǒng)，采用兩級行星齒輪減速，滿足彎管機低速大扭矩的工作要求。 本設計根據(jù)彎管原理，經(jīng)過分析比較，確定了如圖所示的主要傳動結(jié)構(gòu)。 這種新型傳動機構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、體積小、性能好、操作方便。 它包括軸座、裝配在軸座前端并裝有動力輸出軸的動力源、固定在動力輸出軸上的小錐齒輪、與小齒輪嚙合的大錐齒輪和大錐齒輪。錐齒輪連接到活動臂之間的行星齒輪組； 行星齒輪組包括樞接在軸座上的轉(zhuǎn)軸、與轉(zhuǎn)軸連接的中心齒輪軸、與轉(zhuǎn)軸固定裝配的若干銷軸、銷軸上的小行星齒輪組，內(nèi)齒圈與行星齒輪嚙合。小行星齒輪。 彎管時，伺服電機通過兩級行星齒輪機構(gòu)減速，將動力傳遞給主輪模具，帶動活動臂完成彎管動作，從而達到彎管的目的。 本次設計的彎管機主傳動裝置安裝在彎管機一端的底座上，驅(qū)動樞接于底座一側(cè)的彎管機旋轉(zhuǎn)。 主傳動裝置包括： (1)電動機，安裝在底座上，包括動力輸出端； (2)傳動組，主要包括兩級行星齒輪機構(gòu)，以滿足彎管機低速大扭矩的要求； (3)動力源為電動機，其動力輸出端為主軸。

2.2彎管機彎曲裝置的計算彎管機彎曲裝置由曲柄機構(gòu)、傳動機構(gòu)、主模輪、彎管模輪組成。 首先由液壓缸驅(qū)動曲柄機構(gòu)夾緊管道。 在機器的推動下，曲柄機構(gòu)和彎管模具一起旋轉(zhuǎn)，達到彎管的目的。 本設計主要是為了改進傳動機構(gòu)。 2.2.1 彎曲裝置主傳動計算 如圖2-2所示，彎管機的彎管傳動部分為行星齒輪機構(gòu)。 為了便于計算，將其轉(zhuǎn)換成示意圖如圖2-3所示。 圖2-3 行星齒輪機構(gòu)示意圖。 與普通齒輪傳動相比，行星齒輪傳動最顯著的特點是在傳遞動力時可以分割動力； 同時，輸出軸的軸線與輸入軸線在同一直線上。 因此，在某些領(lǐng)域，采用行星齒輪進行傳動，作為各種機械行業(yè)的傳動裝置，正在逐漸取代單一齒輪進行傳動，并且行星齒輪在一定程度上也可以取代一些機械裝置，如變速等。 。 裝置中的減速機及其增速機等。特別是對于那些傳動效率要求較高的領(lǐng)域（航空航天工業(yè)、武器裝備、礦山等），要求體積小、結(jié)構(gòu)緊湊、傳動效率相對較高，有良好的前景。 如今，行星齒輪廣泛應用于各行各業(yè)。 傳動時，動力從中心太陽輪軸a傳遞，內(nèi)齒輪固定。 假設其旋轉(zhuǎn)速度為 ，角速度為 。 行星輪公轉(zhuǎn)帶動支架旋轉(zhuǎn)。 轉(zhuǎn)速為： 為中心輪a相對于支架x的相對轉(zhuǎn)速與內(nèi)齒輪b相對于支架x的相對轉(zhuǎn)速之比； p是內(nèi)齒輪b與中心齒輪a的齒輪比。

本設計中，已知：,,，假設=1500r/min，則行星齒輪的傳動比為： 轉(zhuǎn)換機構(gòu)的傳動比為： 由此得出：p=3，則該行星齒輪傳動的傳動比 Ratio = 1 + 3 = 4 支架的轉(zhuǎn)速（r/min）從而實現(xiàn)一級減速。 同樣可以實現(xiàn)兩級減速，可以滿足彎管機彎管時低速大扭矩的工作要求。 行星齒輪傳動的主要特點是：體積小、質(zhì)量輕、結(jié)構(gòu)緊湊、承載能力大； 傳輸效率高。 由于行星齒輪傳動結(jié)構(gòu)的對稱性，有利于提高傳動效率，其效率可達0.97~0.99； 傳動比大，可實現(xiàn)運動的合成與分解； 運動平穩(wěn)，抗沖擊、振動能力強。 但行星齒輪傳動也有一些缺點：材料優(yōu)質(zhì)、結(jié)構(gòu)復雜、制造和安裝困難。 2.2.2彎曲裝置驅(qū)動力矩的計算為防止彎管機彎曲過程中管材在運輸過程中出現(xiàn)水平方向晃動，影響后續(xù)管材的彎曲，造成管材報廢。 。 我們添加了一些裝置來固定它而不晃動，并讓彎曲能夠正常工作。 由于管道與夾具之間存在滑動摩擦阻力，因此創(chuàng)新型彎管機提供的驅(qū)動扭矩不僅要克服管道彎曲時產(chǎn)生的扭矩，還要克服夾具與管道之間的摩擦力。 力矩按下式（2-5）計算： 式中——彎管機提供的驅(qū)動力矩（）； ——彎曲管材時產(chǎn)生的扭矩（）； - 定模與管子之間產(chǎn)生的扭矩()。

由于壓制模具的摩擦力受管材表面狀態(tài)、壓制力大小等多種因素影響，目前無法用計算公式準確表達，只能在生產(chǎn)時進行估算。 當采用固定壓槽時，壓料的摩擦力矩代入公式（2-6）。 將先前計算出的彎管力矩=327.7代入式（2-6）中，彎管機驅(qū)動力矩=1.12327.7=367（） 2.2.3 彎管裝置彎矩計算 根據(jù)要求，新開發(fā)的彎管機的彎管規(guī)格為252.0mm。 管坯材質(zhì)為20號鋼，最小彎曲半徑為35mm。 具體參數(shù)為：t=2mm、r=10.5mm、=35mm、0=300Mpa、B=623Mpa。 根據(jù)推導公式，彎矩為： = + (2-7) 式中： ——附加屈服應力（Mpa）； t——管道壁厚（mm）； r——管道內(nèi)徑（mm）； B——鋼的應變模量（Mpa）。 ——管道中性層彎曲半徑（mm） = + =327.7() 根據(jù)經(jīng)驗公式，管道受力時的力矩可由下式求得： = (K1 + ) W (2-8) 式中，K1——截面形狀系數(shù)，K1 1.275 (2-9)Rx——管道的相對彎曲半徑（mm），Rx=(2-10) W——彎曲截面模數(shù)（mm3），對于圓管：W=(2-11)K0——材料的相對強化系數(shù)； ——材料的屈服水平（Mpa）； D——彎管外半徑（mm）； t——彎管壁厚（mm）； d——彎管內(nèi)半徑（mm）； - 彎管達到的半徑（毫米）。

將所需值D=25mm、t=2mm、d=21mm、=35mm、K0=11.6、=240Mpa代入式（2-9）、（2-10）、（2-11）和（2- 8) 可求出管子彎曲時所需產(chǎn)生的力矩=641.4()。 可以得到使用先前使用的公式(2-7)和(2-8)計算的結(jié)果。 利用前作作者得到的公式，可以計算出生成的例句減少了48%，所以這里我們用 彎管所用的力矩=327.7()。 3 新型彎管機夾緊機構(gòu)的設計 3.1彎管機夾緊機構(gòu)的設計 夾緊機構(gòu)除了具有夾緊管材的功能外，還具有輔助送料的功能。 當夾緊機構(gòu)管子在輪模輪胎上纏繞彎曲時，由輪模型腔內(nèi)壁與管坯外壁之間的摩擦力提供驅(qū)動力。 為了產(chǎn)生摩擦力，鎖模機構(gòu)必須提供鎖模力，將管坯壓緊在輪模的輪胎凹槽上。 而且這個夾緊力必須足夠大，持續(xù)作用在管坯上，才能保證彎管工作正常進行。 基于這一原理，本設計采用液壓缸直接夾緊。 圖3-1為夾緊機構(gòu)示意圖。 圖3-1 夾緊機構(gòu)示意圖。 圖3-2為本次設計的彎管機夾緊裝置示意圖。 本次設計的彎管機合模機由液壓缸和與液壓缸連接的合模模具組成。 夾緊管坯時，液壓油驅(qū)動液壓缸移動連桿，推動導軌上的裝置和夾緊模具，直至夾緊模具與輪模處于同一平面，將管材夾緊。

采用液壓缸直接夾緊，液壓缸固定安裝在機座內(nèi)部。 上述傳動裝置的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)更加合理，使得整個裝置占用的空間較小。 驅(qū)動油缸全部安裝在機座殼體內(nèi)，安全性好。 易于實施[3]。 圖3-2 夾緊裝置示意圖 輔助送料 在彎管機的設計中，沒有對管子進行支撐和定位的裝置。 因此，在管材彎曲過程中，由于沒有包裝彎管，彎曲過程中必須有工人在場。 用手握住待加工的管材端部，防止管材下垂，導致彎曲時影響管材。 如果使用填料來彎曲管道，則在彎曲過程中管道會不規(guī)則擺動并安裝連接的芯軸。 這也會造成被加工管材表面劃傷，導致加工后的管材報廢。 ，相對浪費材料和彎管機的使用壽命。 為了減輕工人彎管時的工作量，提高彎管后成型工件的質(zhì)量，本次彎管機的設計在新設計、創(chuàng)新的彎管機上增加了一項新功能，即加管。物料輔助喂料系統(tǒng)，這種新型喂料系統(tǒng)的主要功能包括以下兩個優(yōu)點。 第一個方面是在彎曲管子時，不僅可以夾緊管子進行彎曲，而且可以避免由于自身重力而造成下垂。 其次，在管材彎曲時，可以在水平方向給管材增加一個力，可以防止管材在加工過程中不規(guī)則擺動，造成劃傷，損壞機器。

彎管機的創(chuàng)新設計是從管材加工工藝、產(chǎn)品的經(jīng)濟效益以及彎管機的實用性等方面進行全方位的考慮。 采用如圖3-2所示的夾具支撐裝置。 。 兩個合模對稱布置，其中一個合模與液壓缸連接。 該方案的優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單、自動化程度高、輔助導向送料效果好。 3.2彎管機夾緊力矩的計算 為了將被加工的彎管機按規(guī)定的路線彎曲成型，設計的彎管機 對于管子的夾緊力而言，只有較大的夾緊力才能使夾緊槽與管子表面之間產(chǎn)生相當大的摩擦力，防止管子旋轉(zhuǎn)時發(fā)生相對滑動，導致管子彎曲不正確。 尺寸符合要求，但如果夾緊力太大，這么大的力作用在棺材上，很有可能在彎曲之前就將管材彎曲變形，導致管材直接報廢。 綜上所述，夾緊擰緊時所提供的力必須適當、合理，不宜過大或過小。 過去，粗略的確定是根據(jù)經(jīng)驗公式進行的。 這種水平端部通常不可靠并且加工后的管道無法應用。 一些精度要求較高的行業(yè)限制了彎管機的使用，限制了彎管機的發(fā)展。 現(xiàn)在為了解決這個問題，無論科學技術(shù)如何發(fā)展，我們都有很多選擇來解決這個問題。 比如說現(xiàn)在，我們可以利用理論力學的知識和其他縣的知識來解決這個問題。 我有以下公式來解決這個問題并得到所需成型產(chǎn)品所需的鎖模力，并檢查和驗證。

彎管機彎管時所需夾緊力的計算如圖3-3所示。 合模機構(gòu)受力分析 1、曲柄手機構(gòu) 2、管材 3、主模輪帶彎管及彎管模具。 分離體，如圖3-3所示。 只要允許管材隨彎曲模具移動，驅(qū)動所需的扭矩只能由管材上的摩擦力提供。 根據(jù)作用力與反作用力的關(guān)系，用于夾緊模具和彎模輪胎的溝槽內(nèi)壁也受到摩擦力F的影響。且F和大小相等，方向相反。 由于在驅(qū)動力矩、夾緊力Fclamp和摩擦力F的作用下，夾緊塊和折彎模胎隨主軸整體勻速旋轉(zhuǎn)，所以Fclamp和F在O點的扭矩應為達到平衡，即+=0(3-1)，摩擦力為(3-2)。 由式（3-1）和（3-2）可推導出夾緊力=（3-3）式中e——夾緊的作用力的作用位置與主軸的偏心距（毫米）; ——彎曲模具輪胎的曲率半徑（mm）； ——彎管機驅(qū)動扭矩（）； fv——等效摩擦系數(shù)。 鎖模力標定公式 圖 3-4 鎖模裝置受力分析示意圖 圖 3-5 單位力分析 管材夾緊后，管材外壁與主模輪、彎模輪接觸的所有地方均受力。受壓均勻，不易變形。 但為了夾緊管子，夾緊塊與彎曲模胎之間必須留有一定的間隙。 當夾緊力過大時，間隙處的金屬會變形，影響彎管件的質(zhì)量。 因此，必須對夾緊力進行校準。

以下是基于塑性理論的鎖模力標定公式。 合模模與彎管模間隙處管壁金屬上的應力如圖3-5所示。 從圖中我們可以知道，高度為t、高度為 、長度為l的矩形鋼材在受力作用下會發(fā)生什么變化。 變形（因為y軸上的長度l遠大于x和z方向上的寬度t和高度，所以可以大致認為沿l方向沒有變形）。 接下來計算其單位方向的臨界流動壓力P。 取垂直于y軸的上橫斷面，切割一個高為h、寬為dx的原始體，包括管道相應時刻相互接觸的表面，如圖3-5所示。 按照相關(guān)原理，在左右兩側(cè)的截面上設置相應的力和受力，在截面上作用相應的力和接觸時相應的剪應力。 然后使用最大摩擦條件 (3-5) 簡化相應基體沿 x 的微分方程 (3-4) - 這是反應主應力階段 根據(jù)米塞斯屈服條件，相應系數(shù)位于平面下應變條件； ——在此變形條件下，流動應力取=350Mpa。 平面變形的塑性條件為(3-6)，其微分形式為d=d (3-7) 將式(3-4)和(3-5)代入式d=d，可得 (3-8 ) 對上式積分，可得 (3-9) 由邊界條件和塑性條件可得 (3-10) 將上式代入式中，可得積分常數(shù) C 為 (3-11) 代入C 代入公式，可得 (3-12 ) 沿接觸面積積分，可得變形力 P = (3-13)。 則接觸面上的臨界單位流動壓力P為(3-14)。 那么間隙處管壁金屬的臨界變形力為 (3 -15) 為了防止間隙處管壁金屬變形，夾緊力應低于臨界變形力。 夾緊力標定公式為 (3-16) 式中l(wèi)——夾緊模型槽長度（mm）； t——管坯壁厚（mm）； ——反映主應力影響的系數(shù)； ——流動應力（Mpa）； ——夾緊塊與彎模輪胎之間的間隙高度（mm）。

3）夾緊力的計算與驗證 將已知參數(shù)=367、=0.035m、e=0.001m、=0.4代入式（3-3），可得夾緊力=10.8KN。 將已知參數(shù)t=2mm、=1mm、=1.155、=350Mpa、=10.8KN代入公式，可得l5.3mm。 在彎管機的設計中，l的值為46mm，因此夾緊力的大小合適。 4、本次設計的彎管機的性能特點。 與普通彎管機相比，本次設計的彎管機的性能有了很大的提高。 總的來說，它具有以下特點：彎管加工效率高。 。 使用老式彎管機加工管坯時，整個彎管過程需要工作人員手動操作。 彎管機在彎管時的前進和后退速度是相同的，彎管時的效率很低。 創(chuàng)新設計的彎管機采用電腦繪制編程，全部由計算機控制，使彎管過程脫離人工控制的范圍，通過各級調(diào)速使彎管模具快速彎曲。 并快速返回起始位置，因此該彎管工藝大大提高了彎管效率，大大減輕了人工操作的難度，為公司的生產(chǎn)效率創(chuàng)造了更多的價值。 管材的送料除由送料機構(gòu)驅(qū)動外，還可以由夾緊裝置輔助。 這種結(jié)構(gòu)的優(yōu)點是：加工后的管材表面質(zhì)量好，機械損傷很小。 由于前端接受彎曲，無需夾緊和拉動，可免去切斷直線段的麻煩，大大降低了成本。

所有基臺和彎曲模具均使用盤輪。 除了易于加工制造的優(yōu)點外，彎曲時沒有強制拉力或直接摩擦，因此加工后的表面光滑，不易損壞或變形。 折彎時，前端不再受力夾緊和拉動，除了具有向前推動材料的功能外，還可以使工件旋轉(zhuǎn)，因此任何工件都可以在兩個以上位置進行折彎，而無需中途取出。 可以實現(xiàn)，甚至可以實現(xiàn)兩個不同角度的彎曲。 所有盤形模輪均采用常用滑塊安裝在機頭上。 這些輪模除了實現(xiàn)上述功能外，還可以拆卸更換常用的長條彎管模具、衍生模具、后導向模具等功能，還原了傳統(tǒng)的操作方式，使彎管機更加實用靈活滿足不同的工作需要，擴大了彎管機的應用范圍。 這種彎管機在彎管時生產(chǎn)效率比較高，可以大批量生產(chǎn)，能耗低。由于通常的曲線

彎管機