950滾筒式飛剪機(jī)設(shè)計(jì)含6張CAD圖

950滾筒式飛剪機(jī)設(shè)計(jì)含6張CAD圖,滾筒,式飛剪機(jī),設(shè)計(jì),cad 950滾筒式飛剪機(jī)的設(shè)計(jì) 摘 要 滾筒式飛剪是一個(gè)在軋鋼行業(yè)廣泛應(yīng)用的重要設(shè)備。其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，使用方便、可靠，一般裝在連軋機(jī)組或橫切機(jī)組上。主要用于對(duì)軋件進(jìn)行切頭、切尾或剪切規(guī)定尺寸。 本文主要是研究熱軋高線為剪切對(duì)象的滾筒式飛剪。利用當(dāng)今流行的滾筒式飛剪設(shè)計(jì)算法，獲得滾筒式飛剪力能參數(shù)計(jì)算優(yōu)化理論與方法，根據(jù)工藝提供的被剪軋件的剪切溫度、剪切材料、剪切規(guī)格和軋件運(yùn)動(dòng)速度等其他工藝參數(shù)，使飛剪在滿足工藝條件的情況下，電機(jī)容量、滾筒式飛剪結(jié)構(gòu)尺寸等達(dá)到最優(yōu)化。 關(guān)鍵詞： 滾筒式飛剪、高速線材、剪切力、電動(dòng)機(jī)、潤(rùn)滑 950 drum-flying shear Abstract Drum flying shear is a important equipment which is using in steel rolling industry. Its structure is simple, and it is easy to use, reliable, generally packed in strip mill or transection Unit. It is mainly for the workpiece for the first cutting, shearing off its tail or size requirements. This study investigated the hot and cold-rolled strip steel shear object to the drum-flying shear. Using today's popular roller flying shear design algorithm, to get a roller flying shear parameter optimization theory and the calculation method. According to the process provided by the shear shear workpiece temperature, shear materials, specifications and shear velocity workpiece, and other process parameters, Shear made in meeting the conditions, the electrical capacity, roller flying shear geometry to achieve the most optimal. Key words: Drum flying shear, high-speed wire, shear strength, electrical, lubrication 46 目 錄 摘 要…………………………………………………………………………………Ⅰ Abstract……………………………………………………………………………..Ⅱ 第一章 緒論………………………………………………………………………….6 1.1 設(shè)計(jì)的來源、目的、意義……………………………………………...6 1.2 線材生產(chǎn)的基本知識(shí)……………………………………………………6 1.3 線材工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì)………………………………………7 1.4 飛剪機(jī)類型與結(jié)構(gòu)………………………………………………………8 1.4.1 滾筒式飛剪機(jī)……………………………………………………8 1.4.2 曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式…………………………………………………9 1.4.3 曲柄偏心式飛剪機(jī)……………………………………………..10 1.4.4 擺式飛剪機(jī)……………………………………………………..10 1.4.5 曲柄搖桿式飛剪機(jī)……………………………………………..10 1.5 對(duì)飛剪機(jī)的要求………………………………………………………..10 1.5.1 作用……………………………………………………………..10 1.5.2 滾筒式飛剪工作制度…………………………………………..11 1.6 整體方案的確定………………………………………………………..10 1.6.1 單電機(jī)傳動(dòng)方案………………………………………………..11 1.6.2 雙電機(jī)傳動(dòng)方案………………………………………………..11 第二章 滾筒式飛剪力能參數(shù)計(jì)算…………………………………………………13 2.1 滾筒式飛剪剪切過程分析……………………………………………….13 2.2 剪切力與剪切力矩的計(jì)算……………………………………………….14 2.3 剪切功的計(jì)算…………………………………………………………….16 第三章 電動(dòng)機(jī)的選擇………………………………………………………………17 3.1 電動(dòng)機(jī)選擇……………………………………………………………….18 3.1.1 計(jì)算總的靜力矩…………………………………………………18 第四章 滾筒式飛剪零部件強(qiáng)度計(jì)算………………………………………………19 4.1轉(zhuǎn)速及扭矩的計(jì)算………………………………………………………..20 4.1.1 傳動(dòng)比的確定……………………………………………………20 4.1.2 輸入軸的轉(zhuǎn)速及扭矩……………………………………………20 4.2齒輪傳動(dòng)及參數(shù)計(jì)算……………………………………………………..20 4.2.1 選擇材料…………………………………………………………20 4.2.2 根據(jù)齒輪彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)……………………………………21 4.2.3 校核齒面的接觸強(qiáng)度……………………………………………22 4.2.4 齒輪的尺寸明細(xì)及工作圖………………………………………23 4.3 軸的設(shè)計(jì)與校核………………………………………………………….25 4.3.1 選擇軸的材料……………………………………………………25 4.3.2 初步估算軸徑……………………………………………………25 4.3.3 軸的尺寸結(jié)構(gòu)分析………………………………………………26 4.3.4 聯(lián)軸器的選用……………………………………………………27 4.3.5 軸承的選擇………………………………………………………27 4.3.6 軸的校核…………………………………………………………28 4.4 軸承與鍵的校核………………………………………………………….32 4.4.1 軸承的校核………………………………………………………32 4.4.2 鍵的校核…………………………………………………………32 4.4.3 對(duì)聯(lián)軸器進(jìn)行校核………………………………………………33 4.5 刀架的設(shè)計(jì)與校核……………………………………………………….33 4.5.1 刀架的受力分析…………………………………………………34 4.5.2 刀架的強(qiáng)度校核…………………………………………………34 4.6 電動(dòng)機(jī)的校核…………………………………………………………….36 4.6.1 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱校核………………………………………………36 4.6.2 過載校核…………………………………………………………38 第五章 設(shè)備的冷卻及潤(rùn)滑…………………………………………………………40 5.1 齒輪的潤(rùn)滑……………………………………………………………….40 5.2 對(duì)軸承的潤(rùn)滑……………………………………………………………40 5.3 950飛剪的維護(hù)與保養(yǎng)…………………………………………………40 5.4 飛剪機(jī)刀架的安裝和拆卸……………………………………………….40 結(jié)束語(yǔ)…………………………………………………………………………….42 參考文獻(xiàn)………………………………………………………………………….44 1 緒 論 1.1 設(shè)計(jì)的來源、目的、意義 飛剪機(jī)是裝設(shè)在連續(xù)式軋機(jī)的軋制作業(yè)線上，也可裝設(shè)在橫切機(jī)組、連續(xù)鍍鋅機(jī)組和連續(xù)鍍錫機(jī)組等連續(xù)作業(yè)精整機(jī)組上。本文所設(shè)計(jì)的950滾筒式飛剪機(jī)來源于高速線材軋制生產(chǎn)線，它適應(yīng)高速切頭切尾的特征，并為高速線材技術(shù)突破點(diǎn)的關(guān)鍵要素之一。 飛剪機(jī)的工作性能直接影響著線材的軋制質(zhì)量。簡(jiǎn)單的滾筒工藝滿足了高速切削的特點(diǎn)。隨著鋼材市場(chǎng)的發(fā)展，它的作用也將得到不斷擴(kuò)大。 1.2 線材生產(chǎn)的基本知識(shí) 線材是鋼鐵工業(yè)的重要產(chǎn)品之一，它廣泛用于各項(xiàng)基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)、建筑工程建設(shè)和金屬制品行業(yè)。用更為高效的生產(chǎn)工藝來提高軋制速度和成品精度一直是線材生產(chǎn)追求的目標(biāo)。 線材俗稱“盤條”或“盤元”。線材軋制的特點(diǎn)是總的延伸率大，軋件的溫降快。因此，線材軋機(jī)的機(jī)架數(shù)目多，最多的達(dá)到27架，軋制速度快,每秒鐘高達(dá)120多米。 高線車間的主要設(shè)備是軋機(jī)組。一般分為粗軋機(jī)組、中軋機(jī)組、預(yù)精軋機(jī)組和精軋機(jī)組。從早期的軋機(jī)到現(xiàn)在的高線軋機(jī)，按軋機(jī)的分布方式可分為：橫列式軋機(jī)、連續(xù)式軋機(jī)、半連續(xù)式軋機(jī)。精軋機(jī)組的主要功能是使坯料得到初步的延伸，得到溫度合適、斷面形狀正確、尺寸合格、表面良好、端頭規(guī)矩、滿足工藝要求的軋件，通常輸送給中孔軋機(jī)斷面為Φ50mm。中軋機(jī)及精軋機(jī)的作用是繼續(xù)減少粗軋機(jī)的軋件斷面，為精軋機(jī)組提供軋制成品、線材所需的斷面形狀相等、尺寸精確并且全長(zhǎng)斷面尺寸均勻、無內(nèi)表面缺陷的中間料。 另外高線車間還有輔助設(shè)備如：加熱爐、活套、還有一些精整設(shè)備等。其中，高線軋機(jī)機(jī)組使用的是連續(xù)式加熱爐。由于斷面不大，多采用側(cè)出方式。鋼坯入爐有側(cè)入，端入兩種方式。側(cè)入爐門小，易保證爐子的嚴(yán)密性，但不如端進(jìn)容易排列坯料，所以兩種方式均有采用。連續(xù)式加熱爐按鋼坯在爐內(nèi)進(jìn)入的方式分為連續(xù)式和步進(jìn)式。最近幾年，高線軋機(jī)大都采用步進(jìn)式連續(xù)加熱爐，隨著軋制能力的提高和工業(yè)爐技術(shù)的發(fā)展，連續(xù)式加熱爐還逐步演變?yōu)槎帱c(diǎn)供熱和多段控制的大容量加熱爐，并在加熱爐口應(yīng)用了高效燃燒器、控制燃燒技術(shù)以及先進(jìn)的節(jié)能技術(shù)和節(jié)能材料。這不僅大大提高了加熱爐的加熱能力，改善了加熱質(zhì)量，而且大大幅度的降低了燃燒消耗和燃料燃燒帶來的大氣污染，自從計(jì)算機(jī)技術(shù)在加熱爐上使用，連續(xù)加熱爐的自動(dòng)化水平得到了新的提高。 目前我國(guó)高速線材產(chǎn)品的主要品種有普碳鋼、優(yōu)碳鋼、焊條鋼、焊絲鋼、彈簧鋼、軸承鋼、碳結(jié)鋼、不銹鋼、高速工具鋼、冷鐓鋼、低合金鋼等。 1.3 線材工藝的發(fā)展現(xiàn)狀及未來趨勢(shì) 線材生產(chǎn)發(fā)展的總趨勢(shì)是提高軋速、增加盤重、提高精度及擴(kuò)大規(guī)格范圍。自60 年代第一臺(tái)全新結(jié)構(gòu)的摩根高速線材無扭精軋機(jī)問世后，引起了線材生產(chǎn)領(lǐng)域的革命性變化。線材軋制速度突破了以往的極限，達(dá)到42m /s。經(jīng)過幾十年不斷的改進(jìn)和更新?lián)Q代，特別是80 年代以來由于各項(xiàng)制造技術(shù)、自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展，檢測(cè)技術(shù)的進(jìn)步，使軋制速度突破100m /s 大關(guān)，最大達(dá)到120m /s。坯料斷面尺寸擴(kuò)大到150m m x150m m ～160m m x160m m ，個(gè)別使用180m m x180m m ，盤重達(dá)到2t以上，線材規(guī)格上限擴(kuò)大到φ20 m m～25m m 。一般可按速度將高速線材軋機(jī)劃分為六代，其主要指標(biāo)見表1： 表1.3.1 六代高速線材軋機(jī)主要指標(biāo) 六代軋機(jī) Ⅰ Ⅱ Ⅲ Ⅳ Ⅴ Ⅵ 年代 1965～1970 1971～1976 1977～1979 1980～1984 1985～1995 1995～ 保證軋制速度/（m.s） 42 50 60 75～80 100～105 120 最小輥徑速度/（m.s） 50 60 79 90～100 120 150 我國(guó)線材軋機(jī)的發(fā)展，最初受到其技術(shù)裝備水平和坯料的限制。隨著我國(guó)連鑄生產(chǎn)水平的提高，線材軋機(jī)實(shí)現(xiàn)了較快發(fā)展，其生產(chǎn)的產(chǎn)品質(zhì)量也有了較大幅度的提高。目前，我國(guó)線材軋機(jī)的主力軋機(jī)大多都是直接使用連鑄坯成材的連續(xù)式軋機(jī)，其裝備和自動(dòng)化水平也達(dá)到了現(xiàn)代軋機(jī)的先進(jìn)水平，一改過去線材生產(chǎn)多次開坯、小坯成材的局面。但是，我國(guó)仍有為數(shù)不少的線材軋機(jī)的技術(shù)水平較為落后，其生產(chǎn)的產(chǎn)品品種較少且質(zhì)量不高。線材軋機(jī)應(yīng)堅(jiān)持高速和連續(xù)的技術(shù)開發(fā)方向，并且著眼于全過程的連續(xù)。 我國(guó)線材生產(chǎn)量和消費(fèi)量居世界首位，為了與我國(guó)鋼材消費(fèi)的特點(diǎn)和消費(fèi)水平相匹配，應(yīng)該把線材作為一個(gè)值得重視的大品種，而線材工藝技術(shù)的提高也成為亟待解決的問題。 軋制工藝的進(jìn)步具體表現(xiàn)為以下幾個(gè)方面：① 軋制速度的進(jìn)一步提高； ② 采用減定徑機(jī)組進(jìn)行緊密軋制； ③ 預(yù)精軋機(jī)采用“微型無扭軋機(jī)”； ④ 采用連鑄坯為原料并采用熱裝工藝； ⑤ 粗中軋機(jī)組采用全平立布置實(shí)現(xiàn)全線無扭軋制； ⑥ 采用低溫軋制技術(shù)； ⑦ 采用中負(fù)荷及超重負(fù)荷無扭精軋機(jī)組； ⑧ 采用控制軋制和控制冷卻； ⑨ 合金鋼采用高速無扭軋制和控制冷卻已趨成熟； ⑩ 廣泛采用在線測(cè)徑及渦流探傷 任何國(guó)家都不應(yīng)封閉，都會(huì)從別的國(guó)家吸收、引進(jìn)新技術(shù)。高線軋機(jī)發(fā)展的核心是圍繞速度的提高，速度越高，要求電控水平越高.在高速軋制狀態(tài)下，要求設(shè)備制造精度高，這就需要高精度的油膜軸承、高性能的潤(rùn)滑系統(tǒng)和密封系統(tǒng)保證，以實(shí)現(xiàn)高速、無扭、微張或無張力軋制。速度提高的結(jié)果，在獲得一定生產(chǎn)量時(shí)可減少生產(chǎn)的線數(shù)，目前某些專家推薦單線生產(chǎn)，無扭軋制，可保證產(chǎn)品的精度以及高牌號(hào)硬線和合金線材的生產(chǎn). 1.4 飛剪機(jī)類型與結(jié)構(gòu) 飛剪按照用途可以分為切頭飛剪機(jī)與切定尺飛剪機(jī)兩大類；按照飛剪機(jī)的剪切機(jī)構(gòu)，目前應(yīng)用較廣泛的飛剪機(jī)有滾筒式飛剪機(jī)、曲柄式轉(zhuǎn)杠桿式飛剪機(jī)、曲柄偏心式飛剪機(jī)、擺式飛剪機(jī)和曲柄搖桿式剪機(jī)等。 1.4.1 滾筒式飛剪機(jī) 滾筒式飛剪機(jī)（圖1）是一種應(yīng)用很廣的飛剪機(jī)。它裝設(shè)在連軋機(jī)組或橫切機(jī)組上，用來剪切厚度小于12mm的鋼板或小型型鋼。這種飛剪機(jī)作為切頭飛剪機(jī)時(shí)，其剪切厚度可達(dá)45mm。滾筒式飛剪結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可裝兩對(duì)剪刃分別切頭切尾，使用可靠。滾筒式飛剪設(shè)有快速更換剪刃裝置，它為維護(hù)與使用提供了方便。但這種飛剪剪刃不是垂直進(jìn)入軋件，而是擠剪并舉，在剪切厚帶坯時(shí)剪切力急劇增加，剪切質(zhì)量也不好。用來切頭切尾的的飛剪機(jī)采用啟動(dòng)工作制。用于切定尺的滾筒式飛剪機(jī)，一般采用連續(xù)工作制。 1.4.2 曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪機(jī) 用飛剪機(jī)剪切厚度較大的板帶或鋼坯時(shí)，為了保證剪后軋件剪切斷面的平整，往往采用刀片做平移運(yùn)動(dòng)的飛剪機(jī)。曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪機(jī)（圖2）就是此類飛剪機(jī)的一種。 由于這類飛剪機(jī)在剪切軋件時(shí)刀片垂直于軋件，剪切斷面較為平整。在剪切板帶時(shí)，可以采用斜刀刃，以便減少剪切力。這種飛剪機(jī)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剪切機(jī)構(gòu)動(dòng)力特性不好，軋件的運(yùn)動(dòng)速度不能太快。用于小型型鋼廠的曲柄連桿式飛剪機(jī)，軋件速度小于5m/s，剪切的軋件厚度為30～70mm。 1—曲柄；2—刀架；3—搖桿 圖2 曲柄連桿式飛剪機(jī) 圖3 曲柄搖桿式飛剪機(jī) 1.4.3 曲柄偏心式飛剪機(jī) 這類飛剪機(jī)的刀片作平移運(yùn)動(dòng)。雙臂曲柄軸鉸接在偏心軸的鏜孔中，并有一定的偏心距。雙臂曲柄軸還通過連桿與導(dǎo)架相鉸接。當(dāng)導(dǎo)架旋轉(zhuǎn)時(shí)，雙臂曲柄軸以相同的角速度隨之一起旋轉(zhuǎn)。刀片固定在刀架上，刀架的另一端與擺桿鉸接，擺桿則鉸接在技架上。通過雙臂曲柄軸、刀架和擺桿可使刀片在剪切區(qū)作近似于平移的運(yùn)動(dòng)，以獲得平整的剪切斷面。 1.4.4 擺式飛剪機(jī) 用來剪切厚度小于6.4mm的板帶。刀片在剪切區(qū)做近似于平移的運(yùn)動(dòng)，剪切質(zhì)量較好。 1.4.5 曲柄搖桿式飛剪機(jī) 這種飛剪機(jī)也稱作施羅曼飛剪機(jī)，用來剪切冷軋板帶。由于飛剪機(jī)工作時(shí)總能量波動(dòng)較小，故可在大于5m/s的速度下工作。 1.5 對(duì)飛剪機(jī)的要求 1.5.1 作用：橫向剪切運(yùn)動(dòng)著的軋件 ① 剪刃在剪切軋件時(shí)要隨著運(yùn)動(dòng)著的軋件一起運(yùn)動(dòng)，即剪刃應(yīng)該同時(shí)完成剪切與移動(dòng)兩個(gè)動(dòng)作，且剪刃在軋件運(yùn)動(dòng)方向的瞬時(shí)分速度V應(yīng)與軋件運(yùn)動(dòng)速度V相等或大2%～3%。即V=（1～1.03）。 ②根據(jù)產(chǎn)品品種規(guī)格的不同和用戶的需求，在同一臺(tái)飛剪機(jī)上應(yīng)能剪切同種規(guī)格的定尺長(zhǎng)度，并使長(zhǎng)度尺寸公差與剪切斷面質(zhì)量符合國(guó)家有關(guān)規(guī)定。 ③能滿足軋機(jī)或機(jī)組生產(chǎn)率的要求。 1.5.2 滾筒式飛剪工作制度 圖 4 飛剪起動(dòng)工作制圖 切頭飛剪機(jī)通常采用起動(dòng)工作制。它經(jīng)過待機(jī)、剪切、減速、停止和復(fù)位等過程，如上圖 4。 當(dāng)剪切位置選定以后，剪刃由起始位置在電機(jī)的驅(qū)動(dòng)下進(jìn)行加速轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到 穩(wěn)定速度，在經(jīng)過穩(wěn)速階段后，剪刃開始進(jìn)行剪切，剪切完成后，進(jìn)入減速階段， 最后復(fù)位，等待進(jìn)行下一次的剪切。其剪切行程如圖 5。 圖 5 滾筒式飛剪剪切行程圖 1.6 整體方案的確定 在設(shè)計(jì)中，既要結(jié)合實(shí)際又要結(jié)合理論方法，按個(gè)人構(gòu)思靈活設(shè)計(jì)① 在結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)中，設(shè)計(jì)方案的選擇和確定 950飛剪有兩種方案，一種由單電機(jī)傳動(dòng)一個(gè)滾筒，而另一個(gè)滾筒由齒輪來傳遞力矩驅(qū)動(dòng)，另一方案由兩臺(tái)電機(jī)分別帶動(dòng)上下輸入軸，通過齒輪帶動(dòng)兩個(gè)滾筒，對(duì)著兩種方案進(jìn)行選擇。 1.6.1 單電機(jī)傳動(dòng)方案 它由主動(dòng)滾筒上的齒輪來傳動(dòng)另一個(gè)滾筒，所以主動(dòng)滾筒上的齒輪所受到的載荷遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于從動(dòng)滾筒上的載荷，軸所受到的載荷也遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于從動(dòng)滾動(dòng)軸，這樣主動(dòng)軸比從動(dòng)軸更有破壞的可能，此方案的缺點(diǎn)是滾筒上的零部件易受到破壞而發(fā)生事故，另一缺點(diǎn)單機(jī)承受過大功率，此方案只能采取啟動(dòng)工作機(jī)制而不能采取連續(xù)工作機(jī)制，但其也有優(yōu)點(diǎn)：上下剪刃同步性高，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低。 1.6.2 雙電機(jī)傳動(dòng)方案 它克服單電機(jī)傳動(dòng)的缺點(diǎn)，首先，它的兩套傳遞系統(tǒng)平行傳動(dòng)，每套系統(tǒng)的各個(gè)零件受力基本相同，不存在某個(gè)零件因受到載荷過大而破壞的問題；其次，它由連個(gè)電機(jī)傳動(dòng)，每個(gè)電機(jī)受載相對(duì)較小，所以它更適合連續(xù)工作制，本次設(shè)計(jì)的950滾筒式飛剪要求既可切頭，又可進(jìn)行碎斷，這樣電機(jī)處于啟動(dòng)工作制，這樣看來，雙電機(jī)傳動(dòng)更合適些，此外，線性軋機(jī)對(duì)機(jī)械的安全性要求高，飛剪機(jī)一旦出現(xiàn)故障，將迫使生產(chǎn)系統(tǒng)停止，故采用雙電機(jī)傳動(dòng)方案比較合適。 傳動(dòng)裝置的布置形式，采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)的飛剪機(jī)，電機(jī)及減速器的布置方式，可分為上傳動(dòng)和側(cè)傳動(dòng)的兩種形式，上傳動(dòng)是指電機(jī)及減速裝置都布置在飛剪機(jī)的機(jī)架上，具有結(jié)構(gòu)緊湊、占地面積小、坯料及料頭運(yùn)輸條件好的優(yōu)點(diǎn)，單獨(dú)使用的中小型飛剪機(jī)多采用上傳動(dòng)的形式；側(cè)傳動(dòng)指電動(dòng)機(jī)和減速裝置在飛剪機(jī)的側(cè)面，對(duì)于大型鋼坯飛剪機(jī)，因其結(jié)構(gòu)傳動(dòng)裝置的重量很大，不宜安在機(jī)架上部，一般采用側(cè)傳動(dòng)方案，又由于生產(chǎn)線上軋件由輥道運(yùn)輸，一般工人在機(jī)器的邊側(cè)操作，而機(jī)器的另一側(cè)安裝電機(jī)及傳動(dòng)裝置。所以本次設(shè)計(jì)采用側(cè)傳動(dòng)方案較為合理。 因此本次設(shè)計(jì)的950滾筒式飛剪機(jī)采用雙電機(jī)側(cè)傳動(dòng)方案，因?yàn)楸撅w剪是一級(jí)減速，則共需四根主軸，包括兩根輸入軸和兩根傳動(dòng)軸，兩幅大小相同的大小齒輪，具體傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)如下：用電機(jī)通過聯(lián)軸器帶動(dòng)輸入軸，通過輸入軸的小齒輪同剪軸上的大齒輪相嚙合，通過齒輪傳動(dòng)把力矩傳給剪軸。通過剪力完成剪切工作。為使軸向力減少和結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，大小齒輪均設(shè)計(jì)為直尺圓柱齒輪。 在每一個(gè)刀架上有同一條直線上成角的兩把刀，一個(gè)用來切頭，一個(gè)用來切尾，在停機(jī)時(shí)刀片處于水平狀態(tài)。 對(duì)設(shè)備的機(jī)架設(shè)計(jì)有三類：封閉式機(jī)架、開式機(jī)架、半閉半開式。一般的飛剪機(jī)只有開式與閉式。開式與閉式各有其特點(diǎn)，閉市機(jī)架能做成門形，它的剛性較好，但由于剪刀在里面，不易觀察其剪切情況，一旦發(fā)生事故不好處理。一般將大型的飛剪機(jī)采用此式機(jī)架。開式機(jī)架克服了閉式機(jī)架的缺點(diǎn)，但剛性小，剪切斷面小，一般適合于小型的飛剪機(jī)。 剪機(jī)的結(jié)構(gòu)有鑄件和焊件。鑄件是整個(gè)機(jī)架采用連體鑄造或全部鑄造；焊件則采用普通零件焊接法，以前焊接技術(shù)不完善時(shí)采用鑄造，但鑄造又比較復(fù)雜，工藝繁瑣，因此對(duì)原料使用較多，而且鑄件的體形龐大、笨重。因此現(xiàn)多采用焊接。采用焊接可縮短周期，對(duì)于飛剪機(jī)的箱形機(jī)架則更易采用。大大節(jié)約成本，簡(jiǎn)化工藝。因此本次設(shè)計(jì)的設(shè)備采用開式機(jī)架，剪機(jī)的結(jié)構(gòu)采用焊接。 2 滾筒式飛剪力能參數(shù)計(jì)算 2.1 滾筒式飛剪剪切過程分析 金屬的剪切過程可以分為以下幾個(gè)階段：刀片彈性壓入金屬階段；刀片塑性 壓入金屬階段；金屬塑性滑移階段；金屬內(nèi)裂紋萌生階段和擴(kuò)展階段；金屬內(nèi)裂 紋失隱擴(kuò)展和斷裂階段。一般可粗略地分為兩個(gè)階段：刀片壓入金屬階段和金屬 塑性滑移階段。 圖 6 滾筒剪剪切過程示意圖 在不同的階段，被剪切金 屬剪切區(qū)域內(nèi)應(yīng)力狀態(tài)是不同 的。在整個(gè)剪切過程中，剪切 力應(yīng)力狀態(tài)不斷變化，剪切力 也不斷變化。實(shí)驗(yàn)表明，最大 剪切力產(chǎn)生于刀片塑性壓入階 段終了、金屬塑性滑移階段開 始之時(shí)。因此，一般可將剪切 過程分為兩個(gè)階段來建立剪切 過程的受力模型。壓入階段作 用在被剪切金屬上的力，如圖 圖 7 平行刀片剪切時(shí)作用力圖 7 所示。 2.2 剪切力與剪切力矩的計(jì)算 首先根據(jù)所剪軋件的最大斷面尺寸來確定剪切機(jī)公稱能力。它是根據(jù)計(jì)算的最大剪切力并參照有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和資料確定的。 最大剪切力 P=KτF 《軋鋼機(jī)械》 式8—13 式中 ——被剪軋件的原始斷面面積，mm; τ——被剪切軋件材料在相應(yīng)剪切溫度下最大的單位剪切阻力，; K——考慮由于刀刃磨鈍刀片間隙增大而使剪切力提高的系數(shù)，根據(jù)小型剪切機(jī)P＜1.6MN, 取K=1.3。 上式計(jì)算中由于無單位剪切阻力試驗(yàn)數(shù)據(jù)，故改用下式計(jì)算最大剪切力： P =0.6Kσ 《軋鋼機(jī)械》 式8-14 式中： σ——被剪軋件的原始斷面面積，mm； 系數(shù)0.6為考慮單位剪切阻力與強(qiáng)度限的比例系數(shù)。 選取σ=90 《軋鋼機(jī)械》 表8-4 根據(jù)設(shè)計(jì)參數(shù) =1146 mm 終得 P=0.6x1.3x90x1146=80449.2=80.45 N 從而： τ= P/K·=80.45x/1.3x1146=54 根據(jù)刀片形狀，滾筒式飛剪的剪切力按平行刀片剪切機(jī)的計(jì)算方法而來。但是當(dāng)飛剪機(jī)直接裝在軋機(jī)后面而沒有勻速機(jī)構(gòu)時(shí)，刀片速度在剪切時(shí)可能超過軋件運(yùn)動(dòng)速度，則在軋件中產(chǎn)生應(yīng)力。此拉應(yīng)力亦作用在飛剪機(jī)的刀片上。根據(jù)虎克定律，軋件中的拉應(yīng)力為： σ=E 《軋鋼機(jī)械》 式9-35 式中 E——彈性模數(shù)，對(duì)軋件在終軋溫度在800時(shí)，近似的等于45000～55000； ——剪切終了時(shí)，飛剪機(jī)與最后一架軋機(jī)間的軋件長(zhǎng)度； ——剪切終了時(shí)，在軋件長(zhǎng)度斷內(nèi)有拉應(yīng)力產(chǎn)生的伸長(zhǎng)量。 伸長(zhǎng)量可由剪切過程中刀片與軋件的水平移動(dòng)量的差值來確定 =- 式中 ——剪切時(shí)間內(nèi)刀片在水平方向移動(dòng)量， ——剪切時(shí)間內(nèi)軋件一定量。 軋件的移動(dòng)量 =t 當(dāng)?shù)镀壽E半徑為R的整圓時(shí)（圖8），剪切時(shí)間為 t= 角相當(dāng)于剪切軋件厚度為時(shí)的開始 剪切角度，由下式確定 式中 S——刀片的重疊量，一般取5 ～25mm，這里取S=7mm。 由設(shè)計(jì)參數(shù)A=950mm，且由圖A=2R-S得 圖8 飛剪機(jī)的剪切過程 則，求得，為剪切終了的角度，考慮到剪切終了時(shí)相對(duì)切入深度得 由前述，查得 《軋鋼機(jī)械》圖8-6 則 根據(jù)設(shè)計(jì)要求及實(shí)際狀況取 根據(jù)實(shí)測(cè) ，取 E=46000， 則刀架所受的拉力 T與的合力P為刀架所受到的力： 刀架所受的最大剪切力矩： 式中 為咬入角， Z為切入系數(shù)，前述已選 則 2.3 剪切功的計(jì)算 在所剪軋件無單位剪切功的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)時(shí)，可通過所剪材料的強(qiáng)度限和延伸率近似求a。 當(dāng)不考慮刀片磨鈍等因素時(shí)，剪切功 《軋鋼機(jī)械》 式8-18 其中 稱為單位剪切功 F——被剪軋件原始斷面面積， h——軋件高度， 由設(shè)計(jì)參數(shù)得：，由于所剪為線材 ——平均單位剪切阻力 ——段裂時(shí)相對(duì)切入深度 則 《軋鋼機(jī)械》 式 8-22 一般取，則（0.72～0.96） 《軋鋼機(jī)械》 表 8-4 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表 3-1-9 則剪切功： 3 電動(dòng)機(jī)的選擇 對(duì)于啟動(dòng)工作制飛剪的電動(dòng)機(jī)功率幾乎完全由飛剪機(jī)運(yùn)動(dòng)質(zhì)量的加速條件來確定。因?yàn)槊看渭羟幸蟮募铀贂r(shí)間非常短。 3.1 電動(dòng)機(jī)功率選擇 式中： ——剪切軸上最大靜力矩； ——剪軸轉(zhuǎn)速； ——電機(jī)過載率，=1.3～1.7 ——從電機(jī)到剪子整個(gè)整個(gè)飛剪機(jī)的傳動(dòng)效率，=0.94 由于飛剪只有在處理事故中采用連續(xù)工作制，而這種狀態(tài)出現(xiàn)的較少且時(shí)間間隔大，故過載率較大=1.7。 3.1.1 計(jì)算總的靜力矩 《軋鋼機(jī)械》 式8-23 式中： ——剪切力矩； ——摩擦力矩； ——空載力矩。 由前述，一般取， ——電機(jī)額定力矩，近似取， 則 式中： p——剪切力； M——軸樞處摩擦系數(shù)，查得M=0.11， d為剪軸軸承處的直徑，現(xiàn)場(chǎng)資料d=260mm， 剪軸轉(zhuǎn)速： 電機(jī)功率： 由此可得單個(gè)電機(jī)功率： 根據(jù)設(shè)備既在切頭、切尾時(shí)啟動(dòng)工作制下運(yùn)行，又在碎斷時(shí)連續(xù)工作制運(yùn)行，負(fù)載性質(zhì)有短時(shí)沖擊，生產(chǎn)工藝要求起制動(dòng)控制方便等，選擇繞線式直流電動(dòng)機(jī)，功率較小，另外工作軸轉(zhuǎn)速較低，環(huán)境溫度較高采用他冷。無減速器傳動(dòng)的國(guó)外DMG280S電動(dòng)機(jī)，其額定功率為45KW， 額定電壓220V，額定轉(zhuǎn)速335r/min。 4 滾筒式飛剪的參數(shù)設(shè)計(jì) 4.1 轉(zhuǎn)速及扭矩的計(jì)算 4.1.1 傳動(dòng)比確定 電機(jī)的，剪軸對(duì)計(jì)算轉(zhuǎn)速為90r/min則 4.1.2 輸入軸的轉(zhuǎn)速及扭矩 由于輸入軸直接通過連軸器與電動(dòng)機(jī)相連，則 則輸入軸扭矩： 式中： ——飛剪機(jī)輸入軸最大靜力矩 剪軸的轉(zhuǎn)速： 剪軸的轉(zhuǎn)矩： 4.2 齒輪傳動(dòng)及參數(shù)計(jì)算 4.2.1 選擇材料 考慮到結(jié)構(gòu)應(yīng)簡(jiǎn)潔便于使用和維護(hù)，選擇閉式直齒圓柱齒輪；又由于處于低速有沖擊載荷的運(yùn)行環(huán)境，選擇硬齒面表面淬火HRC45～50材料為35SiMn，由于大小齒輪表面都淬火，齒輪的變形不大，對(duì)精度的要求不高，故選8級(jí)精度。 由于是閉式傳動(dòng)且大小齒輪均為硬齒面，齒輪的主要失效形式有可能是齒輪折斷，也可能發(fā)生點(diǎn)蝕膠合等失效，則應(yīng)按彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì)公式確定模數(shù)，然后校核接觸疲勞強(qiáng)度。 4.2.2 根據(jù)輪齒彎曲疲勞強(qiáng)度設(shè)計(jì) 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 式5-31a 式中： m——模數(shù),mm； k——載荷系數(shù)，可近似取1.3～1.7，這里取k=1.5； ——小齒輪傳遞的名義扭矩，由前面計(jì)算； ——復(fù)合齒行系數(shù)； ——齒寬系數(shù)，，vb—輪齒寬度，—小齒輪分度圓直徑； ——小齒輪齒數(shù)； ——許用彎曲應(yīng)力 各參數(shù)的確定： ①根據(jù)齒輪齒數(shù)17不發(fā)生根切初選，則大齒輪的齒數(shù)。 ② 確定許用彎曲應(yīng)力 《機(jī)械設(shè)計(jì)》式5-26 式中：——試驗(yàn)齒輪齒根的彎曲疲勞極限，根據(jù)設(shè)計(jì)材料硬齒面表面淬火HRC45～50查得； ——試驗(yàn)齒輪的應(yīng)力修正系數(shù)，采用國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，=2； ——彎曲疲勞強(qiáng)度計(jì)算得壽命系數(shù)，一般取=1； ——彎曲強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，一般傳動(dòng)取=1.3～1.5，這里取=1.4； 則 ③ 確定復(fù)合齒行系數(shù) 由，變位系數(shù)X=0，查得=4.48 《機(jī)械設(shè)計(jì)》圖5-38 ④ 確定齒寬系數(shù) 根據(jù)齒輪位置不對(duì)稱，載荷系數(shù)變動(dòng)較大且齒輪硬度均〉350HBS，取=0.6 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》表14-1-62 綜合上述代入設(shè)計(jì)公式： 由于機(jī)架的中心距為950mm，為了保證剪切的同步性，并調(diào)整剪力的側(cè)向間隙， 所以大齒輪的分度圓直徑暫定為950mm，此時(shí)模數(shù)為。 綜合上述要求取標(biāo)準(zhǔn)模數(shù)m=14 。 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表14-1-2 ⑤ 計(jì)算幾何尺寸 4.2.3 校核齒面的接觸強(qiáng)度 根據(jù)： 式中：——彈性系數(shù)，一對(duì)齒輪均為鋼制時(shí)取； u——齒數(shù)比，根據(jù)設(shè)計(jì)。 把前面計(jì)算所得相關(guān)值代入上式： 齒面許用接觸應(yīng)力： 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 式5-27 式中：——試驗(yàn)齒輪的接觸疲勞極限，查得=950； 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 圖5-33 ——接觸強(qiáng)度的最小安全系數(shù)，取=1.2； ——接觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算的壽命系數(shù)，一般取=1； ——工作硬化系數(shù)，由于是小齒輪故略去。 因?yàn)?，故接觸疲勞強(qiáng)度足夠。 4.2.4 齒輪的尺寸明細(xì)及工作圖 表4.2 設(shè)計(jì)齒輪相關(guān)尺寸計(jì)算 名稱 代號(hào) 計(jì)算公式 相關(guān)值 模數(shù) m 由強(qiáng)度得出 14mm 壓力角 分度圓直徑 d 齒頂高 齒根高 全齒高 頂隙 C C=0.25m C=3.5 齒頂圓直徑 齒根圓直徑 基圓直徑 齒距 P P=44 齒厚 S S=22 齒槽寬 e e=22 中心距 a a=595 基圓齒距 =41.35 圖9 大齒輪零件工作示意圖 圖10 小齒輪零件工作示意圖 4.3 軸的設(shè)計(jì)與校核 4.3.1 選擇軸的材料 該軸無特殊要求，因而選用調(diào)質(zhì)處理的45鋼，查得。 4.3.2 初步估算軸徑 按扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度估算輸出端連軸器處的最小軸徑。根據(jù)表12-2按45鋼，取C=110；輸出軸的功率（為連軸器的效率，取0.99，為滾動(dòng)軸承的效率，取0.99，為齒輪嚙合效率，取0.98）=45x0.99x0.99x0.98= 43.2kw。 輸出軸的轉(zhuǎn)速： 根據(jù) 式中：C——有軸的材料和承載情況確定的常數(shù)。 則剪軸的最小直徑，而在實(shí)際中剪軸的端頸為260mm，遠(yuǎn)離剪子端的為190mm。 輸入軸的最小直徑，而在包鋼高速線材廠實(shí)際所使用的飛剪機(jī)與連軸器相連的直徑d=130mm，與軸承處相適的直徑為180～190mm之間，靠近電機(jī)端軸徑d=190mm，遠(yuǎn)離電機(jī)端軸徑180mm。 4.3.3 軸的尺寸結(jié)構(gòu)分析 生產(chǎn)實(shí)際中所選用的軸徑遠(yuǎn)大于理論尺寸的原因： 首先，從加工工藝考慮，如果軸徑過小，則軸的成本就會(huì)增加，并且軸的尺寸精度和形狀公差將要求更高，同時(shí)考慮到輸入軸連軸器處有一個(gè)鍵槽所以軸徑應(yīng)相應(yīng)增加5%。 其次，理論所設(shè)計(jì)的值是按給定的剪切條件所設(shè)計(jì)，如只滿足此條件設(shè)計(jì)，不滿足加工范圍廣泛的條件，在工廠中不可能加工單一的軋件，并考慮可能出現(xiàn)的事故，軸徑應(yīng)盡量選大些比較滿足實(shí)際需要。 圖11 下輸入軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 圖12 下剪軸結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 4.3.4 聯(lián)軸器的選用 首先應(yīng)考慮所選孔徑與軸徑的相互適應(yīng)，所以此步與確定軸的直徑同步進(jìn)行。由于傳遞扭矩適中且需考慮良好的補(bǔ)償兩軸做任何方向的位移的能力，又考慮到起制動(dòng)頻繁、成本較低，故選用彈性柱銷聯(lián)軸器。 公稱轉(zhuǎn)矩 計(jì)算轉(zhuǎn)矩 式中：K——工況系數(shù)，查得K=2.75， 《機(jī)械手冊(cè)》 表6-2-2 選得型號(hào)：LT13（GB/T4323-1984），重量182.386kg，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量J=4.88792。 4.3.5 軸承的選擇 高速軸：轉(zhuǎn)速相對(duì)較高，且主要承受較大的徑向載荷，有較大的沖擊載荷，故輸入端選用圓柱滾子軸承。 剪軸：此軸轉(zhuǎn)速較低，傳遞轉(zhuǎn)矩較大，為了適應(yīng)不同工作條件在有剪刀的一端選用調(diào)心滾子軸承，因?yàn)榇硕耸苻D(zhuǎn)矩和沖擊較大，對(duì)整個(gè)軸來說，此點(diǎn)受力較大又是端點(diǎn)，軸很容易產(chǎn)生偏心。因此選用可調(diào)心的滾子軸承較好，另一端選用圓柱滾子軸承。 此工作軸及軸上的齒輪均為平行傳動(dòng)和直齒輪，產(chǎn)生軸向力很小，故選用單列圓柱滾子軸承，內(nèi)圈無擋邊。 表4.3 軸承選用列表 部 位 軸承名稱 型號(hào) 外徑D（mm） 內(nèi)經(jīng)d（mm） 寬（mm） 高速軸 輸入端 圓柱滾子軸承 92000 400 130 190 剪端 調(diào)心滾子軸承 300 180 96 剪軸 剪端 調(diào)心滾子軸承 440 260 144 另一端 圓柱滾子軸承 92338 400 190 78 4.3.6 軸的校核 4.3.6.1 輸入軸 先做出軸的受力計(jì)算簡(jiǎn)圖，取集中載荷作用于齒輪及軸承的中點(diǎn)。 ① 齒輪的作用力的大小 轉(zhuǎn)矩： 圓周力： 徑向力： 的方向如圖所示。 圖13 輸入軸的強(qiáng)度計(jì)算圖 ② 求軸承的支反力 水平面上支反力： 垂直面上的支反力： ③ 畫彎矩圖（圖13中b、c、d） 截面C處的彎矩為： 水平面上的彎矩： 垂直面上的彎矩： 合成彎矩： ④ 畫轉(zhuǎn)矩圖（如圖13） ⑤ 畫計(jì)算彎矩圖（如圖13） 因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，，則截面C處的當(dāng)量彎矩為： ⑥ 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 a. 截面C當(dāng)量彎矩最大，故截面C可能為危險(xiǎn)截面。已知 查得 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表12-2 所以其強(qiáng)度足夠。 b. 截面D處雖僅受轉(zhuǎn)矩，但其直徑最小，則該截面亦為可能危險(xiǎn)截面。 所以其強(qiáng)度足夠。 4.3.6.2 剪軸的強(qiáng)度校核 先作出軸的受力計(jì)算圖（如圖14），取集中載荷作用于齒輪及軸承的中點(diǎn)。 圖14 剪軸的強(qiáng)度計(jì)算圖 ① 齒輪上作用力的大小 轉(zhuǎn)矩： 圓周力： 徑向力： ② 求軸承的支反力： 水平面上的支反力： 垂直面上的支反力： ③ 畫彎矩圖 截面C處的彎矩為： 水平面上的彎矩： 垂直面上的彎矩： 合成彎矩： ④ 畫轉(zhuǎn)矩圖 ⑤ 畫計(jì)算彎矩圖 因單向回轉(zhuǎn)，視轉(zhuǎn)矩為脈動(dòng)循環(huán)，，則截面C處的當(dāng)量彎矩為： ⑥ 按彎扭合成應(yīng)力校核軸的強(qiáng)度 截面C當(dāng)量彎矩最大，故截面C為可能危險(xiǎn)截面。 已知查得 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 表12-2 所以其強(qiáng)度足夠。 4.4 軸承及鍵的校核 4..4.1軸承的校核 軸承的壽命計(jì)算：軸承壽命為 《機(jī)械設(shè)計(jì)》 式15-3 式中：——指數(shù)，對(duì)于滾子軸承； C——基本額定的載荷； P——軸承處所受的載荷。 以92000為例，進(jìn)行壽命計(jì)算，查得 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 若一天工作24小時(shí)，一年360天計(jì)算： 天 所以，滿足。同樣可得其他軸承合理。 4.4.2 鍵的校核： ① 選擇鍵連接的類型和尺寸，在8級(jí)以上精度的齒輪油空心精度要求，應(yīng)選平鍵連接，由于齒輪又有軸端，故選用圓頭普通平鍵LA型。 a. 選擇大型齒輪的鍵 根據(jù)d=220mm根據(jù)手冊(cè)得鍵的截面尺寸： 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表14-107 由輪轂寬并鍵的長(zhǎng)度系列取鍵長(zhǎng)l=130mm。 b．選擇小齒輪的鍵： 根據(jù)d=140mm，查得鍵的截面尺寸： ， ， 《機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)》 表14-107 由輪轂寬并參考鍵的長(zhǎng)度系列，取鍵長(zhǎng)l=120mm。 ② 校核鍵的連接強(qiáng)度：由于鍵軸、輪轂的材料都是鋼，從手冊(cè)查得許用擠壓應(yīng)力，取中間值，而鍵的工作長(zhǎng)度L=L-b=130-50=80mm，鍵與輪轂鍵槽的接觸強(qiáng)度k=0.5h=14mm。 式中： ——鍵連接工作表面的壓強(qiáng)，； T——轉(zhuǎn)矩，； d——軸的直徑，mm， l——鍵的接觸長(zhǎng)度，mm； k——鍵與輪轂接觸長(zhǎng)度，mm； ——許用擠壓應(yīng)力，。 由計(jì)算得 對(duì)于下齒輪軸上的鍵進(jìn)行校核： 與大齒輪相同，許用擠壓應(yīng)力，鍵的工作長(zhǎng)度L=L-b=75mm，鍵與輪轂的鍵槽的接觸強(qiáng)度為 所以所選擇的鍵合格。 4.4.3 對(duì)連軸器進(jìn)行校核： 以GⅡCL9型連軸器為例： ① 載荷計(jì)算： 公稱轉(zhuǎn)矩： 從GB4378-88中查得GⅡCL9型連軸器許用轉(zhuǎn)矩為， 由于，所以所選的連軸器滿足要求。 4.5 刀架的設(shè)計(jì)與校核 950飛剪的刀架是整個(gè)飛剪機(jī)中比較關(guān)鍵的零件，刀架上的剪刃對(duì)于在擠壓彎曲和嚴(yán)重磨損狀態(tài)下工作，必須采用高強(qiáng)度、高韌性的材料，因此飛剪機(jī)使用合金鋼整體淬火，硬度達(dá)到HRS73-75采用35CrMo合金。 4.5.1 刀架的受力分析 式中： T——為水平拉力， P——為剪切力 圖15 刀架的受力及危險(xiǎn)截面簡(jiǎn)圖 則垂直于刀架的力： 刀架受到的彎矩如圖： 4.5.2 刀架的強(qiáng)度校核 整個(gè)刀架上共有如圖所示的幾個(gè)危險(xiǎn)截面，下面分別計(jì)算： a. 危險(xiǎn)截面Ⅰ處 抗彎截面系數(shù)，由于其截面為矩形 《機(jī)械設(shè)計(jì)》表[8] 所以截面安全。 b. 對(duì)危險(xiǎn)截面II處 所以截面安全。 c. 危險(xiǎn)截面III處 所以其強(qiáng)度足夠。 通過校核，刀架上各個(gè)截面均滿足強(qiáng)度要求。 圖16 刀架的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)圖 4.6 對(duì)電動(dòng)機(jī)的校核： 4.6.1 電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱校核 電機(jī)的額定轉(zhuǎn)矩： 整個(gè)系統(tǒng)的空載力矩： ， 取 所有軸承處的摩擦力矩： 式中： p——軸承處的徑向支撐力； ——軸承處的摩擦系數(shù)； d——軸承處的軸徑。 所以 電動(dòng)機(jī)的工作載荷圖： 圖17 電動(dòng)機(jī)工作載荷圖 計(jì)算角速度： 依據(jù)[2] 由于 所以電動(dòng)機(jī)發(fā)熱校核合格。 4.6.2 過載校核 由已知得電動(dòng)機(jī)的最大靜力矩 由[3]得： 由此可得過載校核合格。 至此，對(duì)整個(gè)950滾筒式飛剪機(jī)的主題零件的各個(gè)部分的設(shè)計(jì)均已完成，這其中的軸、軸承、齒輪、箱體、電機(jī)、連軸器等設(shè)計(jì)均為合格，通過校核，其大部分的強(qiáng)度要求均大大高于實(shí)際需要。這在很大程度上適應(yīng)了現(xiàn)實(shí)生產(chǎn)，使飛剪機(jī)的工作要求大大降低。高強(qiáng)度的理論設(shè)計(jì)也保證了飛剪機(jī)的工作范圍擴(kuò)大，可剪切各種類型的生產(chǎn)要求，同時(shí)也大大提高了安全性。當(dāng)然也不能一味追求安全而忽視了成本，只有把各種因素綜合考慮才能達(dá)到一種最優(yōu)的效果。 5 飛剪機(jī)的潤(rùn)滑 5.1 齒輪的潤(rùn)滑 齒輪的潤(rùn)滑在整個(gè)機(jī)器設(shè)備的潤(rùn)滑中占有很重要的位置。齒輪壽命的長(zhǎng)短直接機(jī)器設(shè)備的壽命。在950飛剪中，有四個(gè)齒輪，構(gòu)成950飛剪機(jī)中的主要摩擦，對(duì)齒輪的潤(rùn)滑，可以避免金屬的直接接觸，減少摩擦損失，還可以防止熱量的產(chǎn)生和齒輪的生銹。 綜合考慮，根據(jù)箱體的實(shí)際結(jié)構(gòu)，采用噴油潤(rùn)滑。上方的齒輪采用噴油潤(rùn)滑， 下方的齒輪采用浸油潤(rùn)滑。使用壓力將油噴到齒輪的嚙合處，不但潤(rùn)滑齒輪而且及時(shí)對(duì)嚙合的齒輪降溫。 5.2 對(duì)軸承的潤(rùn)滑 此次剪切機(jī)，由于全部采用滾子軸承在齒輪座中都加了油槽，特別是對(duì)調(diào)心滾子軸承，，采用開圓周油槽的型號(hào)，通過與軸承座上所開的油槽相連，在齒輪點(diǎn)潤(rùn)滑過程中，油被噴到內(nèi)箱壁上，油可順著油槽流入到軸承的油溝內(nèi)，以達(dá)到潤(rùn)滑的目的。 潤(rùn)滑油的型號(hào)選擇，根據(jù)表[8]中10-11，根據(jù)齒輪的轉(zhuǎn)速選擇中負(fù)荷齒輪油，牌號(hào)為220號(hào)潤(rùn)滑油，運(yùn)動(dòng)粘度在40時(shí)為198-242。 5.3 950飛剪的維護(hù)與保養(yǎng) 機(jī)器的維護(hù)和保養(yǎng)對(duì)延長(zhǎng)設(shè)備的壽命和提高其工作效率有重要作用。對(duì)于 950飛剪來說，根據(jù)其工作制的特點(diǎn)，最易出現(xiàn)故障的地方就是剪刀由于不斷受到?jīng)_擊，其位置精度難以保證，所以必須對(duì)其進(jìn)行校準(zhǔn)。 對(duì)于維修來說，可采用平時(shí)檢修和定期大修為主。大修主要是對(duì)潤(rùn)滑油的更換和機(jī)器零部件的清洗和加工修整。 5.4 飛剪機(jī)刀架的安裝和拆卸 由于飛剪機(jī)上剪軸的刀架的安裝采用過過盈安裝，固可采用熱裝法和液壓推 力法。安裝時(shí)可采用熱裝法，把上刀架放到加熱爐中加熱到一定程度用熱夾夾住套入軸，自然冷卻即可。 在拆卸時(shí)，將牽引螺柱擰入軸中，再用壓力板，螺母和墊圈固定液壓缸，在 輪轂與壓力板之間留有12mm的間隙，然后給液壓缸注油。油從刀架上的油孔進(jìn)入刀架中的環(huán)形油槽，加壓，直到有油從軸端溢出，然后用力推出。 至此，本950滾筒式飛剪機(jī)的設(shè)計(jì)與安裝全部結(jié)束。 當(dāng)然，在設(shè)計(jì)中，多多結(jié)合實(shí)際，不單單依靠理論，導(dǎo)致達(dá)不到可應(yīng)用實(shí)際的目的。更應(yīng)大量參考各種文獻(xiàn)，結(jié)合自己所學(xué)，積極開發(fā)自己的想象力，靈活設(shè)計(jì)合理構(gòu)思，以便更好設(shè)計(jì)出更為高效實(shí)用的機(jī)器設(shè)備。 結(jié) 束 語(yǔ) 隨著畢業(yè)設(shè)計(jì)接近尾聲，大學(xué)的學(xué)習(xí)生涯也將畫上一個(gè)完滿的句號(hào)。在這半個(gè)學(xué)期里，我們遵循著教學(xué)計(jì)劃進(jìn)行著實(shí)習(xí)與設(shè)計(jì)，結(jié)尾時(shí)期也需要對(duì)這所有的工作進(jìn)行一個(gè)總結(jié)，也是完成一個(gè)知識(shí)與能力的升華過程。 首先，總結(jié)自己的付出與收獲。 1. 設(shè)計(jì)是在綜合運(yùn)用自己所學(xué)知識(shí)做到一個(gè)理論服務(wù)于實(shí)際的過程；也是一個(gè)將這么多年的所得轉(zhuǎn)化為實(shí)實(shí)在在的生產(chǎn)力的過程。 設(shè)計(jì)是一個(gè)趨于完善的趨勢(shì)，因此我們是盡自己的努力綜合權(quán)衡成本與功效，結(jié)構(gòu)與工藝的合理性與優(yōu)越性。 2. 設(shè)計(jì)是運(yùn)用腦海中的知識(shí)積淀修飾與改進(jìn)設(shè)備。在生活中我們利用已有 的原型進(jìn)一步達(dá)到規(guī)范與完善的目的。因此是一項(xiàng)規(guī)范和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)墓ぷ?，時(shí)時(shí)處處要求我們有理可依、有據(jù)可查，以達(dá)到互換性、合理性與科學(xué)性。 3. 設(shè)計(jì)不是一蹴而就的事情。來回掂量，反復(fù)修改是它的一大特色。事實(shí) 上也正是這一過程決定了我們的設(shè)計(jì)成果能否優(yōu)于他人。 4. 一些先進(jìn)的理論和方法是我們完成理論奠基的框架上進(jìn)一步的優(yōu)化。我 們不可忽視其所帶來的有力支持，但同時(shí)也應(yīng)分清主輔，不能一味冒進(jìn)。 5. 任何時(shí)候虛心與協(xié)作是我們成就一項(xiàng)成果的關(guān)鍵。知識(shí)的無邊際決定了 我們總有為自己所忽視的地方，而善于請(qǐng)教老師和同學(xué)很好解決了這一問題。同時(shí)正如完成一項(xiàng)工程需要不同功能的機(jī)械設(shè)備一樣，設(shè)計(jì)不同設(shè)備的我們也應(yīng)相互探討利弊，一是為了使自己的設(shè)計(jì)變得簡(jiǎn)單；二是為了自己將來設(shè)計(jì)的設(shè)備能更好的同其他設(shè)備協(xié)作完成預(yù)期目標(biāo)。 接下來，再說一說遇到的問題。 小到一套設(shè)備大到一條生產(chǎn)線，決定產(chǎn)品生產(chǎn)效率和競(jìng)爭(zhēng)實(shí)力的順推下來就是我們所設(shè)計(jì)的每一個(gè)零部件的優(yōu)劣。每一次的選材、定型、確定工藝和工序、校核強(qiáng)度和壽命、挑選適配件都有其嚴(yán)格且頗富依據(jù)的程序，而存在于每一個(gè)背后的是強(qiáng)大的理論依據(jù)與扎實(shí)的基本功。所以，設(shè)計(jì)不是簡(jiǎn)單的照搬他人；設(shè)計(jì)也不是簡(jiǎn)單的推選組合，遇到每一個(gè)不懂的地方，極其需要我們反過頭回顧自己曾經(jīng)的所學(xué)，鼓勵(lì)我們自己要有一種追根溯源的精神，概念上的模糊勢(shì)必造成設(shè)計(jì)成果的缺陷。 最后，表達(dá)一下自己的心情。 也許是即將告別，老師和同學(xué)在最后一學(xué)期的設(shè)計(jì)中表現(xiàn)出無比竭誠(chéng)的合作，盡己所能的幫助他人。設(shè)計(jì)的圓滿完成積聚了每個(gè)人的辛勞與智慧。學(xué)業(yè)上的互助同樣也為我們事業(yè)上的精誠(chéng)合作奠定了深厚的感情基礎(chǔ)。所以，