5）弯管机在弯曲时，液压油的泄漏造成严重污染，噪音大，消耗大量能源，效果比较差。 6）弯曲大口径管道不能一次完成，速度慢。 2弯管机弯曲装置的设计 2.1 弯曲装置的设计。 经过认真分析弯管加工中的新技术、新工艺，针对普通弯管机存在的一系列问题，本着低投资、高效率的原则，本设计重新设计了弯管机的弯管弯管机主传动机构。弯管机机提高其加工自动化程度，从而大大提高工作效率，简化其结构，提高弯曲加工精度。 2.1.1弯管机工作原理本次设计的弯管机主要由机械系统和液压系统两部分组成。 其工作原理如图2-1所示：管材由送料机构送料，送料机构首先由液压缸驱动。 夹紧模具4夹紧管材，同时伺服电机2旋转，带动主动模轮3实现辅助送料。 这种结构的优点是：减少管道表面的摩擦和损伤，提高管道的加工精度。 弯曲时，管材经过3、4，液压缸驱动夹紧模具4将管材夹紧。 前端置于主模轮1内，弯曲模轮5用于抵住外端。 弯曲模与主动模保持一定的偏心距L，当弯曲模5开始接触工件时，该段工件开始向主模轮1方向弯曲。在送料机构的推动下，驱动轮3，管子一侧弯曲。 进料侧受力弯曲，形成所需的弯管。

图 2-1 工作原理示意图 主模轮 2. 伺服电机 3. 主动模轮 4. 夹紧模 5. 弯曲模 6. 曲柄机构 2.1.2 弯曲装置传动机构设计弯管机的主弯曲装置针对管材的弯曲成型，主要是弯曲机构的旋转。 其传输系统可分为多种类型。 常见的包括：一是动力源（如伺服电机、液压电机等）通过传动链条（链条传动、皮带传动等）直接驱动折弯机构旋转，实现折弯； 另一种是齿轮传动系统。 本设计采用的传动系统为齿轮传动系统，采用两级行星齿轮减速，满足弯管机低速大扭矩的工作要求。 本设计根据弯管原理，经过分析比较，确定了如图所示的主要传动结构。 这种新型传动机构结构简单、体积小、性能好、操作方便。 它包括轴座、装配在轴座前端并装有动力输出轴的动力源、固定在动力输出轴上的小锥齿轮、与小齿轮啮合的大锥齿轮和大锥齿轮。锥齿轮连接到活动臂之间的行星齿轮组； 行星齿轮组包括枢接在轴座上的转轴、与转轴连接的中心齿轮轴、与转轴固定装配的若干销轴、销轴上的小行星齿轮组，内齿圈与行星齿轮啮合。小行星齿轮。 弯管时，伺服电机通过两级行星齿轮机构减速，将动力传递给主轮模具，带动活动臂完成弯管动作，从而达到弯管的目的。 本次设计的弯管机主传动装置安装在弯管机一端的底座上，驱动枢接于底座一侧的弯管机旋转。 主传动装置包括： (1)电动机，安装在底座上，包括动力输出端； (2)传动组，主要包括两级行星齿轮机构，以满足弯管机低速大扭矩的要求； (3)动力源为电动机，其动力输出端为主轴。

2.2弯管机弯曲装置的计算弯管机弯曲装置由曲柄机构、传动机构、主模轮、弯管模轮组成。 首先由液压缸驱动曲柄机构夹紧管道。 在机器的推动下，曲柄机构和弯管模具一起旋转，达到弯管的目的。 本设计主要是为了改进传动机构。 2.2.1 弯曲装置主传动计算 如图2-2所示，弯管机的弯管传动部分为行星齿轮机构。 为了便于计算，将其转换成示意图如图2-3所示。 图2-3 行星齿轮机构示意图。 与普通齿轮传动相比，行星齿轮传动最显着的特点是在传递动力时可以分割动力； 同时，输出轴的轴线与输入轴线在同一直线上。 因此，在某些领域，采用行星齿轮进行传动，作为各种机械行业的传动装置，正在逐渐取代单一齿轮进行传动，并且行星齿轮在一定程度上也可以取代一些机械装置，如变速等。 。 装置中的减速机及其增速机等。特别是对于那些传动效率要求较高的领域（航空航天工业、武器装备、矿山等），要求体积小、结构紧凑、传动效率相对较高，有良好的前景。 如今，行星齿轮广泛应用于各行各业。 传动时，动力从中心太阳轮轴a传递，内齿轮固定。 假设其旋转速度为 ，角速度为 。 行星轮公转带动支架旋转。 转速为： 为中心轮a相对于支架x的相对转速与内齿轮b相对于支架x的相对转速之比； p是内齿轮b与中心齿轮a的齿轮比。

本设计中，已知：,,，假设=1500r/min，则行星齿轮的传动比为： 转换机构的传动比为： 由此得出：p=3，则该行星齿轮传动的传动比 Ratio = 1 + 3 = 4 支架的转速（r/min）从而实现一级减速。 同样可以实现两级减速，可以满足弯管机弯管时低速大扭矩的工作要求。 行星齿轮传动的主要特点是：体积小、质量轻、结构紧凑、承载能力大； 传输效率高。 由于行星齿轮传动结构的对称性，有利于提高传动效率，其效率可达0.97~0.99； 传动比大，可实现运动的合成与分解； 运动平稳，抗冲击、振动能力强。 但行星齿轮传动也有一些缺点：材料优质、结构复杂、制造和安装困难。 2.2.2弯曲装置驱动力矩的计算为防止弯管机弯曲过程中管材在运输过程中出现水平方向晃动，影响后续管材的弯曲，造成管材报废。 。 我们添加了一些装置来固定它而不晃动，并让弯曲能够正常工作。 由于管道与夹具之间存在滑动摩擦阻力，因此创新型弯管机提供的驱动扭矩不仅要克服管道弯曲时产生的扭矩，还要克服夹具与管道之间的摩擦力。 力矩按下式（2-5）计算： 式中——弯管机提供的驱动力矩（）； ——弯曲管材时产生的扭矩（）； - 定模与管子之间产生的扭矩()。

由于压制模具的摩擦力受管材表面状态、压制力大小等多种因素影响，目前无法用计算公式准确表达，只能在生产时进行估算。 当采用固定压槽时，压料的摩擦力矩代入公式（2-6）。 将先前计算出的弯管力矩=327.7代入式（2-6）中，弯管机驱动力矩=1.12327.7=367（） 2.2.3 弯管装置弯矩计算 根据要求，新开发的弯管机的弯管规格为252.0mm。 管坯材质为20号钢，最小弯曲半径为35mm。 具体参数为：t=2mm、r=10.5mm、=35mm、0=300Mpa、B=623Mpa。 根据推导公式，弯矩为： = + (2-7) 式中： ——附加屈服应力（Mpa）； t——管道壁厚（mm）； r——管道内径（mm）； B——钢的应变模量（Mpa）。 ——管道中性层弯曲半径（mm） = + =327.7() 根据经验公式，管道受力时的力矩可由下式求得： = (K1 + ) W (2-8) 式中，K1——截面形状系数，K1 1.275 (2-9)Rx——管道的相对弯曲半径（mm），Rx=(2-10) W——弯曲截面模数（mm3），对于圆管：W=(2-11)K0——材料的相对强化系数； ——材料的屈服水平（Mpa）； D——弯管外半径（mm）； t——弯管壁厚（mm）； d——弯管内半径（mm）； - 弯管达到的半径（毫米）。

将所需值D=25mm、t=2mm、d=21mm、=35mm、K0=11.6、=240Mpa代入式（2-9）、（2-10）、（2-11）和（2- 8) 可求出管子弯曲时所需产生的力矩=641.4()。 可以得到使用先前使用的公式(2-7)和(2-8)计算的结果。 利用前作作者得到的公式，可以计算出生成的例句减少了48%，所以这里我们用 弯管所用的力矩=327.7()。 3 新型弯管机夹紧机构的设计 3.1弯管机夹紧机构的设计 夹紧机构除了具有夹紧管材的功能外，还具有辅助送料的功能。 当夹紧机构管子在轮模轮胎上缠绕弯曲时，由轮模型腔内壁与管坯外壁之间的摩擦力提供驱动力。 为了产生摩擦力，锁模机构必须提供锁模力，将管坯压紧在轮模的轮胎凹槽上。 而且这个夹紧力必须足够大，持续作用在管坯上，才能保证弯管工作正常进行。 基于这一原理，本设计采用液压缸直接夹紧。 图3-1为夹紧机构示意图。 图3-1 夹紧机构示意图。 图3-2为本次设计的弯管机夹紧装置示意图。 本次设计的弯管机合模机由液压缸和与液压缸连接的合模模具组成。 夹紧管坯时，液压油驱动液压缸移动连杆，推动导轨上的装置和夹紧模具，直至夹紧模具与轮模处于同一平面，将管材夹紧。

采用液压缸直接夹紧，液压缸固定安装在机座内部。 上述传动装置的优点是结构更加合理，使得整个装置占用的空间较小。 驱动油缸全部安装在机座壳体内，安全性好。 易于实施[3]。 图3-2 夹紧装置示意图 辅助送料 在弯管机的设计中，没有对管子进行支撑和定位的装置。 因此，在管材弯曲过程中，由于没有包装弯管，弯曲过程中必须有工人在场。 用手握住待加工的管材端部，防止管材下垂，导致弯曲时影响管材。 如果使用填料来弯曲管道，则在弯曲过程中管道会不规则摆动并安装连接的芯轴。 这也会造成被加工管材表面划伤，导致加工后的管材报废。 ，相对浪费材料和弯管机的使用寿命。 为了减轻工人弯管时的工作量，提高弯管后成型工件的质量，本次弯管机的设计在新设计、创新的弯管机上增加了一项新功能，即加管。物料辅助喂料系统，这种新型喂料系统的主要功能包括以下两个优点。 第一个方面是在弯曲管子时，不仅可以夹紧管子进行弯曲，而且可以避免由于自身重力而造成下垂。 其次，在管材弯曲时，可以在水平方向给管材增加一个力，可以防止管材在加工过程中不规则摆动，造成划伤，损坏机器。

弯管机的创新设计是从管材加工工艺、产品的经济效益以及弯管机的实用性等方面进行全方位的考虑。 采用如图3-2所示的夹具支撑装置。 。 两个合模对称布置，其中一个合模与液压缸连接。 该方案的优点是结构简单、自动化程度高、辅助导向送料效果好。 3.2弯管机夹紧力矩的计算 为了将被加工的弯管机按规定的路线弯曲成型，设计的弯管机 对于管子的夹紧力而言，只有较大的夹紧力才能使夹紧槽与管子表面之间产生相当大的摩擦力，防止管子旋转时发生相对滑动，导致管子弯曲不正确。 尺寸符合要求，但如果夹紧力太大，这么大的力作用在棺材上，很有可能在弯曲之前就将管材弯曲变形，导致管材直接报废。 综上所述，夹紧拧紧时所提供的力必须适当、合理，不宜过大或过小。 过去，粗略的确定是根据经验公式进行的。 这种水平端部通常不可靠并且加工后的管道无法应用。 一些精度要求较高的行业限制了弯管机的使用，限制了弯管机的发展。 现在为了解决这个问题，无论科学技术如何发展，我们都有很多选择来解决这个问题。 比如说现在，我们可以利用理论力学的知识和其他县的知识来解决这个问题。 我有以下公式来解决这个问题并得到所需成型产品所需的锁模力，并检查和验证。

弯管机弯管时所需夹紧力的计算如图3-3所示。 合模机构受力分析 1、曲柄手机构 2、管材 3、主模轮带弯管及弯管模具。 分离体，如图3-3所示。 只要允许管材随弯曲模具移动，驱动所需的扭矩只能由管材上的摩擦力提供。 根据作用力与反作用力的关系，用于夹紧模具和弯模轮胎的沟槽内壁也受到摩擦力F的影响。且F和大小相等，方向相反。 由于在驱动力矩、夹紧力Fclamp和摩擦力F的作用下，夹紧块和折弯模胎随主轴整体匀速旋转，所以Fclamp和F在O点的扭矩应为达到平衡，即+=0(3-1)，摩擦力为(3-2)。 由式（3-1）和（3-2）可推导出夹紧力=（3-3）式中e——夹紧的作用力的作用位置与主轴的偏心距（毫米）; ——弯曲模具轮胎的曲率半径（mm）； ——弯管机驱动扭矩（）； fv——等效摩擦系数。 锁模力标定公式 图 3-4 锁模装置受力分析示意图 图 3-5 单位力分析 管材夹紧后，管材外壁与主模轮、弯模轮接触的所有地方均受力。受压均匀，不易变形。 但为了夹紧管子，夹紧块与弯曲模胎之间必须留有一定的间隙。 当夹紧力过大时，间隙处的金属会变形，影响弯管件的质量。 因此，必须对夹紧力进行校准。

以下是基于塑性理论的锁模力标定公式。 合模模与弯管模间隙处管壁金属上的应力如图3-5所示。 从图中我们可以知道，高度为t、高度为 、长度为l的矩形钢材在受力作用下会发生什么变化。 变形（因为y轴上的长度l远大于x和z方向上的宽度t和高度，所以可以大致认为沿l方向没有变形）。 接下来计算其单位方向的临界流动压力P。 取垂直于y轴的上横断面，切割一个高为h、宽为dx的原始体，包括管道相应时刻相互接触的表面，如图3-5所示。 按照相关原理，在左右两侧的截面上设置相应的力和受力，在截面上作用相应的力和接触时相应的剪应力。 然后使用最大摩擦条件 (3-5) 简化相应基体沿 x 的微分方程 (3-4) - 这是反应主应力阶段 根据米塞斯屈服条件，相应系数位于平面下应变条件； ——在此变形条件下，流动应力取=350Mpa。 平面变形的塑性条件为(3-6)，其微分形式为d=d (3-7) 将式(3-4)和(3-5)代入式d=d，可得 (3-8 ) 对上式积分，可得 (3-9) 由边界条件和塑性条件可得 (3-10) 将上式代入式中，可得积分常数 C 为 (3-11) 代入C 代入公式，可得 (3-12 ) 沿接触面积积分，可得变形力 P = (3-13)。 则接触面上的临界单位流动压力P为(3-14)。 那么间隙处管壁金属的临界变形力为 (3 -15) 为了防止间隙处管壁金属变形，夹紧力应低于临界变形力。 夹紧力标定公式为 (3-16) 式中l——夹紧模型槽长度（mm）； t——管坯壁厚（mm）； ——反映主应力影响的系数； ——流动应力（Mpa）； ——夹紧块与弯模轮胎之间的间隙高度（mm）。

3）夹紧力的计算与验证 将已知参数=367、=0.035m、e=0.001m、=0.4代入式（3-3），可得夹紧力=10.8KN。 将已知参数t=2mm、=1mm、=1.155、=350Mpa、=10.8KN代入公式，可得l5.3mm。 在弯管机的设计中，l的值为46mm，因此夹紧力的大小合适。 4、本次设计的弯管机的性能特点。 与普通弯管机相比，本次设计的弯管机的性能有了很大的提高。 总的来说，它具有以下特点：弯管加工效率高。 。 使用老式弯管机加工管坯时，整个弯管过程需要工作人员手动操作。 弯管机在弯管时的前进和后退速度是相同的，弯管时的效率很低。 创新设计的弯管机采用电脑绘制编程，全部由计算机控制，使弯管过程脱离人工控制的范围，通过各级调速使弯管模具快速弯曲。 并快速返回起始位置，因此该弯管工艺大大提高了弯管效率，大大减轻了人工操作的难度，为公司的生产效率创造了更多的价值。 管材的送料除由送料机构驱动外，还可以由夹紧装置辅助。 这种结构的优点是：加工后的管材表面质量好，机械损伤很小。 由于前端接受弯曲，无需夹紧和拉动，可免去切断直线段的麻烦，大大降低了成本。

所有基台和弯曲模具均使用盘轮。 除了易于加工制造的优点外，弯曲时没有强制拉力或直接摩擦，因此加工后的表面光滑，不易损坏或变形。 折弯时，前端不再受力夹紧和拉动，除了具有向前推动材料的功能外，还可以使工件旋转，因此任何工件都可以在两个以上位置进行折弯，而无需中途取出。 可以实现，甚至可以实现两个不同角度的弯曲。 所有盘形模轮均采用常用滑块安装在机头上。 这些轮模除了实现上述功能外，还可以拆卸更换常用的长条弯管模具、衍生模具、后导向模具等功能，还原了传统的操作方式，使弯管机更加实用灵活满足不同的工作需要，扩大了弯管机的应用范围。 这种弯管机在弯管时生产效率比较高，可以大批量生产，能耗低。由于通常的曲线

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