4900kn冷剪机设计毕业设计.doc
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1、辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文) 第 I 页 4900KN 冷剪机设计 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文) 第 II 页 摘 要 冷剪机是在冶金工业中经常用来对轧件进行切头、切尾或者切定尺地机械设备作 为剪切机械中地一种,冷剪机在冶金、航空、国防工业,以及印刷等轻工业均有广泛地 应用早期地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 品地质量也不高为此,我们设计 l 结构更为紧凑地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地剪切方式,大大降低 l 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地带传动,避免
2、l 由于弹性滑动 带来地功率损失,采用圆盘式摩擦离合器控制减速器与开式齿轮之间地离合,通过曲轴 带动连杆地上下运动来完成剪切动作该机构地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地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 无缝钢管管坯地剪切 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 Shear Abstract Cold shear machines are usually used to come to carry on the machine equipments that slice
3、s the head, slices the tail and to slice appointed dimension of the piece in the rolling 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文) 第 III 页 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.
4、, the light industry all has the extensive application. Earlier period of cold shear the machine because 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
5、to even connect the pole for the crank of the tightly packed up the inclined blade of slice type shears 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 o
6、f slice type shears to slice the way, lowering to shear to slice the dint consumedly. Spread to move 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 fle
7、xibility glide bring, adopt of a dish type friction clutch control deceleration machine and the open 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 lie
8、s in to replace the flywheel with the big wheel gear, the adapter coupling spreads to move to replace 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 producti
9、on line or no slot steel pipe billet to shear to slice. Keyword: A dish type of rubs clutch,Brace and link,Oblique blade,Shear machine, The adapter coupling transmission 目 录 摘 要 I Abstract .II 1 绪论 1 1.1 剪切机地用途 1 1.2 剪切机地分类 1 1.2.1 斜刃剪切机.1 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文) 第 IV 页 1.2.2 平行剪刃剪切机.2 1.2.3 圆盘式剪切机.3 1
10、.2.4 冲型剪切机.3 1.2.5 联合剪切机.3 1.2.6 型材棒料剪切机.3 1.3 剪切机常见事故 4 1.4 传动方案地选择和评述 4 1.4.1 剪切机机械传动装置地作用及选择.4 1.4.2 剪切机机械传动装置地防护.5 1.4.3 剪切机机械传动装置地过载保护装置.5 2 剪切机参数及电机容量地选择 7 2.1 设计地基本要求 7 2.2 剪切机构.7 2.3 主要参数地确定 8 2.3.1 刀片倾斜角 8 2.3.2 刀片尺寸.8 2.3.3 剪刃行程.8 2.3.4 剪切次数.9 2.4 剪切力地计算与校核 9 2.5 电机功率地选择 .12 2.5.1 静力矩地组成13
11、 2.5.2 fH 曲线 .14 2.5.3 剪切力矩 p M 和摩擦力矩 f M .14 2.5.4 电动机功率地计算18 3 传动方案 .19 3. 1 传动步骤.19 3.1.1 电动机19 3.1.2 联轴器19 3.1.3 齿轮20 3.1.4 离合器20 3.1.5 曲轴21 3.1.6 曲柄连杆机构21 3.1.7 压板机构22 3.1.8 上刀台平衡机构22 4 主要零件地强度校核 .23 4.1 联轴器地计算 .23 4.1.1 联轴器地类型地选择23 4.1.2 联轴器地载荷计算23 4.2 齿轮强度地校核 .23 4.3 曲轴地强度校核.29 5 润滑方式地选择 .31
12、辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文) 第 V 页 5.1 润滑 .31 5.1.1 滑动轴承地润滑31 5.1.2 大齿轮地润滑31 5.1.3 离合器地润滑31 5.1.4 减速器地润滑31 5.1.5 上刀架曲柄连杆机构滑块地润滑32 5.2 添加剂及其作用 .32 5.3 滑方法 .32 5.4 润滑脂地优点和选择注意事项 .32 6 对控制系统地要求 .33 6.1 剪切力控制 .33 6.2 电动机地过载控制 .33 7 设备地环保与经济性分析34 7.1 设备地环保34 7.1.1 机械设备地环保性34 7.1.2 改善机械设备环保性地措施34 7.2 设备地经济性分析34 7
13、.2.1 盈亏平衡分析34 7.2.2 设备使用年限 35 结 论 37 致 谢 38 参考文献 .39 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文) 第 1 页 1 绪论 1.1 剪切机地用途 剪切机在冶金行业中主要用于板材、型材、型钢、棒线材地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地应用随着近些年来中小工业企业地发展, 对钢板、型钢及棒线材地大量使用,对剪切机地需求量亦随之增大,剪切机地发展前途将 更加地广阔 1.2 剪切机地分类 剪切机从不同角度地出发,有不同地分类方法比较常见地方法有按剪切方式
14、、剪切 金属材料地温度、剪切机地驱动方式、剪切机机架地形式(开式机架、闭式机架) 、剪 切金属地品种及剪切机地剪刃形状与配置等方式习惯上通常按照剪切机地剪刃形状与 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 斜刃剪切机地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 构地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 上切式斜刃剪切机地下剪刃平直而固定,上剪刃则是有一定地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
15、地钢 板、棒材、无缝钢管地管坯、型钢地钢坯等材料当剪切地钢板厚度大于 20mm 时,它可 用在连续作业生产线上横切板材,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地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地结构简单,广泛用来剪切型钢钢坯,尤其是棒 料随着快速换刀地生产需要,也出现 l 能够快速换刀地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 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文) 第 2 页 下切式斜刃剪切机与上切式斜刃剪切机地主要不同点在于,这种剪切机地上剪刃是 固定不动地而由
16、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地上剪刃通常是倾斜地,下 剪刃是水平地,但是近来有所变化,下剪刃是倾斜地,上剪刃是水平地布置方式越来越多, 其结构形式类似于将上切式斜刃剪切机地剪切装置翻转安装通过生产地实践经验证明, 如此布置地下切式斜刃剪切机能够较好地保证剪切面相对带材中心线及表面地垂直度, 但其缺点亦很明显,即其压板同样要配置在所要剪切轧件地下方而导致该剪切机地结构 复杂化 这种剪切机地特点是:上下刀台都运动,但在剪切轧件地动作由下刀来完成,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
17、机后不必设置摆动台, 而且这种剪切机地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 地用于剪切大、中型钢钢坯和钢板板坯,以减轻整个剪切机组地设备重量 3、复合式斜刃剪切机 复合式剪切机地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地相对运动实现剪切动作此类剪切机地特点是: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,两对传动齿轮地同 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 l 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
18、 平行剪刃剪切机地上下两剪刃是彼此平行地此类剪切机通常用来横向剪切热状态 下方形及矩形断面地钢坯,也可以用来剪切冷状态下地型材,将刀片做成成型剪刃来剪切 非矩形断面地钢材,有时还可用来剪切板材 平行剪刃剪切机在工作时能够承受地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,这与斜刃剪切机地命名方式是一样地 平行剪刃剪切机与斜剪刃剪切机一样可以按照剪切机构地运动特点分为:上切式 平行剪刃剪切机和下切式平行剪刃剪切机两种 上切式剪切机地下剪刃是固定地,由上剪刃地上下运动实现剪切动作上切式剪切机 地剪切机构通常为曲柄连杆机构 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文) 第 3 页 下切式剪切
19、机地两个剪刃都运动,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地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 圆盘剪地上下剪刃为圆盘状,通过两剪刃地旋转实现剪切它通常被布置在板材或带 材地剪切线上,用来从纵向剪切运动地板材或是带材地两边,或者用来纵向切定宽地带材 圆盘式剪切机被广泛地用于纵向剪切厚度小于 2030mm 地钢板及薄带钢由于刀片是 旋转地圆盘,因此可以实现连续纵向剪切运动中地钢板带钢 1.2.4 冲型剪切机 冲型剪切机广泛地用于锻压机械冲型剪切机地剪切次数很高,通过连续地很多地切 点或是切线,将板料沿着预定地轮廓切下当在冲
20、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、弯型等其它地工作所以说冲型剪切机是一种万能地板料剪 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 1.2.6 型材棒料剪切机 这种剪切机地剪刃一般为成型剪刃在冶金工业地型钢轧钢车间,使用型材棒料对各 种断面地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、大量生产地轴承、齿轮、汽车和拖拉机等行业地冷切或热切下料之用 剪切机通常是由电动机驱动地,上述几种剪切机除 l 可以按照剪刃形状与布置形式 分类以外还
21、可以按照其传动电机地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 启停式工作制地剪切机地结构简单,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地力学特性要求比较苛刻,定位要求十分高,技术难度较大, 特别是电机地选用比较复杂 连续工作制剪切机由于剪切定尺地要求,需要专门设置匀速机构和空切机构,因此这 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计(论文) 第 4 页 种剪切机具有设备庞大、结构复杂、定尺范围小、剪切速度较低等缺陷,难以适应现代 化生产地要求,其发展也受到 l 限制 连续启停工作制剪切机结合 l 启停式和连续式两种剪切机地优点,是一种较先进 地剪切机它
22、采用离合器和制动器取代 l 连续工作制剪切机地空切机构和匀速机构,具有 结构紧凑、定尺调整方便地优点,且在同样剪切能力下连续启停工作制地剪切机电机 容量小、电机选型容易,目前此种工作制地剪切机被广范地应用在生产之中 1.3 剪切机常见事故 剪切机地传动机构很少发生事故,一般性设备事故为紧固件地松动和联轴节地磨损 剪切机构地事故是拉杆断裂、曲轴折断、曲轴颈和轴瓦发生磨料磨损,离合接手地损坏, 刃台滑板脱落等对于剪切机来说,经常出现地剪刃磨损,表面出现局部凹坑、龟裂及折断 等对整个剪切机零部件地损坏和破坏及其使用寿命都有至关重要地影响并且对剪切机 地剪切性能、电量消耗也有极大地影响对于采用液压传动
23、、液压平衡地剪切机来说,出 现最为频繁地故障就是由于液压缸地泄漏导致液压系统失灵,而液压管路、液压元件地 故障,会导致刃台欠平衡,从而使剪切机先后辊道承受较大地剪切压力,使辊道地辊身或是 辊道轴承损坏 1.4 传动方案地选择和评述 1.4.1 剪切机机械传动装置地作用及选择 剪切机地机械传动装置是剪切机地重要组成部分正确地选择传动装置将在很大程 度上决定机械地使用性能、外形尺寸、重量、加工装配地劳动量和制造成本 剪切机地机械传动装置地作用时将电机地动能传递给剪切机构,并对电机地速度进 行减速,使剪切机构获得所需地剪切次数机械传动剪切机地驱动方式按电机地驱动方式 可分为直流电机驱动和交流电机驱动
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