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1. 研究目的与意义

卷板机的设计主要采用经验和类比设计，而在实际的工程应用中，曾发生过卷板机机架的强度和刚度不够的现象。所以要对卷板机的进行受力分析和机架优化。通过模拟真实环境为模型施加约束及载荷，测算模型的应力，应变，位移等参数，实现静态，模态，翘曲，疲劳，动态响应，振动等分析；通过机架的计参数，在给定范围内进行敏感度分析，并借助优化分析为模型找到最佳参数。实现在设计阶段就对设计模型进行优化，及时发现错误，提高产品设计质量，降低设计成本。

2. 国内外研究现状分析

目前，国外卷板机制造水平较高的国家有瑞士，意大利，德国，英国，日本等。一般卷板厚度小于38mm的卷板机以机械传动非对称式产品为主，卷板大于40mm的则采用全液压式传动的三辊或四辊的产品为主。

早在上世纪50年代前苏联就建立了数控卷板机的模型，苏联专家还致力于数控加热卷板机的研究，前民主德国于1969年在波罗的海博览会上展出一台多柱塞数控弯板机的样机。日本在70年代也研制过数控弯板机，据报道其在省力和提高精度方面取得了显著的效果。上述的数控弯板机设备由于对回弹的处理主要是依据理论计算，因而与实际加工时的情况有较大出入，所以没有得到推广。工程界公认的有西德推荐的弯板力矩公式，苏联推荐的莫施宁公式及达维道夫公式和美国推荐的弯板力矩公式。

在1999年上海举行的国际海事技术学术会议和展览会上，荷兰的一家公司展出了龙门式万能数控弯板机的图片。据介绍钢制部件经切割完成后，再用独一无二的数控冷弯和冷变形技术，将薄板从单曲面成型为双曲面。

3. 研究的基本内容与计划

完成水平下调式三辊卷板机的受力分析及机架的优化设计，具体涉及到上辊、下辊的受力计算与强度和刚度分析以及基于pro/e的机架优化设计等工作。通过查阅国内外文献，全面熟悉和了解水平下调式三辊卷板机的结构特点、卷制工艺和受力特点，并根据现有设计参数进行强度和刚度分析及基于pro/e的机架优化设计等工作，通过理论计算、查阅国家标准和软件分析，完成受力分析、强度校核和优，设计工作。要求设计方案正确，结构合理安全，操作性强，技术经济性高。

具体计划如下：

第一步，了解设计的背景、研究目的和意义、和拟写开题报告。

4. 研究创新点

机械式三辊对称式卷板机性能特点：该机结构型式为三辊对称式，上辊在两下辊中央对称位置作垂直升降运动，通过丝杆丝母蜗杆传动而获得，两下辊作旋转运动，通过减速机的输出齿轮与下辊齿轮啮合，为卷制板材提供扭矩。该机缺点是板材端部需借助其它设备进行预弯。

液压式三辊对称卷板机主要特点：该机上辊可以垂直升降，垂直升降的液压传动，通过液压缸内的液压油作用活塞杆而获得；下辊作旋转驱动，通过减速机输出齿轮啮合，为卷板提供扭矩，下辊下部有托辊，并可调节。

基于Pro/Mechanic软件进行卷板机机架的有限元分析，并对机架结构进行优化设计。