機械畢業(yè)設(shè)計論文雙邊圓盤式剪切機的設(shè)計全套圖紙

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1、第一章 緒 論 1．1我國窄帶鋼生產(chǎn)現(xiàn)狀及產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整 1.1.1 我國窄帶鋼行業(yè)的發(fā)展現(xiàn)狀 鋼材按外形可分為型材、板材、管材、金屬制品四大類。其中，板材是一種寬厚比和表面積都很大的扁平鋼材。按厚度不同分薄板（厚度<4mm）、中板（厚度4-25mm）和厚板（厚度>25mm）三種。鋼帶就包括在鋼板類內(nèi)，是寬度一定而長度極長的帶狀鋼材，大多卷成卷。寬度不小于600毫米的是寬帶鋼，寬度小于600毫米的為窄帶鋼。按照成型的方法不同，窄帶鋼有冷軋窄帶鋼和熱軋窄帶鋼之分。 2005年1月開始鋼鐵行業(yè)在全國范圍內(nèi)推行新的統(tǒng)計指標體系，鋼材品種從18個大品種細化為22個大品種，調(diào)整了型材分

2、類、細化了板帶材分類。其中，板帶材中的特厚板、中厚板、薄板、鋼帶4個品種調(diào)整為特厚板、厚板、中板、熱軋薄板、冷軋薄板、中厚寬鋼帶、熱軋薄寬鋼帶、冷軋薄寬鋼帶、鍍層板帶、涂層板帶、熱軋窄鋼帶、冷軋窄鋼帶12個品種。而在鋼鐵工業(yè)協(xié)會和國研網(wǎng)的統(tǒng)計中，2004年開始，對熱軋窄帶鋼和冷軋窄帶鋼有了專門的統(tǒng)計，見表1。 表1 2004～2006年窄帶鋼行業(yè)生產(chǎn)變化情況 單位：萬噸 年份 窄帶鋼 熱軋窄帶鋼 冷軋窄帶鋼 鋼協(xié)數(shù)據(jù) 國研數(shù)據(jù) 鋼協(xié)數(shù)據(jù) 國研數(shù)據(jù) 鋼協(xié)數(shù)據(jù) 國研數(shù)據(jù) 2004 2397.97 2009.09 2092.93 1736.41 287.

3、04 272.68 2005 3407.19 3108.11 3013.25 2690.05 393.94 418.06 2006 4102.06 - 3640.81 - 461.25 根據(jù)國研網(wǎng)的統(tǒng)計，2004年我國共生產(chǎn)窄帶鋼2009.09萬噸，其中，熱軋窄帶鋼1736.41萬噸，占86.43％，冷軋窄帶鋼272.68萬噸，占13.57％；2005年窄帶鋼產(chǎn)量 超 過3000萬噸并達到3108.11萬噸，其中，熱軋窄帶鋼產(chǎn)量2690.05萬噸，占85.66％，冷軋窄帶鋼產(chǎn)量418.06萬噸，占13.45％；2006年窄帶鋼產(chǎn)量繼續(xù)攀升，并突破4000

4、萬噸，其中熱軋窄帶鋼產(chǎn)量突破3000萬噸并達到3640.81萬噸，占88.76％，冷軋窄帶鋼產(chǎn)量461.25萬噸，占11.24％?？梢钥吹剑m然熱軋窄帶鋼的生產(chǎn)被列入國家限制發(fā)展行業(yè)范圍內(nèi)，但我國窄帶鋼產(chǎn)品中的冷熱軋比仍在下降，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)矛盾進一步突出。很顯然，我國窄帶鋼產(chǎn)量逐年增長的動力完全來自其不斷增長的社會需求。以表觀消費量表示。2004年我國窄帶鋼的需求量為2056.54萬噸，其中熱軋窄帶鋼消費量1741.98萬噸、冷軋窄帶鋼消費量314.56萬噸，分別占窄帶鋼總需求量的84.7％和15.3％；2005年窄帶鋼的需求量同樣突破3000萬噸，熱軋窄帶鋼和冷軋窄帶鋼分別消費2658.13和4

5、19.22萬噸；2006年，窄帶鋼的功效雙雙突破4000萬噸。 表2 單位：萬噸 年份 窄帶鋼 熱軋窄帶鋼 冷軋窄帶鋼 表觀消費量 供需缺口 表觀消費量 供需缺口 表觀消費量 供需缺口 2004 2056.53 -47.45 1741.98 -5.57 314.56 -41.88 2005 3077.35 30.76 2658.13 31.92 419.22 -1.16 2006 4005.86 96.20 3575.58 65.23 430.28 30.97 資料來源：國研網(wǎng)、中恒遠策收集 我國的窄帶鋼行業(yè)

6、一直存在著一定規(guī)模的供給缺口，2004年為47.45萬噸。隨著我國窄帶鋼產(chǎn)量和出口量的大幅上漲，2005年窄帶鋼行業(yè)開始出現(xiàn)需求缺口30.76萬噸，2006年這一缺口繼續(xù)擴大到96.20萬噸。也就是說，隨著我國 窄帶鋼產(chǎn)能的擴大，窄帶鋼行業(yè)已經(jīng)進入供大于求的發(fā)展階段，隨之而來的將是更加激烈的市場競爭。那么，如上表2 2004～2006年窄帶鋼的需求及其缺口變化情況整理過技術(shù)進步和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整，實現(xiàn)在鞏固原有消費市場基礎(chǔ)上新興市場的開拓將成為各大窄帶鋼尤其是熱軋窄帶鋼生產(chǎn)企業(yè)需要認真思考的問題。 1.1.2產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整 目前國外現(xiàn)有的熱扎窄帶鋼生產(chǎn)線以扎制優(yōu)質(zhì)合金鋼為主，面向

7、深加工企業(yè)的窄帶鋼產(chǎn)品供不應求。而我國大量的窄帶鋼產(chǎn)品為普通碳鋼，主要用于焊管及冷彎型鋼行業(yè)，近年市場供大于求的現(xiàn)象愈趨嚴重。所以，窄帶鋼生產(chǎn)企業(yè)必須根據(jù)市場需求調(diào)整優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，不斷開發(fā)焊管，冷彎型鋼行業(yè)以外的用于深加工的新品種，填補窄帶產(chǎn)品的市場空白。就目前市場狀況，窄帶鋼產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整可以兩方面進行：一是大力開發(fā)優(yōu)質(zhì)碳素鋼、低合金鋼、深沖鋼、不銹鋼等新品種；二是大力開發(fā)薄、寬規(guī)格的新品種，在使用產(chǎn)品厚度達到12-15mm的同時，改善帶鋼的表面質(zhì)量，從而代替冷扎產(chǎn)品。熱扎寬帶鋼扎機雖裝備水平高，生產(chǎn)規(guī)模大，但與窄帶相比生產(chǎn)成本相對較高。所以，小家電、小五金、刀具量具等“微細型”深加工企業(yè)，

8、只要質(zhì)量能滿足要求，采用窄帶鋼作為原料比寬帶鋼更合適，窄帶鋼的成材率及產(chǎn)品質(zhì)量均不如寬帶鋼，但目前相當多的窄帶鋼生產(chǎn)線技術(shù)改造后成材率已達95%以上，有的甚至達到97%?？梢娬瓗Мa(chǎn)品結(jié)構(gòu)的調(diào)整能否達到預期目標關(guān)鍵在質(zhì)量，若能使窄帶鋼在尺寸精度、表面質(zhì)量及組織性能等方面均得到明顯改善，則其市場必將拓寬，企業(yè)效益也將明顯提高。深加工企業(yè)所需帶鋼對其組織性能、尺寸精度、表面質(zhì)量等要求較高，且鋼種多為超低碳鋼，低合金優(yōu)質(zhì)鋼、高碳鋼、高錳鋼和低合金高強度鋼，市場需求量每年達300萬噸。我國窄帶鋼生產(chǎn)廠家若能據(jù)此調(diào)整產(chǎn)品結(jié)構(gòu)，不斷開發(fā)新品種，則不反可使我國在鋼材資源利用上趨于合理化，而且可降低深加工企業(yè)的

9、生產(chǎn)成本，同時也能將明顯提高窄帶鋼行業(yè)的經(jīng)常效益。但在窄帶鋼生產(chǎn)線扎制上述產(chǎn)品時，需采取相關(guān)的技術(shù)措施，并需要對現(xiàn)有工藝設(shè)備進行必要的改造。 1.2我國窄帶鋼生產(chǎn)狀況與市場演變趨勢分析 　　業(yè)內(nèi)人士最近指出，在國外窄帶鋼生產(chǎn)逐漸減少的情況下，我國到目前為止，窄帶生產(chǎn)不但沒有減少，反而增加，說明其仍有生存空間。其原因是多方面的，主要有如下幾方面： 1〉市場需求層次多樣 我國寬帶軋機雖已具有一定規(guī)模，但總體講我國軋材生產(chǎn)還是長材多，板帶少。國內(nèi)眾多的中小型焊管機組，冷彎機組，窄帶冷軋機選擇熱軋窄帶鋼為原料，可以滿足市場要求。只有對帶鋼精度要求特別高的才選擇熱軋縱剪帶鋼。 2〉縱剪熱帶售價

10、高 無論國內(nèi)外，熱軋縱剪帶鋼的價格要高于寬帶卷價格的3%-4%，這主要是為了補償縱剪 環(huán)節(jié)的消耗(電耗、設(shè)備折舊及維修費、人工費等，約100元/噸)，目前國內(nèi)市場縱剪帶鋼售價比熱軋窄帶鋼高200-300元/噸，甚至更高。 3〉窄帶鋼噸材投資低 與熱連軋寬帶軋機相比，熱軋窄帶軋機設(shè)備簡單，能全部國內(nèi)制造，投資費用低，噸材投資不到1000元/噸，是熱軋寬帶及縱剪投資的一半左右，因此易于建設(shè)投產(chǎn)。 4〉窄帶生產(chǎn)成本低 熱軋窄帶生產(chǎn)盡管成材率低(個別的接近熱軋穿帶軋機)，但窄帶軋機使用價格較低的方坯或矩形坯，其國內(nèi)市場價比板坯約低100元/噸(國外方坯比板坯低10-15美元/噸)，坯料的差

11、價補償熱軋窄帶鋼成材率低造成的金屬損失的費用(約30元/噸)尚有余。 熱軋窄帶的燃料、勞動力、軋輥等消耗相對高，是窄帶成本增加因素。但是我國目前，特別是他方企業(yè)工資水平低，窄帶軋輥便宜，有些企業(yè)甚至使用低價燃料等，因此這些影響成本上升的因素，使成本上升并不明顯。 由于窄帶鋼噸材投資低，其成本中的折舊費低，維修費及財務費等均低，上述因素造成窄帶鋼生產(chǎn)成本比一般寬帶縱剪至少低200-250元/噸。 有的窄帶鋼生產(chǎn)企業(yè)還自身配有冶煉、連鑄系統(tǒng)，可使用自產(chǎn)的更為便宜的原料鋼坯。因此熱軋窄帶鋼售價比熱軋縱剪帶鋼便宜200-400元/噸以上也有利可圖。因此熱軋窄帶鋼在目前頗有競爭力，很有生存空間。

12、寬帶冷軋機軋速高、產(chǎn)量大，適于生產(chǎn)低碳軟鋼及高強度鋼等，而冷軋窄帶鋼軋機適于生產(chǎn)彈簧、碳工、低合金鋼帶、捆扎帶、自行車用帶、也具有一定優(yōu)勢，能滿足批量小，品種多等要求。 分析認為，目前窄帶鋼生產(chǎn)的經(jīng)濟效益是現(xiàn)實的，但并不能說窄帶軋機是生產(chǎn)帶鋼最先進的工藝裝備，其不足的地方是勞動生產(chǎn)率較低，產(chǎn)品精度較差，環(huán)保狀況不好。今后隨著我國鋼鐵企業(yè)裝備水平不斷提高及工藝優(yōu)化，產(chǎn)品結(jié)構(gòu)優(yōu)化，工資水平提高，環(huán)保要求嚴格等，這些因素皆不利于窄帶鋼生產(chǎn)發(fā)展。有可能再過一段時間后，我國窄帶鋼生存空間將會相對變小，將同國外狀況類似逐漸減少，那些競爭力差的窄帶軋機有可能遭到淘汰。但也應當指出，這種減少將是逐步的，可能

13、不會很快。 1.3我國帶鋼市場未來發(fā)展特點分析 1> 熱扎帶鋼產(chǎn)量增長快速,存在供大于求的可能.到今年我國帶鋼產(chǎn)量在2500萬噸左右,隨著新項目的增多,到2006年生產(chǎn)能將達到3900萬噸,產(chǎn)量將在2800萬噸左右.雖然今 后幾年我國帶鋼市場需求仍會有較大增長,但估計到今年市場需求也緊在2500萬噸,且由于熱扎帶鋼的下游項目如冷扎帶鋼的產(chǎn)能不足,將會引起熱扎帶鋼市場形成供大于求的局面。 2> 中寬帶鋼生產(chǎn)規(guī)模將不斷擴大。我國市場對帶鋼的需求呈多層次，以前我國500mm以下窄帶鋼和100mm以上的寬帶鋼均有較大供應量，但在520-900mm寬度間的帶鋼供應不多。目前我國在建帶鋼項目中以中

14、寬帶為主，今后幾年我國將新增中寬帶產(chǎn)能近千萬噸，所以這個寬度范圍的帶鋼供應很快就會被彌補。而隨著中寬帶鋼扎制技術(shù)的提高及寬度的延伸，未來中寬帶將占據(jù)一部分寬帶鋼的市場份額。同時由于中寬生產(chǎn)規(guī)模的擴大，企業(yè)間的競爭也將會越發(fā)激烈。 3>帶鋼市場將受到薄板市場和建材市場的雙重影響。窄帶鋼作為寬帶鋼的過度產(chǎn)品，其需求在一定程度上受薄板市場影響。如果薄板市場價格上漲，則部分需求會轉(zhuǎn)向帶鋼，反之有些企業(yè)則會選擇寬帶鋼。同時由于生產(chǎn)帶鋼的坯料一般可以用于生產(chǎn)建筑鋼材，而且許多帶鋼企業(yè)也擁有棒材生產(chǎn)線，所以當國內(nèi)建筑鋼材市場價格出現(xiàn)波動時，這些鋼廠可以用鋼坯流向來調(diào)整帶鋼和棒材的生產(chǎn)，進而影響帶鋼產(chǎn)量。另

15、外帶鋼很大一部分被用來制造焊管和型材，所以帶鋼價格受線材、型材等建筑鋼材市場走勢的影響會較大。 4>熱扎帶鋼的延伸產(chǎn)品未來會有一定市場空間。目前我國冷扎寬帶鋼和鍍層類薄板的市場需求很大，但國內(nèi)產(chǎn)能嚴重不足。而帶鋼作為我國薄板產(chǎn)能不足的補充產(chǎn)品，如果能利用熱扎帶鋼增加冷扎帶鋼和鍍層類帶鋼的產(chǎn)量，不僅可以提升帶鋼的附加值，而且也可以很好地彌補我國此類寬帶產(chǎn)品產(chǎn)能不足，畢竟市場需求較大。特別是用熱扎帶鋼生產(chǎn)冷扎帶鋼和鍍層帶鋼成本相對于寬帶鋼較低，這對生產(chǎn)低端產(chǎn)品的用戶是具有較大吸引的。而要想生產(chǎn)熱扎帶鋼的延伸產(chǎn)品，拓展市場空間，就必須注重熱扎帶鋼的開發(fā)來為冷扎帶鋼提供原料。目前，我國熱扎帶鋼以普通

16、碳素鋼為主，優(yōu)質(zhì)碳素鋼（T8、T10A、45#等）和部分合金鋼如65Mn、40Mn等少量較少，這將是熱扎帶鋼企業(yè)在品種方面一個努力的方向。 5>生產(chǎn)帶鋼的經(jīng)濟效益仍會存在較長時間。在我國目前的國情條件下，板材類的需求仍會保持多層次，同時帶鋼的生產(chǎn)技術(shù)和品種質(zhì)量水平也會有所提高，到2010年前我國小五金、自行車等行業(yè)選用帶鋼的比例仍會保持相當規(guī)模，但今后隨著我國鋼鐵企業(yè)薄板的生產(chǎn)規(guī)模不斷擴大，裝備水平和工藝技術(shù)水平的不斷提高和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的優(yōu)化，帶鋼生產(chǎn)的發(fā)展空間將會縮小。那些競爭力差的窄帶扎機有可能遭到淘汰，2010年后，中寬帶生產(chǎn)線也會逐步減小，帶鋼所占我國薄板帶的消費比例將降低。 1.3.

17、1提高軋機的裝備水平 在提高軋機裝備水平方面有以下特點： 1〉 將現(xiàn)有的二輥和四輥不可逆式軋機逐步改造成四輥可逆式軋機，實行帶張力軋制和卷曲，以簡化操作和使軋制過程穩(wěn)定，從而提高軋制精度和產(chǎn)品質(zhì)量的控制水平。 2> 將條件好的廠或車間的單機逐步改造成連軋機，以提高生產(chǎn)率和改善產(chǎn)品的質(zhì)量。 3〉 加緊改造和建設(shè)一批具有大壓下和極強板形控制能力的新型軋機，如HC軋機和異步軋機等。 4〉 逐步實現(xiàn)單機自動化和計算機控制，對軋機進行精確的調(diào)整和對軋制過程進行實時調(diào)節(jié)，以大幅度地提高產(chǎn)品質(zhì)量的控制水平。 1.3.2 提高廠（車間）的總體裝備水平 在這方面，可采用連續(xù)（半連續(xù)）臥式酸洗機組

18、進行酸洗，采用裝備水平比較高的軋機進行軋制和平整，采用連續(xù)式（光亮）退火爐進行退火等等，只有提高整個廠（車間）的總體裝備水平，并使各個工序的裝備水平相互匹配，都有可能生產(chǎn)技術(shù)水平。 1.3.3 加強和應用現(xiàn)代化的檢測手段 應積極采用先進的現(xiàn)代檢測手段，對設(shè)備、生產(chǎn)過程和產(chǎn)品質(zhì)量等進行精確的檢測和監(jiān)督。只有這樣，才能不斷地改進和完善工藝制度，提高生產(chǎn)技術(shù)這一點，對高、中碳鋼和合金鋼帶生產(chǎn)來說，尤為重要，改善和建設(shè)高精度軋機應根據(jù)具體情況，對我國的冷軋機窄帶鋼軋機進行合理的分工，迅速改造和建設(shè)一批高精度軋機，專門用來生產(chǎn)小批量、多品種的高精度、高強度帶鋼，以滿足特殊行業(yè)的用材的需要。在這方面，

19、冷軋寬帶軋鋼機是無能為力的，應是冷軋窄帶鋼軋機技術(shù)改造和發(fā)展的重要方向之一。 1.3.4 精整機組 按其用途，連續(xù)精整機組大體可分為準備機組、作業(yè)機組和成品機組三大類。 準備機組：用來處理加工作業(yè)線作準備的機組。主要是進行重卷、修邊等工序。重卷是為了滿足作業(yè)機組的卷徑要求，小卷焊成大卷，松卷卷成緊卷。修邊是為了防止帶鋼在以后軋制中出現(xiàn)裂紋；同時還可對帶鋼兩邊的缺陷進行修邊。 有時為了滿足出廠規(guī)格，對成品要進行卷。這樣的重卷機組不應屬于準備機組。 成品機組：用來完成將作業(yè)機組已處理加工的成品帶卷進行剪切、腳直、涂油及成品包裝等工序。對熱軋廠來說，熱軋卷就

20、是成品。因此，成品機組還應包括熱軋帶卷的平整分卷、縱切、橫切等工序的作業(yè)機組。 1> 縱切機組（分條機組）：用來把成卷寬帶鋼，分切成幾條窄帶鋼。 2〉 橫切機組：用來把成卷帶鋼，剪成一定定尺長度的鋼板。 3〉 矯直機組：用來矯平帶鋼，使帶鋼的表面獲得所要求的平整度。目前在連續(xù)矯直機組中，常采用輥式矯直機、張力輥組聯(lián)合矯直機、張力輥組聯(lián)合矯直設(shè)備、連續(xù)拉伸矯直設(shè)備及連續(xù)拉伸彎曲矯直設(shè)備等。 4〉 涂油機組：用來對帶鋼表面涂油，以防止帶鋼表面生銹。 5〉 磨光機組：用來對帶鋼表面或兩側(cè)邊進行磨光，以獲得良好的帶鋼表面，滿足用戶的要求。 6〉 包裝（捆扎）機組：用來包裝鋼板的包裝機組；

21、用來捆扎成成卷帶鋼的捆扎機組。目前包裝（捆扎）工作大部分實現(xiàn)自動化和半自動化。 1.4雙邊剪的類型和作用 1.4.1 雙邊剪的類型 雙邊剪按其用途和構(gòu)造可分為兩大類：兩對刀盤的和多對刀盤的。兩對刀盤的只用來剪切帶材的邊部，故稱切邊圓盤剪或切邊剪；多對刀盤的圓盤剪在剪切帶材邊部的同時并將帶材縱切成多條較窄的帶材，故稱為分條雙邊剪或分條剪。 按雙邊剪的傳動方式又有拉剪和動力剪之分；所謂拉剪，即刀盤沒有傳動裝置，直接由機后的拉力輥及卷曲機等設(shè)備將帶鋼拉過的圓盤剪進行剪切；橫剪或縱剪機組里的圓盤剪均在傳動系統(tǒng)中將裝有離合器，使用時可根據(jù)情況由離合器脫開傳動裝置，使其按拉剪工作。 1.4.2

22、雙邊剪的作用 雙邊剪通常設(shè)置在精整作業(yè)線上，用來將運動著的鋼板的縱向邊緣切齊或切成窄帶鋼。根據(jù)其用途可分成兩種形式：剪切板邊的圓盤剪和剪切帶鋼的圓盤剪。 剪切板邊的圓盤剪每個圓盤刀均懸臂地固定在單獨的傳動軸上，刀片的數(shù)目為兩片，這種圓盤剪用于中厚板的精整加工線、板卷的橫切機組和連續(xù)酸洗等作業(yè)線上。 剪切帶鋼的圓盤剪用于板卷的縱切機組、連續(xù)退火和鍍鋅等作業(yè)線上。這種圓盤剪的刀片數(shù)目是多對的，一般刀片都固定在兩根公用的傳動軸上，也有少數(shù)的圓盤剪刀片固定在單獨的傳動軸上。 雙邊剪在連續(xù)剪切鋼板的同時對其切下的板邊要進行處理，通常在圓盤剪后面設(shè)置碎邊機，將板邊剪成碎段送到專門的滑槽中去。此外，

23、對于薄板邊也有用卷取機來處理的，其缺 點是需要一定的手工操作，卸卷時要停止剪切等。 為了使已切掉板邊的鋼板在出圓盤剪時能夠保持水平位置，而且邊則向下彎曲，往往將上刀片軸相對下刀軸移動一個不大的距離，或者將上刀片直徑做得比下刀片小些，此時，被切掉的板邊將劇烈的向下彎曲。 為了防止鋼板進入雙邊剪時向上翹曲，通常在雙邊前面靠近刀片的地方裝有壓輥。 1.5雙邊剪的結(jié)構(gòu) 不同機組中的雙邊剪因操作要求不同，結(jié)構(gòu)上也略有區(qū)別。切邊剪主要在酸洗、鍍鋅和橫剪等機組上，用以剪切帶鋼的兩個側(cè)邊。雙邊剪上只安裝兩對懸臂的刀盤。兩對刀盤分別裝在左右機架的上下刀軸上，傳動裝置通過一根長軸傳動左右機架內(nèi)的齒輪，帶

24、動上刀盤旋轉(zhuǎn)而進行剪切。 分條剪主要用于縱剪機組，剪機上裝有刀盤多對。傳動裝置通過萬向聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動上下兩根刀軸進行剪切。 上述兩種雙邊剪形式雖不同，但結(jié)構(gòu)大致相同，它們都由左右機架，上下刀軸，底座，移動機構(gòu)，傳動裝置和調(diào)整機構(gòu)等組成。 1.6中小型帶鋼縱剪機組設(shè)備組成 1.6.1縱剪機組的設(shè)備組成 縱剪機組主要用于帶鋼的切邊和分條，以滿足用戶對帶鋼不同寬度的要求?？v剪機組的設(shè)備組成與其工藝水平有關(guān)，機械化與自動化程度較高，全液壓操作的機組應包括以下主要設(shè)備：開卷機、對中機構(gòu)、圓盤剪、卷取機及電氣、液壓系統(tǒng)等。對中機構(gòu)與圓盤剪之間的距離一般應在設(shè)備允許的前提下盡量短，以加強對帶鋼的導向作

25、用，圓盤剪與卷取機之間的距離一般作為活套區(qū)，用于儲存卷 取機前下垂的帶鋼，主動剪時也用于緩沖帶鋼。為解決圓盤剪與卷取機的同步問題，其間還沒有帶鋼長短的反饋裝置。由此，活套區(qū)的確定主要應考慮所需儲存帶鋼的長度，保證帶鋼不產(chǎn)生彎曲塑性變形。為減少被動剪切精度的影響，還要考慮卷取機在卷取帶鋼時受壓臂分盤的影響，不能使帶鋼邊部產(chǎn)生太大的散射角。故活套區(qū)長度應不小于5～8mm。 不同規(guī)格的剪切機組，工作方式有所不同。當剪切帶鋼的厚度s<1.5mm時，應采用主動剪切方式；s>6～7mm時，宜采用綜合剪切方式，以避免卷取機及拖動電機過于龐大；1.5mm<=s<=6～7mm時，可以采用被動剪切方式。 1

26、.6.2典型設(shè)備的作用以及結(jié)構(gòu)參數(shù)的確定 1〉開卷機：用于支撐，轉(zhuǎn)動鋼卷，并使其開卷，其類型有雙錐頭開卷機，雙柱頭開卷 機和懸臂式開卷機三種。其中，雙錐頭開卷機適應性較強。此開卷機結(jié)構(gòu)簡單，維修方便。每個錐頭的橫向移動靠液壓或機械傳動機構(gòu)。其中，制動器用于保證工作時不散卷；傳動機構(gòu)作為開卷的動力。主動剪切時開卷速度應與主機匹配，被動剪切時取6～12m/min即可。 2〉 對中機構(gòu)：位于圓盤剪之前，將帶鋼對準圓盤刀，以便在工作時不跑偏，并隨帶鋼的位置隨時調(diào)整。工作時多為雙動力操作，可先夾緊帶鋼，再讓帶鋼左右移動，使帶鋼對準圓盤刀。 3〉 圓盤剪：是生產(chǎn)線的主機，，用來完成對帶鋼的切分。切

27、分刀具為圓盤刀，其直徑的大小取決于被剪切帶鋼的厚度，同時還要考慮刀的重磨量，主軸的直徑及兩主軸的軸承座尺寸等因素，一般在滿足切分要求的前提下圓盤刀的尺寸應盡量小，以保證刀的加工精度。上下圓盤刀工作時一般相互重疊，其重疊量與剪切帶鋼厚度及材質(zhì)有關(guān)。上下配對剪切的兩刀片的側(cè)向間隙Δ取代鋼厚度的0.03～0.07倍，但不應小于0.01mm。 4〉 卷取機：其作用是將所剪切的帶鋼收集成卷，主要由傳動機構(gòu)和卷筒組成。 傳動機構(gòu)動力的選擇隨剪切機組的工作方式不同而異，采用被動剪切或綜合 剪切方式時，卷取動力主要由剪切阻力和開卷阻力決定。被動剪切時，全部阻力均由卷取機承擔；采用綜合剪切方式時，卷取機只

28、承擔全部阻力的1/2～3/4，其余由圓盤剪承擔。 中小型縱剪機組的設(shè)計是一個復雜的過程，合理地確定剪切機組的工藝布置、設(shè)備結(jié)構(gòu)形式及設(shè)備參數(shù)又是設(shè)計中非常重要的工作。 1.7 雙邊剪的類型與作用 1.7.1 雙邊剪的分類 雙邊剪廣泛用在板、帶生產(chǎn)車間各輔助機組中，如橫剪機組、縱剪機組、重卷檢查機組、酸洗機組、鍍錫機組及焊接機組等。 雙邊剪按其用途和構(gòu)造可分為兩大類：兩對刀盤的和多對刀盤的。兩對刀盤的圓盤剪只用來剪切帶材的邊部，故稱切邊圓盤剪或切邊剪；多對刀盤的圓盤剪在剪切帶材邊部的同時并將帶材縱切成多條較窄的帶材，故稱分條圓盤剪或分條剪。 按雙邊剪的傳動方式又有拉剪和動力剪之分；所

29、謂拉剪，即刀盤沒有傳動裝置，直接由機后的拉力輥及卷取機等設(shè)備將帶鋼拉過圓盤剪進行剪切；如某廠1700冷扎酸洗機組的圓盤剪。橫剪或縱剪機組里的圓盤剪均在傳動系統(tǒng)中裝有離合器，使用時可根據(jù)情況由離合器脫開傳動裝置，使其按拉剪工作。 1.7.2 雙邊剪的結(jié)構(gòu)分析 不同機組中的雙邊剪因操作要求不同，結(jié)構(gòu)上也略有區(qū)別。切邊剪主要用在酸洗、鍍錫和橫剪等機組上，用以剪切帶鋼的兩個側(cè)邊。圓盤剪上只安裝兩對懸臂的刀盤，兩對刀盤分別裝在左右機架的上下刀軸上，傳動裝置通過一根長軸傳動左右機架內(nèi)的齒輪，帶動上刀盤旋轉(zhuǎn)而進行剪切。 分條剪主要用于縱剪機組，剪機上裝有刀盤多對。傳動裝置通過萬向聯(lián)軸器轉(zhuǎn)動上下兩根刀軸

30、進行剪切。 上述兩種圓盤剪形式雖不相同，但結(jié)構(gòu)大致相同，它們都由左右機架，上下刀軸，底座，移動機構(gòu)，傳動裝置和調(diào)整機構(gòu)等組成。 1〉機架 圓盤剪的兩個機架都是左右對稱布置，刀盤，上下刀軸和調(diào)整機構(gòu)都裝在機 架上。機架均為框架式或箱形焊接結(jié)構(gòu)，易于制造，成本較低，框架式機架用于分條剪時，采用工字鋼和鋼板焊接而成，機架較窄，兩個刀軸有兩個軸承座分別裝于左右機架之中。 機架上可設(shè)有刀盤重合度調(diào)整裝置和作業(yè)線高度調(diào)整機構(gòu)。機架下部裝有滑塊調(diào)整裝置。在生產(chǎn)率高的機組中，剪刃摩擦較快，需要經(jīng)常更換，縮短換刀時間對提高作業(yè)率有很大意義，所以切邊拉剪機上采用了旋轉(zhuǎn)機架換刀。為了剪切各種不同寬度的帶鋼

31、，圓盤剪一般均有機架移動裝置，用以調(diào)整兩對刀盤的開口度，機架移動裝置由帶減速器齒輪的電動機，電磁離合器和帶有左右螺紋的螺桿及螺母組成。調(diào)整機架開口度時，電動機帶動螺桿使左右機架對稱于機組中心線離開或移近，滑軌上裝有寬度標尺，操作時可按標尺上的讀數(shù)進行調(diào)整。底座上還裝有行程開關(guān)，控制機架間移動的最大和最小開口度。作業(yè)線高度調(diào)整如圖1.1 圖 1.1 作業(yè)線高度調(diào)整機構(gòu)示意圖 1.固定底座；2.活動底座；3.機架移動機構(gòu)； 4.調(diào)整螺母；5.螺桿；6.下刀軸軸承座 2〉機架移動裝置 為了能剪切不同寬度的板帶材，設(shè)有機架移動機構(gòu)裝置，用以調(diào)整刀盤的間距用更換定距套和刀盤來實現(xiàn)。機架移

32、動裝置可手動和機動（液壓馬達）操作，如圖1.2。 圖1.2 機架移動裝置示意圖 1.絲杠； 2.絲母；3.支座；4.液壓馬達； 5.連軸器；6.索緊螺母；7.活動底座 手動機構(gòu)由手輪、絲杠（1）、絲母（2）、聯(lián)軸器（5）等組成。當手動調(diào)整機架刀盤開口度時，手輪旋轉(zhuǎn)扭動絲杠（1）帶動絲母（2）、聯(lián)軸器（5）等，拉動左側(cè)機架，使刀軸脫開左機架軸承，移動過程是離開或移近機組中心線?；壣涎b有刻度標尺，操作時可按標尺上讀數(shù)進行調(diào)整。當機動調(diào)整時，開動液壓馬達(BM1-80)(4)驅(qū)動，即可完成上述動作。 3〉上下刀軸 上下刀軸為固定刀盤的主要部件。切邊剪和分條剪的

33、刀軸結(jié)構(gòu)不同。切邊剪的刀軸為懸臂式，上下刀軸各有兩個軸承，軸承之間的傳動齒輪。廣泛采用液壓螺母將刀盤固定在刀軸的端部，這種螺母使用方便可靠、結(jié)構(gòu)簡單。液壓螺母中有油腔，配有密封圈和壓環(huán)，槽的一邊配有一個帶單向閥的注油嘴，另一邊有一個減壓螺釘。鎖緊刀盤時，先將刀盤裝在刀軸上，將液壓螺母安裝在刀軸上并擰緊到螺母與被壓件之間的空隙不大于s值的位置。 為提高作業(yè)率，適應剪切不同寬度帶材的要求，分條圓盤剪一般使用兩套機架（包括左右機架和上下軸），一套在作業(yè)線上工作，另一套則在作業(yè)線外換裝刀盤與調(diào)整。為猜裝方便，傳動裝置的萬向聯(lián)軸器與機架的上下刀軸采用快速裝拆的離合器聯(lián)結(jié)。 分條剪和切邊剪刀軸傳動裝置

34、的結(jié)構(gòu)略有不同，分條剪刀軸的傳動裝置由電動機，減速分配箱，兩根萬向聯(lián)軸器和快速離合器等組成。 4〉雙邊剪調(diào)整機構(gòu) 刀盤重合度一般用調(diào)整上刀軸來控制，切邊剪刀盤重合度調(diào)整機構(gòu)系由減速器的立式電動機、分配圓柱齒輪、螺母和螺桿等組成，螺桿下端固定在上刀軸軸承座上面的方槽內(nèi)。調(diào)整時，開動電動機使兩個螺母同時旋轉(zhuǎn)，螺桿則上下移動， 同時也帶動上下刀軸的軸承座移動，從而改變上刀軸與下刀軸的中心距。上、下刀軸的軸承座之間的彈簧用以消除螺紋間的自由間隙。 切邊剪重合度調(diào)整機構(gòu)的傳動方式除采用圓柱齒輪外，也可采用蝸輪蝸桿傳動，蝸輪旋轉(zhuǎn)螺桿，螺桿則在機架上的螺母中上下移動，并帶動上刀軸軸承座上下移動。

35、分條機的重合度調(diào)整機構(gòu)由一臺立式帶減速器的電動機、圓錐齒輪對、旋轉(zhuǎn)螺母和螺桿等組成。螺桿下端固定在上刀軸軸承座上面方槽內(nèi)，由于機架能夠?qū)蓹C架上的圓錐齒輪用伸縮軸聯(lián)接，則電動機使兩機架的上刀軸的軸承同步上下移動，將刀軸上各刀盤的重合量調(diào)整到同一數(shù)值。 切邊剪刀盤側(cè)向間隙一般由調(diào)整下刀軸的軸向位置來控制。分條剪的刀盤側(cè)向間隙，是在更換刀盤時用中間隔套來確定，工作時不在調(diào)整。 刀盤磨損后進行修磨時外徑將減小，重新安裝在減切機上，必須調(diào)整作業(yè)線的高度，才能保證正常剪切。調(diào)整量一般不大，也不頻繁，通常采用手動斜楔調(diào)整機構(gòu)，下刀軸軸承座的下面與斜楔配合，轉(zhuǎn)動螺桿即能移動斜楔，改變下刀軸的高度。

36、 第二章 雙邊剪的主要參數(shù) 2.1雙邊刀片尺寸 雙邊刀片尺寸包括圓盤刀片直徑D及其厚度。雙邊刀片直徑D主要決定于鋼板厚度h，其最小允許值與刀片重疊量S和最大咬入角α有下列關(guān)系D=(h+s)/(1-cosα)。通常取咬入角α=10o～15o，（α值也可根據(jù)剪切速度V來選取）如圖2.1、2.2 但實際上D/H變化很大，帶材厚度超過6mm或薄帶鋼和極薄帶鋼的D/h變化則更大。按上式選刀盤直徑是有問題的，因此雙邊剪刀盤直徑常根據(jù)實際經(jīng)驗確定。 圖 2.1 雙邊剪切示意 圖2.2 雙邊剪刀片

37、咬入角α1與剪切速度v的關(guān)系曲線 按表2-1、表2-2、表2-3選取。 表2-1 剪切帶鋼時的刀盤直徑，毫米 帶 材 厚 度 刀 盤 直 徑 熱 扎 <3 1.2～6.35 4.5～12.7 230～320 320～400 ～600 冷 扎 <0.2 0.2～1 0.2～3 1.5～6 150～200 200 320 400 表2-2 分條剪的刀盤直徑，毫米 帶鋼厚度 刀盤名義直徑 刀盤最小直徑 刀盤厚度 0.12～1.2 0.2～1 0.5～3 1～4.5 1.5～6 16

38、0 230 280 320 400 140 200 240 290 360 12 20 25 30 40 表2-3 切邊剪刀盤直徑、厚度與被剪切金屬厚度的關(guān)系，毫米 被剪切金屬厚度 刀盤直徑 刀盤厚度 0.18～0.6 0.6～2.5 2.5～6 6～10 10～25 150～170 250～270 440～460 680～700 700～1000 15 20 40 60 80 刀盤的厚度b一般采用b=(0.06～0.1)D 刀盤一般為圓柱形，即刀刃角為90o,但對于厚度小于0.015毫米的極薄帶鋼應采用疊

39、形圓盤式銳角薄刀盤。 我設(shè)計的剪切帶鋼厚度為0.5～1.2mm，其刀盤名義直徑選D=240mm,厚度b=25mm（綜合上表）。 2.2刀盤材料 刀盤材料與刀片一樣，也應具備強度大，韌性高和硬度高的性能。熱剪時，剪切溫度有時可達200～300oC,刀盤在此條件下應具有耐高溫性能。刀刃硬度過高則可能發(fā)生折損，裂肩等事故，硬度過低又容易磨損或燒損。一般來說，剪切厚度硬的材料時，刀刃有脆裂危險，硬度應稍低，剪切軟而薄的帶材時，則可采用硬度稍高的刀刃。 對于含碳量在0.3以%以下的鋼板帶，刀刃的硬度可參照表2-4選取。由于扎制工藝不同，被剪切板帶的強度也是變化的，確定刀刃硬度時應考慮這些因素。

40、 表2-4 刀刃硬度的選擇 被剪切鋼材厚度，毫米 刀刃硬度，HRC ≤0.8 〈1 1～6以上 ≥60 ≥58.2 50～55 刀盤材料可采用高碳鋼和滲碳鋼，但與合金鋼相比，耐磨性差，刃性也不好，壽命較短。剪韌性能與制造工藝密切相關(guān)，壽命長，性能好的剪刃必須選用優(yōu)質(zhì)材料，精心鍛造，進行合理熱處理，材料和硬度的選取，一定要與剪切作業(yè)的具體條件相適應，綜合考慮選45鋼。 刀盤兩端面的平行度一般取4-5級精度，表面光潔度為▽7-9。 2.3刀盤的重合量和側(cè)向間隙 2.3.1刀盤重合量S 一般根據(jù)被剪切鋼板厚度來選取，下圖為某廠采用的刀片重疊量與鋼板h的關(guān)系曲線，

41、由圖2.1可見，隨著鋼板厚度增加，重疊量S愈小。當被剪切鋼板厚度大于5mm時，重疊量S為負值。 若剪刃的重合量不夠，在剪切時會引起機械超負荷和帶材局部彎曲，若剪刃重合量太大，則引起帶材的“豎立”。 2.3.2刀盤側(cè)向間隙 剪切冷扎鋼板、帶時，刀刃側(cè)向間隙取被切金屬厚度的9～11%。剪切厚度小于0.15～0.25毫米的薄帶鋼時，側(cè)向間隙實際上接近于零，要把上下刀盤裝配得彼此接觸，甚至帶有不大的壓力。剪切熱鋼板，帶時，側(cè)向間隙推薦被切金屬厚度的12～16%，如圖2.3。 圖2.3刀盤重合度、側(cè)向間隙與板厚度的關(guān)系曲線 確定側(cè)向間隙時，還要考慮被剪切材料的強度。側(cè)向間隙過大，剪切時

42、帶鋼將產(chǎn)生撕裂；側(cè)向間隙過小，又會導致設(shè)備超載，刀刃磨損快。帶鋼剪邊發(fā)亮和毛邊過多，根據(jù)雙邊剪的具體情況而定。 第三章 雙邊剪力參數(shù)的計算 3.1 剪切機構(gòu)合理性分析 為了使已切掉板邊的鋼板在出圓盤剪時能夠保持水平位置，而切邊則向下彎曲，往往將上刀軸相對下刀片軸移動一個不大的距離，如圖3.1。 或者將上刀片直徑做得比下刀片小些如圖b。此時，被切掉的板邊將劇烈地向下彎曲，為了防止鋼板進入圓盤剪時向上翹曲，通常在圓盤前面靠近刀片的地方裝有壓輥。 圖3.1 3.1.1 剪切力 3.1.1.1 理論基

43、礎(chǔ) 作用在一個刀片上總剪切力由兩個分力所組成，即:P=P1+P2 式（3.1） 式中 P1——純剪切力； P2——鋼板被剪切掉部分的彎曲力，是由于剪切伴隨著鋼板的復雜彎曲而產(chǎn)生的，特別對于較窄的鋼板更為顯著。 假定實際剪切面積只局限于弧AB與CD之間，因為在BD線之外剪切的相對切入深度大于εo,即剪切過程已徹底完成了。其次，將弧AB和CD視為弦。作用于寬度為dx=qxdx=τhdx 式（3.2） 式中 qx——作用在接觸弧AB水平投影單位長度上的剪切力。 由相對切入深度知，式（3.3） 微分后得 dx= 式（3.4） 式中α

44、 ——弦AB與CD間夾角的一半。 所以純剪切力為 p1=τhdx 式（3.5） P1= 式（3.6） P1= 式（3.7） 式中的α值可利用平行剪單位剪切功數(shù)據(jù)。 在圓盤剪上冷剪時，α=k1σbk2δ=σbδ 式（3.8） 式中取系數(shù)K1.K2=1； 總剪切力計算公式為P= 式（3.9） 上式中的第二項為分力P2；系數(shù)Z1決定于被剪掉的板邊寬度與厚度的比值d/h。 當d

45、/h≥15時，Z1的數(shù)值趨近于漸進線Z1=1.4。 考慮到刃口磨鈍的影響，一般將計算的剪切力增大15～20%。為了保證剪切質(zhì)量，剪邊不出毛刺，當鋼板厚度大于3mm時，刃口變鈍的允許半徑r=0.1h。 剪切時刀片側(cè)向推力不超過剪切力的5%。 圓盤剪上的剪切功率可根據(jù)作用在刀片上的力矩來確定。在上下刀片直徑、速度相等而且都驅(qū)動時，則與簡單扎制情況相似，合力P垂直作用在刀片上，這時轉(zhuǎn)動一對刀盤所需之力矩為：M1=PDsinα 式（3.10） 式中： D——刀片直徑。 假設(shè)合力P的作用點在弦AB和CD中間，則α可按下式求得 EF+Dcosα=D-s

46、 式（3.11） 或 cos=1- 式（3.12） 式中 S——刀片重疊量。 又 EF=（1-）h 式（3.13） 所以 cosα= 式（3.14） 驅(qū)動圓盤剪的總力矩為：M=n（M1+M2） N.m 式（3.15） 式中 n——刀片對數(shù)； M2——對刀片軸上的磨損力矩，M2=pdμ,其中d為刀片軸軸徑的直徑， μ——刀片軸承處的摩擦系數(shù)。 3.1.1.2 剪切力計算過程： 圓盤剪切力一般按

47、諾沙里公式進行計算：，（公斤） 式中： P——作用在一個刀盤上的剪切力，公斤； ——被剪切金屬的強度極限，公斤/毫米； h ——被剪切金屬的厚度，毫米； ——金屬的相對切入深度，一般取+1.2～1.65； ——被剪切金屬式樣斷裂時的相對延伸率； ——咬入角，度； 可由下列公式求得： 式中： S——上下刀盤重合量，毫米； D——刀盤直徑，毫米。 取h=0.8 , s=0.2, =0.1。 計算得： 根據(jù)設(shè)計要求?。汗?毫米；

48、 ～0.9mm（取h=0.8）； 。 計算得： ，公斤。 3.1.1.3 剪切力矩的計算 1>理論基礎(chǔ) M=n(M1+M2)+M3, 公斤.毫米 式中： M——作用在刀軸上的扭矩， 公斤.厘米; M1—— 一對刀盤剪切所需的扭矩， M1=PDsinα, 公斤.厘米; M2——刀盤軸支承中的摩擦扭矩，

49、 M2=Pdf, 公斤.厘米 其中 d——軸承內(nèi)徑，厘米； f——軸承摩擦系數(shù)； M3——消耗于從活套中曳引帶材的扭矩， M3=0.5PLD， 公斤.厘米； 其中 PL——活套給于帶材的拉力，公斤； n——工作刀盤的對數(shù) ； 由手冊查得 f=0.003; M M=2（78.80+0.68）+0=178.96N.m (在無活套的機組中M=0)。 關(guān)系曲線如圖3.2 圖3.2 圓盤剪刀盤重合量、側(cè)向間隙與冷軋帶

50、鋼厚度的關(guān)系曲線 3.2電動機的選擇 電動機的選擇范圍應包括：電動機的種類、形式、容量、額定電壓、額定轉(zhuǎn)速及其各項經(jīng)濟指標等。而且對這些參數(shù)就綜合進行考慮。 選擇電動機的容量是電力傳動系統(tǒng)能否經(jīng)濟和可靠進行的重要問題。如果電動機容量大小，長期處于超載運行，造成電動機絕緣過早地損壞；如果容量過大，不僅造成設(shè)備上的浪費，而且運行效率低，對電能的利用也很不經(jīng)濟。因此，選擇電動機時，首先就是在各種工作方式下選擇電動機的容量。 電動機功率的計算： 滾動軸承效率聯(lián)軸器帶傳動減速器； 摩擦傳動。 ； N= 查機械設(shè)計師手冊取 N=5.5 KW。 考慮到實際工作環(huán)境經(jīng)濟性情況，選擇一般

51、異步電動機Y（IP44）封閉式三 相異步電動機。 Y系列電動機具有高效，節(jié)能，啟動轉(zhuǎn)矩大，性能好，噪音、振動小，可靠性高、功率等級和安裝尺寸符合IEC校準以及便用維護方便等優(yōu)點。 工作防方式：額定電壓為380V；額定頻率為50HZ；使用海拔高度不超過1000mm；3KW及以下Y接法，4KW以上為Δ接法。 Y132s-4 封閉式三相異步電動機技術(shù)參數(shù)：額定功率為5.5KW；滿載時轉(zhuǎn)速為1440r/min；電流為11.6A；效率為85.5%；功率因數(shù)堵轉(zhuǎn)電流為7.0A；堵轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為2.2；最大轉(zhuǎn)矩為2.2；轉(zhuǎn)動慣量為0.0214；質(zhì)量為68Kg。 3.3帶傳動的設(shè)計計算 已知參數(shù)：

52、 P = 11，KW； n.r/min; ,r/min 設(shè)計計算項目 設(shè)計計算依據(jù) 結(jié)論 工況系數(shù)K 工作平穩(wěn)，查表 1.1 計算功率/kw = KP 6.05 選V帶型號 根據(jù)V帶選型圖 SPA型 小輪直徑/mm 推薦標準值 100 驗算帶速（m/s） V= n/60000,一般為5～25m/s 7.54 大輪直徑/mm = n/n2,一般取標準值 200 從動輪轉(zhuǎn)速/（r/min） = n/ n， 720 從動輪轉(zhuǎn)速誤差 （- n2

53、）/ n2應不超過0.05 -0.04 初定中心距a0/mm 推薦： a0 =（0.75～0.8）（+） 240 初算帶長Lc/mm 721.4 選定基準長度Ld/mm 查 表 800 定中心距 a 280 /mm = 268 /mm 304 驗算包角 160 單根帶基本額定功率P/KW 查表 2.61 傳動比i 2 功率增量 查表 0.16 長度系數(shù)K 查表 0.81 包角系數(shù)K 查表 0.95 單根帶許用功率 [P]/（KW） 2.13 V帶的根數(shù)z 4 V帶單位長度質(zhì)量q/（

54、kg/m） 查表 0.12 單根V帶的出拉力F/N 286 軸上的壓力F/N 1690 第四章 雙邊剪傳動系統(tǒng)的設(shè)計 4.1傳動方案的確定 電動機 減速器 齒輪箱 聯(lián)軸器 圓盤剪刀軸 方案說明： 1> 高生產(chǎn)率的帶鋼剪切生產(chǎn)，要求設(shè)備盡可能地少維修或免維修，提高設(shè)備的利用率，為適應這一要求，剪切機的傳動齒輪采用硬齒面齒輪。 2> 上下一對刀片的間距可通過上面的絲桿來調(diào)節(jié)。 3> 減速箱與齒輪箱內(nèi)要有充分的潤滑冷卻。 4.2傳動齒輪的設(shè)計 4.2.1 選擇齒輪材料，確定許用應力 根據(jù)綜合力學性能選用45鋼

55、 表4.1 齒輪常用材料及力學性能 材料牌號 熱處理方法 強度極限 屈服極限 硬度 HRC（齒面） 45 調(diào)質(zhì)，表面淬火 647 373 40～50 注：[機械設(shè)計]—124頁 根據(jù)圖表選取齒根的彎曲疲勞極限應力； 根據(jù)圖表選取齒面的接觸疲勞極限應力為。（參考機械設(shè)計P125-P126）。 4.2.2確定許用彎曲應力 理論公式： 其中： ——試驗齒輪的應力修正系數(shù)，取=2； ——彎曲疲勞強度計算的壽命系數(shù)，取=1； ——彎曲強度的最小安全系數(shù)。取=1.6。 = 。 4.2.3齒輪名義轉(zhuǎn)矩T1的

56、計算 理論公式： N.m 4.2.4載荷系數(shù)的選擇 考慮齒輪的制造精度，取K=1.3。 4.2.5 齒輪參數(shù)的確定 初步選定齒輪參數(shù)：齒樹；齒寬系數(shù)。由機械設(shè)計教材圖5-38取 外齒輪的復合齒形系數(shù)Y=4， ；按表5-1，又考慮到硬齒面齒根彎曲強度取m=6。 中心距: a=mz=640=240 mm; 計算幾何尺寸：d=mz=640=240; b=d=0.5240=120 mm. 4.2.6校核齒面的接觸強度 轉(zhuǎn)矩T=2764 N.m;齒面接觸疲勞極限應力； 齒面接觸疲勞強度的校核公式為：； 一對齒輪均為鋼制

57、，所以取彈性系數(shù)； 則 =112。 齒面許用接觸應力 其中 S——接觸強度的最小安全系數(shù)，因為是重要傳動，所以取S=1.4； ——接觸的疲勞強度計算的壽命系數(shù)，一般取=1； ——工作硬化系數(shù)，兩齒輪均為硬齒面，故取=1； 則 =， 滿足，故符合要求。 4.2.7幾 何 尺 寸 的 計 算 名稱 代號 計算公式 備注 模數(shù) m 根據(jù)強度計算或結(jié)構(gòu)需要而定 6 壓力角 α 分度圓直徑 d d , 齒頂高 ha 6 齒根高 hf 7.5 全齒高 h 13.5 頂隙 c c=

58、0.25m 1.5 齒頂圓直徑 da 252 齒根圓直徑 df 225 基圓直徑 db 225.5 齒距 p P= 18.84 齒厚 s S= 9.42 齒槽寬 e 9.42 中心距 a a 240 基圓齒距 pb =PCOS 17.7 4.3減速器的確定 減速器傳動比的分配原則： 1.使各級傳動的承載能力大致相等（齒面接觸強度大致相等）； 2.使減速器能獲得最小的外形尺寸和能量； 3.使各級傳動中大齒輪的侵油深度大致相等，潤滑最為簡單。 減速器傳動比的確定： 刀軸的最大轉(zhuǎn)速為； 總傳動比。 減速器的選

59、用： 根據(jù)傳動比和減速器承載能力表選擇型號為ZQ-400-40-Z的減速器，其中心距為 400 mm,公稱傳動比i=40，高速軸許用功率P=5.7KW，（機械設(shè)計師手冊 表3-8-42）。 第五章 刀軸的設(shè)計 5.1選擇軸的材料 選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼。 表5.1軸的材料，主要力學性能，許用彎曲應力 材料 牌號 熱處理 力學性能 許用彎曲應力 抗拉強度極限 抗拉屈服極限 彎曲疲勞極限 剪切疲勞極限 優(yōu)質(zhì)碳素鋼 ４５ 調(diào)質(zhì) ６４０ ３３５ ２７５ １５５ ２１５ １００

60、６０ 5.2 初步估算軸徑 理論公式： 　　　式中 Ｃ——材料常數(shù) 　　　由機械設(shè)計書表１２－４?。茫剑保保?； 　　　——軸所傳遞的功率，＝５.５０.７８４.３； 　　　。 　　　由于安裝軸上有鍵槽所以軸徑應增加５％， 　　　則，取。 5.3 軸上零件的軸向定位 　　刀盤的一端靠套筒定位，另一端靠螺母定位，刀與刀之間由定位套筒定位，裝拆比較方便，兩端軸承常用同一尺寸，以便加工、安裝和維修，為了便于裝拆軸承，軸承處軸肩不宜太高，同時為避免軸上有應力集中，故刀軸兩端有軸肩。 刀盤與軸的周向定位 刀盤與軸的周向定位采用平鍵連接，滾動軸承的內(nèi)圈與軸的配合采用基孔制，軸

61、的尺寸 公差為Ｋ６。 5.4確定各段軸徑和長度 定位軸肩的高度一般取h=(0.07～0.1)d,軸環(huán)寬度b1.4h,套筒內(nèi)徑與軸一般為動配合，套筒結(jié)構(gòu)、尺寸可視需要靈活設(shè)計，但一般套筒壁厚大于３mm。，非定位軸肩高度一般?。薄?５mm，同時考慮到一些標準件的結(jié)構(gòu)尺寸定位要求，確定各段軸長從右依次為：32軸徑大小從右到左依次為： 刀軸如圖5.1所示： 圖5.1刀軸結(jié)構(gòu)示意圖 5.5軸的強度驗算 5.5.1刀盤上作用力大小的確定 轉(zhuǎn)矩； 圓周力； 總徑向力； 5.5.2軸承的支反力 垂直面上的支反力：； 5.5.3彎矩大小的確定 5.5.3.1垂直面上的彎矩 ２

62、５６Ｎ.m 由于水平方向上受到的力很小，所以水平方向上受到的彎矩可視為零。 合成彎矩為； 轉(zhuǎn)矩為； 5.5.3.2計算彎矩 因為刀軸單向回轉(zhuǎn)，所以視轉(zhuǎn)矩為脈動循環(huán)，應力矯正系數(shù)則截 Ｃ處的當量彎矩為： ； 受力圖如圖5.2所示 圖5.2 軸的強度計算 按彎扭合成應力校核軸的強度 截面Ｃ處當量彎矩最大，故Ｃ為可能危險截面。查得 < 軸端處僅受轉(zhuǎn)矩，但其直徑最小，則該截面亦為可能危險截面 所以強度足夠。

63、 第六章 其它零部件的選擇與校核 6.1 剪刀軸上的鍵的強度校核 6.1.1 軸端鍵的校核 其尺寸為b=22mm,L=125mm.理論公式為 其中：——鍵連接工作表面的擠壓應力 T——轉(zhuǎn)矩，N.m D——軸的直徑 L——鍵的接觸強度，mm k——鍵與輪轂接觸高度， ——許用擠壓應力，Mp，取 ， 故滿足要求。 6.1.2鍵28X32的校核 b=28,h=16,L=320。 故滿足設(shè)計要

64、求。 6.1.3齒輪軸上鍵的校核 其尺寸為b=25,h=14,L=90, 故滿足設(shè)計要求。 6.2聯(lián)軸器的選擇 聯(lián)軸器的類型主要是根據(jù)機器的工作特點，性能要求，結(jié)合聯(lián)軸器的性能選擇合適的類型。萬向聯(lián)軸器是一類容許兩軸間具有較大角位移的兩軸之間的聯(lián)系，一般兩軸間角最大可達，考慮到剪刀架的特點等多方面綜合考慮選用SWP A 型（有伸縮長型）十字軸式萬向聯(lián)軸器，其主要尺寸和特性參數(shù)為回轉(zhuǎn)直徑D為160mm，許用轉(zhuǎn)矩[T]為8KN.m 軸間夾角小于。 第七章 關(guān)于PRO/E的概述 PRO/En

65、gineer是由美國PTC公司推出的一套博大精深的三維CAD/CAM參數(shù)化軟件系統(tǒng)，它的內(nèi)容涵蓋了產(chǎn)品概念設(shè)計、工業(yè)造型設(shè)計、三維模型設(shè)計、分析計算、動態(tài)模擬與仿真、工程圖的輸出、生產(chǎn)加工成產(chǎn)品的全過程，其中還包括了大量的電纜和管道布線、模具設(shè)計與分析等實用模塊。其應用領(lǐng)域包括航空航天、汽車、機械、數(shù)控（NC）加工、電子等諸多行業(yè)。 由于其強大而完美的功能， PRO/Engineer幾乎成為三維CAD/CAM領(lǐng)域的一面旗幟和標準。它在國外大學院校里成為學習工程必修的專業(yè)課程，也成為工程技術(shù)人員必備的技術(shù)。隨著我國加入WTO，一場新的工業(yè)設(shè)計領(lǐng)域的技術(shù)革命正在興起，作為提高生產(chǎn)率和競爭力的有效

66、手段，PRO/Engineer也正在國內(nèi)形成一個廣泛應用的熱潮。 零件的設(shè)計方法： 7.1“積木”式的方法 這是大部分機械零件的實體三維模型的創(chuàng)建方法。這種方法是先創(chuàng)建一個反映零件主要開頭的基礎(chǔ)特征，然后在這個基礎(chǔ)特征上添加其他的一些特征，如伸出、切槽、倒角、圓角等。 7.2由曲面生成零件的實體三維模型的方法 這種方法是先創(chuàng)建零件的曲面特征，然后把曲面轉(zhuǎn)換成實體模型。 7.3從裝配中生成零件的實體三維模型的方法 這種方法是先創(chuàng)建裝配體，然后在裝配中創(chuàng)建零件。 7.4零件裝配 在PRO/Engineer的“裝配”模式下，可以將元件組合成裝配件。然后對該裝配件進行修改，分析或重新定向。通過使用諸如建行標識、互換裝配件和“設(shè)計管理器”等功能強大的工具，PRO/Engineer可進行大型和復雜裝配件的設(shè)計和管理。 通過裝配約束，可以指定一個元件相對于裝配體中另一元件的放置方式和位置。裝配約束的類型包括匹配、對齊、插入等。 第八章 結(jié)束語 本次設(shè)計開始于三月份，