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1、新型半自动液压钢筋弯曲机设计文章编号：1006—3269(2007)02—0061〜03新型半自动液压钢筋弯曲机设计张海南，王金生,徐合生(台州职业技术学院，浙江台州318000)摘要:介绍了新型半自动液压钢筋弯曲机的特点，机械结构的工作原理•借鉴了卷板机滚弯成型的原理，设计了圆篩弯曲机构，并且建立了圆篩弯曲半径与支扌掌车昆位置Z间的数学模型，从而为控制系统的设计打下了基础.关键词:弯曲机;液压;圆箍中图分类号:TH132:TU649文献标识码:A钢筋弯曲机主要是将钢筋加工成各种形状以满足生产需要,随着工业生产的发
2、展，各种钢筋制品广泛地应用在现代工程领域的各个方面,如建筑，船舶，航天等行业，尤其在建筑上应用非常广泛•因此，有很多技术人员正在研究钢筋弯曲机，以实现高效率的生产.如在1991年黄立新完整地阐述了国产的Gw—40型半自动钢筋弯曲机的工作原理［1;1993年chwarzhopt和Betonwerk提出了生产钢筋的自动机床的主要特征及发展前景，同时提出了如何使钢筋生产达到自动化和计算机化;1996年刘鸿鹰对GW40B型的钢筋弯曲机进行了深入地研究［2;同年，丹麦Sterna公司生产了UnimaticlSVS型钢筋自动成
3、型加工机,2000年，又生产了Twinmaticl6XV型钢筋自动成型加工机.笔者在研究国内外钢筋弯曲机的基础上，结合国内钢筋弯曲机的现状，设计了一个全新的钢筋弯曲机，它能较好地完成大部分钢筋产品的弯曲作业，而且一次成型，自动化水平高,还能进行圆篩的弯曲•在文章中，主要对所设计的钢筋弯曲机的工作原理进行介绍，并且建立了圆箍弯曲半径与支撑辗位收稿FI期:2007—03〜15作者简介:张海南(1953—)，男，河北阜平人，教授，主要从事机械制造与液压传动方面的科研和教学工作.置之间的数学模型.1弯曲机工作原理图1为弯曲
4、机总体结构示意图，主要由外壳，送料机构，弯曲机构，弯圆箍机构四部分组成.钢筋在弯曲前，需根据钢筋产品要求,切割成符合要求的长度，然后通过送料机构2,传送到弯曲机构3进行弯曲，如果要弯圆箍,则需附加弯圆箍机构4•下面对弯曲机的工作原理进行介绍.1一外壳;2—送料机构;3—弯曲机构;4一弯圆箍机构图1弯曲机总体结构示意图弯曲机加工岀各种各样的钢筋产品，主要依靠弯曲机的弯曲机构，因此它是钢筋弯曲机的核心部分，与目前市场上的弯曲机构相比，笔者所设计的弯曲机构有其新颖之处;图2为弯曲机构的爆炸图，图屮1为液压油缸，顶杆固定,
5、2为液压马达,固定在油缸1上，马达2随油缸体1-起滑动，实现滑块3在转轴4和转轴11凹槽之间的切换•当马达2头部的滑块3滑入转轴4F1槽内时，马达2逆转,实现钢筋往右弯曲;当马达2头部的滑块3滑入转轴11的凹槽内时，马达2顺转，实现钢筋往左弯曲，从而实现了弯曲机的自动化作业•图中12部分整体组成一个正反扣，可以很方便地调整转轴4和转轴11之间的距离以适应不同型号的钢筋.图中7,8为轴套，当GroupTechnology&ProductionModeniizationVo1.24.No.2.2007弯不同规格
6、的圆角半径时，可选用相应尺寸的轴套,操作方便.笔者设计的弯曲机构，结构简单,可同时进行不同方向的钢筋弯曲，目前，在市而上尚未见过此类结构.图2弯曲机构2圆箍弯曲工作原理圆箍弯曲机构主要是为了实现弯圆箍的功能，主要由油缸，步进电机，齿轮组成，整体放在钢筋弯曲机的支撑架10上，油缸6,8固定在齿轮盘9上，如图3所示.图3圆箍弯曲机构笔者设计的钢筋弯曲机弯圆箍,主要是借鉴了卷板机的原理•当需要弯圆箍时，将图3所示的圆箍弯曲机构油缸6,8前面的支扌掌辘5,7移动到如图4所示的位置，此吋弯曲机构转轴和圆箍弯曲机构的两个支撑辗
7、，便形成了3个支撑点，然后通过送料机构推动钢筋便可进行圆箍弯曲•因此，在弯圆箍时，单片机要根据圆箍直径的大小，计算两个支撑馄所要到达的位置;然后，通过控制图3所示的步进电机2旋转，从而带动齿轮盘9和油缸6,8一起转动，到达要求的位置后，再让油缸油路开通，将支撑辗5,7移动到所需位置•下面将对圆箍半径与油缸支撑辗位置之间的关系进行推导.1一钢筋;2—送料辘（4个）;3〜弯曲机构转轴（2个）;4,5…圆箍弯曲机构支撑耗图4弯圆箍原理图由于钢筋弯圆箍时精度不是很高，因此，采用钢板卷制加工时，弹复前的曲率半径R可按下式近似
8、的进行计算口］:R~—(1)1.5aW(l一)R+EJL式屮:R为弹复后曲率半径;E为弹性模量;D为硬性模量为材料屈服极限;J为惯性矩;W为抗弯截面系数.由式(1)计算出了弹复前曲率半径R和弹复后曲率半径R的关系后,则可再由几何关系导出相应的几何参数，如图5所示，为圆篩弯曲时的简化图，从而求得圆箍半径R与两油缸支撑辘的位置关系.I,图5弯圆箍示意图图中0为圆
