毕业设计4900KN冷剪机设计.doc
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1、4900KN冷剪机设计摘要冷剪机是在冶金工业中经常用来对轧件进行切头、切尾或者切定尺的机械设备。作为剪切机械中的一种,冷剪机在冶金、航空、国防工业,以及印刷等轻工业均有广泛的应用。早期的冷剪机由于结构比较笨重而且没有快速换刀装置,导致生产效率比较低,产品的质量也不高。为此,我们设计了结构更为紧凑的曲柄连杆上切式斜刃剪切机。该剪切机主要包括剪切部分及传动部分。剪切部分采用上切式斜刃刀片的剪切方式,大大降低了剪切力。传动部分采用电机通过联轴器带动减速器代替原来的带传动,避免了由于弹性滑动带来的功率损失,采用圆盘式摩擦离合器控制减速器与开式齿轮之间的离合,通过曲轴带动连杆的上下运动来完成剪切动作。该
2、机构的特点在于用大齿轮代替飞轮,联轴器传动代替带传动。该剪切机的生产效率比较高且生产成本较低,适用于中小型棒材生产线或是无缝钢管管坯的剪切。关键词:圆盘式摩擦离合器,曲柄连杆,斜刀刃, 剪切机,联轴器传动The Design of 4900KN Cold ShearAbstractCold shear machines are usually used to come to carry on the machine equipments that slices the head, slices the tail and to slice appointed dimension of the p
3、iece in the rolling metallurgy industry. The conduct and actions shears to slice the machine in of a kind of, cold shear the machine in the metallurgy, aviation, industry of defenses, and print the etc., the light industry all has the extensive application.Earlier period of cold shear the machine be
4、cause the structure is more bulky and did not change the knife the device quickly, cause produce the efficiency lower, the quantity of the product is also not high. For this, we designed the structure to even connect the pole for the crank of the tightly packed up the inclined blade of slice type sh
5、ears to slice the machine.This shear to slice the machine to mainly include to shear to slice the part and spread to move the part. Shear to slice the part adoption up the inclined blade razor blade of slice type shears to slice the way, lowering to shear to slice the dint consumedly. Spread to move
6、 the part adoption electrical engineering to arouse to decelerate the machine to replace through the adapter coupling to take to spread to move originally, avoid because of the power loss that the flexibility glide bring, adopt of a dish type friction clutch control deceleration machine and the open
7、 type wheel gear to leave to match, arouse to connect the top and bottom of the pole through the song stalk sport to complete to shear to slice the action.The characteristics of that organization lies in to replace the flywheel with the big wheel gear, the adapter coupling spreads to move to replace
8、 to take to spread to move.Should shear the production efficiency of slice the machine higher and the production cost is lower, being applicable to the medium small scaled and good material production line or no slot steel pipe billet to shear to slice.Keyword: A dish type of rubs clutch,Brace and l
9、ink,Oblique blade,Shear machine,The adapter coupling transmission目 录摘要IAbstractII1 绪论11.1 剪切机的用途11.2 剪切机的分类11.2.1 斜刃剪切机11.2.2 平行剪刃剪切机21.2.3 圆盘式剪切机31.2.4 冲型剪切机31.2.5 联合剪切机31.2.6 型材棒料剪切机31.3 剪切机常见事故41.4 传动方案的选择和评述41.4.1 剪切机机械传动装置的作用及选择41.4.2 剪切机机械传动装置的防护51.4.3 剪切机机械传动装置的过载保护装置52 剪切机参数及电机容量的选择72.1 设计的基
10、本要求72.2剪切机构72.3 主要参数的确定82.3.1 刀片倾斜角82.3.2 刀片尺寸82.3.3 剪刃行程82.3.4 剪切次数92.4 剪切力的计算与校核92.5 电机功率的选择122.5.1 静力矩的组成132.5.2 曲线142.5.3 剪切力矩和摩擦力矩142.5.4 电动机功率的计算183 传动方案193. 1 传动步骤193.1.1 电动机193.1.2 联轴器193.1.3 齿轮203.1.4 离合器203.1.5 曲轴213.1.6 曲柄连杆机构213.1.7 压板机构223.1.8 上刀台平衡机构224 主要零件的强度校核234.1 联轴器的计算234.1.1 联轴器
11、的类型的选择234.1.2 联轴器的载荷计算234.2 齿轮强度的校核234.3 曲轴的强度校核295 润滑方式的选择315.1 润滑315.1.1 滑动轴承的润滑315.1.2 大齿轮的润滑315.1.3 离合器的润滑315.1.4 减速器的润滑315.1.5 上刀架曲柄连杆机构滑块的润滑325.2 添加剂及其作用325.3 滑方法325.4 润滑脂的优点和选择注意事项326 对控制系统的要求336.1 剪切力控制336.2 电动机的过载控制337设备的环保与经济性分析347.1设备的环保347.1.1 机械设备的环保性347.1.2 改善机械设备环保性的措施347.2设备的经济性分析347
12、.2.1 盈亏平衡分析347.2.2设备使用年限35结 论37致 谢38参考文献391 绪论1.1 剪切机的用途剪切机在冶金行业中主要用于板材、型材、型钢、棒线材的剪切或是剪断工作。其在电机电器、仪器仪表、金属结构、农机、船舶、建筑、冶金、航空航天和国防工业,以及包装装潢、出版印刷等轻工业均有广泛的应用。随着近些年来中小工业企业的发展,对钢板、型钢及棒线材的大量使用,对剪切机的需求量亦随之增大,剪切机的发展前途将更加的广阔。1.2 剪切机的分类剪切机从不同角度的出发,有不同的分类方法。比较常见的方法有按剪切方式、剪切金属材料的温度、剪切机的驱动方式、剪切机机架的形式(开式机架、闭式机架)、剪切
13、金属的品种及剪切机的剪刃形状与配置等方式。习惯上通常按照剪切机的剪刃形状与配置特点分类,可分为斜刃剪切机、平行刃剪切机和圆盘式剪切机等。1.2.1 斜刃剪切机斜刃剪切机的一个剪刃相对于另一个剪刃成某一角度配置。斜刃剪切机按照剪切机构的运动特点可分为上切式斜刃剪、下切式斜刃剪及复合式斜刃剪等。1、上切式斜刃剪切机上切式斜刃剪切机的下剪刃平直而固定,上剪刃则是有一定的倾斜角度被安放在上刀架上,并且通过曲轴带动连杆上下运动来实现剪切动作。在实际生产中上切式斜刃剪通常作为单独设备布置在生产线中,可用来剪切宽的钢板、棒材、无缝钢管的管坯、型钢的钢坯等材料。当剪切的钢板厚度大于20mm时,它可用在连续作业
14、生产线上横切板材,但要有摆动辊道;而当板材厚度大于25mm时无法用圆盘剪切机切边,亦可以在连续作业线的两边配置上切式斜刃剪进行剪切,特点是上刀上下运动进行剪切,下刀固定不动。此类剪切机的结构简单,广泛用来剪切型钢钢坯,尤其是棒料。随着快速换刀的生产需要,也出现了能够快速换刀的上切式斜刃刀片剪切机,用于剪切型钢钢坯和板坯。2、下切式斜刃剪切机下切式斜刃剪切机与上切式斜刃剪切机的主要不同点在于,这种剪切机的上剪刃是固定不动的而由其下剪刃向上运动实现剪切。所以当它布置在连续作业线上时不需要设置摆动辊道,它一般多用于连轧作业线上横切带材。这种剪切机的上剪刃通常是倾斜的,下剪刃是水平的,但是近来有所变化
15、,下剪刃是倾斜的,上剪刃是水平的布置方式越来越多,其结构形式类似于将上切式斜刃剪切机的剪切装置翻转安装。通过生产的实践经验证明,如此布置的下切式斜刃剪切机能够较好的保证剪切面相对带材中心线及表面的垂直度,但其缺点亦很明显,即其压板同样要配置在所要剪切轧件的下方而导致该剪切机的结构复杂化。这种剪切机的特点是:上下刀台都运动,但在剪切轧件的动作由下刀来完成,剪切时上刀固定不动;在剪切时由于下刀台将轧件抬离辊道,所以在剪切机后不必设置摆动台,而且这种剪切机的机架不承受剪切力。正是由于上述两个特点,下切式斜刃剪切机被普遍的用于剪切大、中型钢钢坯和钢板板坯,以减轻整个剪切机组的设备重量。3、复合式斜刃剪
16、切机复合式剪切机的剪切方式介于上切式斜刃剪切机与下切式斜刃剪切机之间,剪切时上下剪刃同时做上下的相对运动实现剪切动作。此类剪切机的特点是:上下剪刃在剪切时同时相对运动,曲柄轴短,受力好,制造方便。由于采用上下双边传动,两对传动齿轮的同步性要求较高,通常采用非圆齿轮传动来代替普通圆柱齿轮传动以提高同步精度与传动精度,因而提高了制造成本,装配亦比较困难。此类剪切机通常用于剪切大型钢板。1.2.2 平行剪刃剪切机平行剪刃剪切机的上下两剪刃是彼此平行的。此类剪切机通常用来横向剪切热状态下方形及矩形断面的钢坯,也可以用来剪切冷状态下的型材,将刀片做成成型剪刃来剪切非矩形断面的钢材,有时还可用来剪切板材。
17、平行剪刃剪切机在工作时能够承受的最大剪切力是其主要参数,所以习惯上以其最大剪切力来命名,这与斜刃剪切机的命名方式是一样的。平行剪刃剪切机与斜剪刃剪切机一样可以按照剪切机构的运动特点分为:上切式平行剪刃剪切机和下切式平行剪刃剪切机两种。上切式剪切机的下剪刃是固定的,由上剪刃的上下运动实现剪切动作。上切式剪切机的剪切机构通常为曲柄连杆机构。下切式剪切机的两个剪刃都运动,到达剪切位置并开始剪切时,上剪刃固定不动,整个剪切过程通过下剪刃上升来实现。下切式剪切机的剪切机构通常为曲拐式和浮动式两种。1.2.3 圆盘式剪切机圆盘剪的上下剪刃为圆盘状,通过两剪刃的旋转实现剪切。它通常被布置在板材或带材的剪切线
18、上,用来从纵向剪切运动的板材或是带材的两边,或者用来纵向切定宽的带材。圆盘式剪切机被广泛的用于纵向剪切厚度小于2030mm的钢板及薄带钢。由于刀片是旋转的圆盘,因此可以实现连续纵向剪切运动中的钢板带钢。1.2.4 冲型剪切机冲型剪切机广泛的用于锻压机械。冲型剪切机的剪切次数很高,通过连续的很多的切点或是切线,将板料沿着预定的轮廓切下。当在冲型剪切机上装上专用工具后,它还能完成很多类似于冲轮廓、折边、弯型等其它的工作。所以说冲型剪切机是一种万能的板料剪切成型机,适用于单件小批生产。1.2.5 联合剪切机联合剪切机主要用来切割条料、板料、型料,并可切口冲孔,用途广泛,特别是用于钢结构车间和建筑工地
19、。1.2.6 型材棒料剪切机这种剪切机的剪刃一般为成型剪刃。在冶金工业的型钢轧钢车间,使用型材棒料对各种断面的型材棒料轧件进行切头、切尾、切定尺等。此外,型材棒料剪切机还被用于成批量、大量生产的轴承、齿轮、汽车和拖拉机等行业的冷切或热切下料之用。剪切机通常是由电动机驱动的,上述几种剪切机除了可以按照剪刃形状与布置形式分类以外还可以按照其传动电机的工作制分为启停式工作制、连续工作制和连续启停工作制三种形式。启停式工作制的剪切机的结构简单,剪切定尺调整及维护保养方便,控制环节少,剪切精度较高。但对电机和传动机构的力学特性要求比较苛刻,定位要求十分高,技术难度较大,特别是电机的选用比较复杂。连续工作
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