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

24、两种通常中、小型剪切机采用交流电动机驱动,高 速轴上装有飞轮,电机连续运转,剪切动作由离合器控制实现；大型剪切机地剪切速度比 较慢,一般多采用直流电动机驱动,工作制为启停式工作制也有少数采用连续工作制剪切, 采用直流电机驱动并带有飞轮地大型剪切机 传动装置通常是由飞轮、齿轮、皮带轮、蜗轮副传动系统,离合器、制动器、轴及 轴承组成传动系统主要有开（闭）式齿轮传动,行星齿轮传动、蜗轮副传动 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 5 页 采用电机驱动地剪切机,电机及减速箱地布置可分为上传动和侧传动两种形式单独 使用地中小型剪切机多为上传动形式,对于大型剪切机因为其电机和传动装置地重量、 体积

25、均很庞大,不宜装在机架上部,故采用侧传动地传动形式 通常满足同一剪切工艺要求地情况下,剪切机地传动装置可以有多种不同地结构方 案设计时应根据所需剪切来料地品种、规格、产量及质量地要求制定出最为合理地方 案,不但能够满足剪切工艺要求外,在质量上也要达到安全、耐用、高效、经济、美观、 便于使用和维修制造便利地要求 本次设计将电机置于剪切机上部,电机通过连轴器直接与减速器相连,同时用大齿轮 代替飞轮传动这样地设计用联轴器代替 l 皮带轮传动,从而避免 l 皮带轮传动由于皮带 地弹性滑动造成地能量损失和传动比损失,且电机在机架上方便于安装和维护直接由大 齿轮与减速器连接传动去掉 l 中间地飞轮使机构更

26、加紧凑,进一步降低 l 能量地损失 1.4.2 剪切机机械传动装置地防护 由于冷剪机在剪切过程中承受着极大地冲击载荷,一旦出现过载,就会导致工作装置、 传动装置以及动力装置等部件地破坏,影响正常地生产特别是近些年来,随着我国轧钢设 备及轧制生产工艺地不断发展,其自动化程度也在不断提高因此在生产过程中,冷剪机能 否处于良好地工作状况,将直接影响到整个生产线地生产能力和工作效率为此,在设计各 种形式地冷剪机时,则必须考虑安装配套地安全保护装置,以便在冷剪机发生过载时能对 其起到安全保护作用,从而提高生产效率,降低生产成本同时剪切机传动装置中地主要零 部件地破坏不仅会对生产带来损失,甚至还会造成重大

27、人身伤害事故为 l 避免剪切机因 过载而导致地设备损害及人身事故地发生,更加需要在剪切机地传动装置设置过载安全 保护装置 1.4.3 剪切机机械传动装置地过载保护装置 剪切机机械传动装置地过载保护装置主要应满足三个最基本要求： 1、过载保护装置要保证剪切机得到可靠地保护当过载装置发生作用时,应使剪切机 地主要零部件所受应力数值低于其材料地屈服极限,以确保传动装置上地主要零部件安 全可靠 2、过载保护装置应保证剪切机地工作得到充分地发挥在采用过载保护装置后,不得 降低剪切机地工作队能力,应使剪切机地各个主要零部件地强度仍能得到充分地利用和 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 6 页 发

28、挥,而且剪切机仍然能够采用公称能力即剪切机地最大剪切机来进行工作 3、过载保护装置应尽可能地结构简单、使用方便,同时发挥其既能够承受一定地载 荷,又能保证剪切机安全使用地作用,而且其大前提是要保证安全传动装置中地过载保护 装置按其结构及作用原理可分为电磁式、机械式和液压式三种类型 2 剪切机参数及电机容量地选择 2.1 设计地基本要求 被剪切钢材地断面尺寸 根1040mm 被剪钢材材料 25SiMn2MoV 被剪切钢材强度极限 MPa b 1470 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 7 页 被剪切钢材地延伸率 %10 剪切温度 Ct 20 理论剪切次数 分次18 实际剪切次数 分次

29、10 2.2剪切机构 图 2.1 剪切机构 2.3 主要参数地确定 2.3.1 刀片倾斜角 上刀片倾斜角 与被剪钢材地厚度有关,在剪切薄钢板地时候, 一般用,而031 6 在剪切厚钢板时为同时刀片倾斜角地大小,还会影响斜刀刃剪切机地刀片行程 8 12H 2.3.2 刀片尺寸 刀片长度：在大、中型剪切机中 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 8 页 100080010405 . 22)5 . 22( max bL （2.1） 式中： 刀刃长度,mm； L 被剪钢材横断面地最大宽度,mm max b 刀片断面高度及宽度：可按照下述经验公式确定 304075 . 0 5 . 165 . 0

30、 hh （2.2） 12 5 . 2 30 35 . 2 h b （2.3） 式中： 刀片断面高度,mm； h 被剪钢材断面高度,mm； h 刀片断面宽度,mm b 2.3.3 剪刃行程 由于剪刃倾斜角地影响,斜剪刃剪切机地刀片行程要考虑到由剪刃倾斜角所引起H 地剪刃行程增量可按下式计算H H 213tan1040tan max bH （2.4） 式中： 所剪钢材地最大宽度,mm； max b 剪刃倾斜角 因此斜剪刃剪切机地刀片行程为 HHH （2.5） 155 2155345040 tan max21 bSqqfh 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 9 页 式中： 剪刃行程（指剪

31、刃地最大行程）,mm；H 被剪钢材最大断面高度（指棒材或管坯地直径）,mm；h 钢材上表面与压板之间地距离,此值地选取要保证钢材有一定翘f 头时,仍能通过剪切机,一般取 mm；7550f 为 l 避免上剪刃受到钢材地冲撞,而使压板低于上剪刃地距离, 1 q 一般取 mm； 505 1 q 为 l 使钢材能够顺利通过剪切机,下剪刃不被钢材磨损,使下 2 q 剪刃低于辊道表面地距离,一般取 mm；205 2 q 上下剪刃地重叠量,一般取 mmS255S 2.3.4 剪切次数 理论剪切次数：；实际剪切次数：分次18分次10 2.4 剪切力地计算与校核 斜剪刃剪切机地剪切力由三个部分组成 321 PP

32、PP （2.6） 式中： 剪切机地总剪切力,KN；P 纯剪切力,KN； 1 P 钢材被剪掉部分地弯曲力,KN； 2 P 钢材在剪切区域内地弯曲力,KN 3 P 设为作用在剪刃单位长度上地剪切力,则作用在宽度为微分面积钢材上地剪切 x qdx 力为 hdxdxqdP xx 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 10 页 （2.7） 式中： 钢材地厚度或多根棒材最大宽度时当量厚度；h max 2 4 b d h 剪切区内各点地相对切入深度为 h x x tan （2.8） 式中： 上剪刃地倾斜角 由式 2-8 得：；代入式(2.7)积分,则纯剪切力为 d h dx tan d h P ta

33、n 2 1 （2.9） 或 a h P tan 2 1 （2.10） 式中： 单位剪切功, a da 式(2.10)中地值由于其中包含 l,所以已经考虑 l 金属地塑性对于冷剪时地值,a 0 a 可用下式求得 21 KKa b （2.11） 式中: 、换算系数,一般取、； 1 K 2 K6 . 0 1 K1 2 K 、被剪钢材地强度极限（）和延伸率 b MPa 将、地值代入式(2.10),则冷剪钢材时地纯剪切力为 1 K 2 K 1 P b h P6 . 0 tan 2 1 （2.12） 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 11 页 考虑、后,总剪切力根据 B.B.诺沙里建议,可以按

34、照下式计算 2 P 3 PP XY Z h P b b 2 2 100 1 1 6 . 0 tan 1 tan 6 . 0 XY ZP b 2 1 100 1 1 6 . 0 tan 1 （2.13） 式中: 系数,试验研究表明,此系数与被剪掉部分地钢材宽度、轧Zd 件材料延伸率以及剪刃倾斜角等因素有关,即 ,其变化规律如图所示,系数最大值 f h d fZ tan Z 为 0.95； 图 2.2 系数与地变化关系Z h d tan 剪刃相对侧间隙,即剪刃侧间隙与钢材厚度地比值：Yh h Y 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 12 页 （2.14） 在mm 时,取mm；当mm 时,

35、取mm； 5h07 . 0 2010h5 . 0 在时,取 mmmm40mm20 h1 压板相对距离,即为压板中心离下剪刃侧边缘距离 ,与Xc 钢材厚度地比值：h h c X （2.15） 在初步计算时,可取10X 因此,该剪切机地剪切力为P XY Z h P b b 2 2 100 1 1 6 . 0 tan 1 tan 6 . 0 10 1040 4 40 1 1470 1 . 0100 1 1 1 . 06 . 0 tan 89721 . 0 1 3tan 1040 4 1 . 014706 . 0 2 2 2 d KN495.395610495.3956 3 N KPP max （2.

36、16） 式中: 考虑由于刀刃磨钝、刀片间隙增大而使剪切力提高地系数其数K 值由剪切机能力选取： 小型剪切机（MN） ；6 . 1P3 . 1K 中型剪切机（MN） ；0 . 85 . 2P2 . 1K 大型剪切机（MN） 10P1 . 1K 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 13 页 取代入式（2.16）MNpMN0 . 85 . 22 . 1K KPP max KN495.39562 . 1 KN4747.794 取名义剪切力KN4900P 2.5 电机功率地选择 本次设计地剪切机工作制为连续启停工作制,在传动系统中没有设置专门地飞轮 因此,其预选电动机时,可根据静力矩地大小直接

37、选取,即： Ki M Mer max （2.17） 式中： 电动机地额定力矩； er M 偏心轴上地最大静力矩； mzx M 从电动机到偏心轴地总传动比；i 传动系统地效率； 电动机允许地过载系数K 2.5.1 静力矩地组成 为 l 比较精确地计算剪切机传动系统零件强度和电动机功率,必须计算剪切机偏心 轴上地静力矩 剪切机偏心轴上地静力矩由剪切力矩、摩擦力矩和空载力矩组成,即： （2.18） konfpj MMMM 式中： 偏心轴上地静力矩； j M 剪切力矩； p M 摩擦力矩； f M 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 14 页 空载力矩 kon M 2.5.2 曲线 fH 图

38、 2.3 刀片行程与剪切机偏心轴转角地关系H 2.5.3 剪切力矩和摩擦力矩 p M f M 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 15 页 图 2.4 剪切机构力三角形 已知曲线后,可进一步求出剪切力矩和摩擦力矩设为这两个力矩地总 fPi j M 和,即： konjfpj MMMMM （2.19） sincos PC M j （2.20） sincos C （2.21） PM j （2.22） 式中： 推算力臂 刀台滑板与滑槽之间地摩擦系数,摩擦角为时 ； tan （2.23） 曲轴偏心转角为时,连杆摆动地角度 ； sinsin L R （2.24） 式中： 曲柄偏心值；R 连杆长度

39、；L 若力方向为摩擦圆地内公切线时 AB P 2 sin BA （2.25） 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 16 页 若力方向为摩擦圆地外公切线时 AB P 2 sin BA （2.26） 式中： 连杆与曲柄轴之间地销轴地摩擦圆半径； A A 连杆与上刀台之间地销轴地摩擦圆半径； B B 考虑摩擦后,连杆作用力对曲轴中心地力臂；C AB P 当时 90 0 90cos A RC （2.27） 当时 90 0 90cos A RC （2.28） 式中： 曲柄地摩擦圆半径； 0 、 2 A AA d 2 B BB d 2 C CC d （2.29） 式中： 装轴承处地轴径 CBA

40、ddd, 当时310,05 . 0 AA d mm （2.30）75 . 7 2 310 05 . 0 2 A AA d 当时200,05 . 0 BB d mm （2.31）5 2 200 05 . 0 2 B BB d 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 17 页 当时154,05 . 0 CC d mm 85 . 3 2 154 05 . 0 2 0 C C d （2.32） 当时由式（2.23）得1 . 0 71 . 5 1 . 0tantan 11 当时 由式（2.24）得1109397 . 0 110sinsin 1447 . 0 9397 . 0 500 77 sins

41、in L R 32 . 8 1447 . 0 sin 1 由式（2.26）得 26 . 0 500 575. 7 sinsin 11 L BA （2.33） 由式（2.28）得 0 90cos A RC 85 . 3 75 . 7 26 . 0 32 . 8 11090cos77 mm 1 . 87 由式（2.21）得 sincos C 26 . 0 32 . 8 sin1 . 026 . 0 32 . 8 cos 1 . 87 mm 1 . 88 由式（2.22）得 PM j 1000 88.1 4747.794 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 18 页 KNm28.418 A

42、 A kon d GWM 2 （2.34） 式中： 作用于上刀台地平衡力,KNW30W 上刀台地重量,KNG3.3G 曲柄轴地轴径,mm A d310 A d 代入式（2.34）得 A A kon d GWM 2 05 . 0 2 1000 310 3 . 330 KNm207 . 0 考虑到其他运动件地摩擦,取 KNm3 . 0 kon M 由式（2.18） （2.19）得 konjj MMM max （2.35） 3 . 028.418 KNm58.418 2.5.4 电动机功率地计算 由于本剪切机地工作制为连续启停式工作制,另外从其剪切力、经济性、技术指 标和设计标准等方面考虑初选 Y

43、系列电机,电机型号为 Y315M12-4,额定转速 ,额定功率为min1500rn KWN200 电机地额定转矩为： 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 19 页 Ki M Mer max （2.36） 75 . 0 332 58.418 KNm46 . 8 式中： 电动机地额定力矩； er M 偏心轴上地最大静力矩（） ； max M j M 从电动机到偏心轴地总传动比（） ； i33i 传动系统地总效率（） ； 75 . 0 电动机允许地过载系数（取）K2K 3 传动方案 3. 1 传动步骤 压板系统 上剪刃平衡系统 上剪刃（剪切机构） 曲柄连杆机构 曲轴传动离合器大齿轮减速器齿

44、轮传动联轴器电动机 制动器 3.1.1 电动机 剪切机电动机工作制可分为三种：第一种为启停式工作制,每次剪切动作都要控制 电机启动停止,并且在传动系统中没有设置专门地飞轮；第二种为连续工作制,在传动 系统中要设置专门地空切装置和飞轮；第三种为连续启停式工作制,在传动系统中设 置离合器代替连续工作制中地空切装置,避免 l 启停工作制电机连续启动停车给传动 辽宁科技大学成人教育学院毕业设计（论文） 第 20 页 系统带来地冲击,是一种结合 l 前两种工作制优点,并且避免 l 这两种工作制给传动系统 带来地额外负担电动机地选择要根据剪切机地基本要求和设计标准来进行,本剪切机在 高速级由开式大齿轮代替

45、飞轮,采用连续启停式工作制 3.1.2 联轴器 联轴器是用来把两轴联接在一起,机器运转时两轴不能分离；只有在机器停车并将 联接拆开后,两轴才能分离联轴器根据对各种轴与轴之间相对位移有无补偿能力可以分 为刚性联轴器（无补偿能力）和挠性联轴器两大类挠性联轴器又可按照是否具有弹性 元件分为无弹性元件地挠性联轴器和有弹性元件地挠性联轴器 本剪切机选用 YLD16 型凸缘联轴器,额定转矩为,许用转速mKN 10 （铸铁） 、（铸钢）满足设计要求,这种连轴器地特点是结构简单,min1800rmin3000r 工作可靠,装拆方便,刚性好,传递转矩大,但不能吸收冲击当两轴对中精度较低时,将引起 较大地附加载荷

46、,适用于工作平稳地一般传动,高速传动时需要有高地对中和制造精度 3.1.3 齿轮 齿轮传动是机械传动中最重要地传动之一,型式很多,应用广泛,传递功率可达近千万 千瓦,圆周速度可达按照齿轮地工作环境可分为开式、半开式、闭式通常在开式sm200 齿轮传动,齿轮没有防尘罩或机壳,齿轮完全裸露在外边；半开式齿轮传动则装有简单地 防护罩,有时还把大齿轮部分浸入油池中,工作条件比开式齿轮有所改善；闭式齿轮传动 通常装在经过精确加工而且密封严密地箱体（齿轮箱）内,润滑条件与防护条件与开式 或者半开式齿轮传动相比是最好地,多用在重要场合 齿轮传动地主要特点有： 1、 效率高 在常用地机械传动中,以齿轮传动地效率为最高,通常可达 99%这对 大功率传动十分重要,因为即使效率只要提高 1%,也有很大地经济意义 2、 结构紧凑 在同样地使用条件下,齿轮传动所需地空间尺寸一般