飛剪機剪切機構設計【含CAD圖紙和說明書】

飛剪機剪切機構設計【含CAD圖紙和說明書】,含CAD圖紙和說明書,飛剪機,剪切,機構,設計,cad,圖紙,以及,說明書,仿單 50棒材飛剪機剪切機構的設計1 飛剪機概述飛剪機概述n n飛剪機的剪切工藝主要包括：對連軋生產(chǎn)線上的飛剪機的剪切工藝主要包括：對連軋生產(chǎn)線上的軋件實施切頭、切尾，切定（倍）尺，以及事故軋件實施切頭、切尾，切定（倍）尺，以及事故處理和軋件的樣品剪切等。處理和軋件的樣品剪切等。n n飛剪機的分類方法有很多種，主要有：按照軋制飛剪機的分類方法有很多種，主要有：按照軋制線上生產(chǎn)鋼材的品種不同分為，鋼坯飛剪機、板線上生產(chǎn)鋼材的品種不同分為，鋼坯飛剪機、板帶飛剪機、型鋼飛剪機和高速線材飛剪機等；按帶飛剪機、型鋼飛剪機和高速線材飛剪機等；按其機體結構和剪切形式不同分為，曲柄連桿式飛其機體結構和剪切形式不同分為，曲柄連桿式飛剪機、擺式飛剪機、滾筒式飛剪機、圓盤式飛剪剪機、擺式飛剪機、滾筒式飛剪機、圓盤式飛剪機；按工作方式又可分為連續(xù)式飛剪機、起停式機；按工作方式又可分為連續(xù)式飛剪機、起停式飛剪機和連續(xù)飛剪機和連續(xù)起停復合式飛剪機。起停復合式飛剪機。剪切機構應滿足的設計要求剪切機構應滿足的設計要求 n n飛剪機的剪切速度應與軋件同步，最理想的狀態(tài)是在剪切時，飛剪機的剪刃在軋件運動方向上的速度應等于或略大于軋件運動速度（俗稱拋鋼）。但此時必須要考慮飛剪機剪切時的動態(tài)速降。n n為保證軋件剪切斷面（平直）質量，要求飛剪機的一對剪切刀片在剪切過程中作平移（平行移動）運動，剪刃間的刀片側隙應盡可能保持不變，同時，兩刀片始終與軋制中心線相垂直。n n剪刃的運動軌跡應是一條封閉曲線，在剪切段應盡量平直，在剪切過程中要求剪切速度均勻，并且不能出現(xiàn)相碰卡死現(xiàn)象。剪切完后，剪刃仍恢復到固定的初始位置，不影響軋件自由通過。n n應能根據(jù)不同的軋件厚度，甚至軋件形狀，合理方便地調整剪刃側隙及重合量，以保證剪切工藝的正常實施。n n盡量減少參與剪切運動的機構零部件的數(shù)量和重量，以降低剪切機構運動的慣量值（即飛輪矩），減少速度變化量，提高飛剪機剪切機構的靈敏性穩(wěn)定性和定位精度，從而提高飛剪機的剪切定尺精度。n n合理配置適合于飛剪機的同步機構及前后設備，如夾送測速輥，或末架軋機，撥鋼管（槽）等。此項因飛剪機結構選型及工作方式不同而不同，以保證飛剪機剪切速度與軋件速度始終保持線性系從而保證剪切定尺精度和剪切質量。剪切機構功能剪切機構功能 n n為滿足生產(chǎn)工藝要求，飛剪機具有下列三種運動方式；為滿足生產(chǎn)工藝要求，飛剪機具有下列三種運動方式；n n(1)(1)啟停剪切啟停剪切n n 該飛剪機前置一光電信號接收器，當軋件經(jīng)過光電接收器該飛剪機前置一光電信號接收器，當軋件經(jīng)過光電接收器時即發(fā)出剪切信號，飛剪機自動啟動剪切。時即發(fā)出剪切信號，飛剪機自動啟動剪切。n n(2)(2)連續(xù)剪切連續(xù)剪切n n 當出現(xiàn)堵鋼事故時，該飛剪機可以連續(xù)運轉，每轉一圈可當出現(xiàn)堵鋼事故時，該飛剪機可以連續(xù)運轉，每轉一圈可以剪切一次，將軋件碎斷成一段一段的短料，有收集裝置以剪切一次，將軋件碎斷成一段一段的短料，有收集裝置收集。收集。n n(3)(3)沖動爬行沖動爬行n n 為了保證剪切的精度，在調整和對準剪刃時，控制系統(tǒng)可為了保證剪切的精度，在調整和對準剪刃時，控制系統(tǒng)可以使剪刃部分微動并以很慢的速度轉動，達到所要求的角以使剪刃部分微動并以很慢的速度轉動，達到所要求的角度或位置。度或位置。剪切機構正常工作要求剪切機構正常工作要求 n n為保證棒材生產(chǎn)線的正常軋件，飛剪機正常工作必須滿足為保證棒材生產(chǎn)線的正常軋件，飛剪機正常工作必須滿足一下條件；一下條件；n n(1)(1)飛剪機的作業(yè)率必須和軋機的作業(yè)率相協(xié)調，保證軋飛剪機的作業(yè)率必須和軋機的作業(yè)率相協(xié)調，保證軋機作業(yè)率的充分發(fā)揮。機作業(yè)率的充分發(fā)揮。n n(2)(2)剪切時，刀刃在軋件運動方向上的分速度應與軋件運剪切時，刀刃在軋件運動方向上的分速度應與軋件運動速度保持一定關系，使軋件與剪切過程中有一定的張力，動速度保持一定關系，使軋件與剪切過程中有一定的張力，以保證剪切后軋件頭部和尾部的質量，避免發(fā)生堆鋼事故。以保證剪切后軋件頭部和尾部的質量，避免發(fā)生堆鋼事故。n n（3 3）能夠完成剪切工藝要求軋件的材質、溫度、速度以）能夠完成剪切工藝要求軋件的材質、溫度、速度以及斷面范圍。及斷面范圍。n n (4)(4)保證所剪切的斷面符合要求，以方便與后面軋機的咬保證所剪切的斷面符合要求，以方便與后面軋機的咬入符合成品的質量標準。入符合成品的質量標準。n n（5 5）按軋制工藝的要求，剪切軋件的頭尾尺寸應保證在）按軋制工藝的要求，剪切軋件的頭尾尺寸應保證在規(guī)定的偏差范圍之內(nèi)，避免增加金屬損失。規(guī)定的偏差范圍之內(nèi)，避免增加金屬損失。飛剪機剪切機構設計飛剪機剪切機構設計n n根據(jù)上下刃的運動軌跡必須是閉合曲線，并且返回時不阻礙軋件繼續(xù)運動的根據(jù)上下刃的運動軌跡必須是閉合曲線，并且返回時不阻礙軋件繼續(xù)運動的要求，采用四連桿機構中的曲柄搖桿結構最為合適，如下圖要求，采用四連桿機構中的曲柄搖桿結構最為合適，如下圖2.3.12.3.1所示，曲柄長所示，曲柄長度是一個重要參數(shù)，除了要考慮曲柄存在的條件外，還要注意一下幾個方面度是一個重要參數(shù)，除了要考慮曲柄存在的條件外，還要注意一下幾個方面的內(nèi)容；的內(nèi)容；n n（1 1）曲柄在剪切區(qū)內(nèi)其剪刃應基本垂直切入的軋件，且切入速度應逐漸減少。）曲柄在剪切區(qū)內(nèi)其剪刃應基本垂直切入的軋件，且切入速度應逐漸減少。n n（2 2）在剪切區(qū)內(nèi)，剪刃水平速度）在剪切區(qū)內(nèi)，剪刃水平速度VxVx的變化應與軋件速度的變化應與軋件速度VoVo相匹配。相匹配。n n（3 3）保證上下刃有足夠的開口度和角加速度。若開口度太小有可能出現(xiàn)在不）保證上下刃有足夠的開口度和角加速度。若開口度太小有可能出現(xiàn)在不剪切時軋件沖擊剪刃，角加速度太小，可能會出現(xiàn)軋件在進入剪切點時尚未剪切時軋件沖擊剪刃，角加速度太小，可能會出現(xiàn)軋件在進入剪切點時尚未達到勻速。曲柄的長短十分重要，其大小會影響到電機功率、轉速及剪刃的達到勻速。曲柄的長短十分重要，其大小會影響到電機功率、轉速及剪刃的咬入角。曲柄太短且軋件直徑太大，其咬入角就會很大，這樣就增大剪切力咬入角。曲柄太短且軋件直徑太大，其咬入角就會很大，這樣就增大剪切力矩，一般以矩，一般以4343為宜；增長曲柄的長度為宜；增長曲柄的長度R R又會加大上下曲柄回轉中心點的距離，又會加大上下曲柄回轉中心點的距離，從而使飛剪機本體的體積呈立方的關系增大。所以，曲柄的長短應合理的設從而使飛剪機本體的體積呈立方的關系增大。所以，曲柄的長短應合理的設計。計。n n（4 4）在結構允許且能保證適當重疊量的情況下盡量減短剪刃的長度）在結構允許且能保證適當重疊量的情況下盡量減短剪刃的長度b b，這樣，這樣可在不加大設備體積的情況下，加大曲柄的長度；可在不加大設備體積的情況下，加大曲柄的長度；n n確定確定R R、b b的長度后，應按以下幾點要求考慮四連桿機構中其余桿件的長度。的長度后，應按以下幾點要求考慮四連桿機構中其余桿件的長度。第一點，所設計的各桿長度應符合曲柄搖桿四桿機構的桿長條件。第二點，第一點，所設計的各桿長度應符合曲柄搖桿四桿機構的桿長條件。第二點，確保從剪切開始到剪切結束的過程中剪刃的間隙應該逐漸減小并有一定的重確保從剪切開始到剪切結束的過程中剪刃的間隙應該逐漸減小并有一定的重疊量，剪刃間隙一般為疊量，剪刃間隙一般為0.10.10.3mm0.3mm，剪刃重疊量一般為，剪刃重疊量一般為2 25mm5mm。第三點，在。第三點，在剪切過程中，剪刃始終垂直軋件表面。剪切過程中，剪刃始終垂直軋件表面。n n 1 搖桿 2 連桿 3 曲柄 4 剪刃n n 剪切機構運動簡圖n n則有；cos=（L-b-h/2）/R=1-h/2Rn n Rh/2（1-cos ）n n式中；h-軋件的直徑，mm；n n L-剪臂的長度，mm；n n B-剪刃的長度，mm；n n R-曲柄回轉半徑，mm；n n -咬入角，（）。飛剪機傳動結構設計飛剪機傳動結構設計 n n 1電機 2聯(lián)軸器 3制動器 4內(nèi)齒輪 5齒輪（一）6齒輪（二）7飛輪 8曲柄 9連桿 10搖桿 11刀架 12剪刃 13軋件 n n 飛剪機傳動結構n n 電機輸入功率、轉速、經(jīng)聯(lián)軸器傳遞到齒輪（一），在經(jīng)過Z1、Z2、Z3、Z4、Z5三級齒輪傳動到8、9、10構成的曲柄搖桿機構，刀架11固定在連桿9上，當上下剪刃相遇時就完成一次剪切。飛輪7通過鉸制孔螺栓以及銷子和齒輪（二）固定在一起。正常剪切時內(nèi)齒套4和齒輪（二）結合，飛輪不起作用。當剪切大斷面軋件需要飛輪加入時，用撥叉撥動內(nèi)齒套4和齒輪（一）、齒輪（二）同時結合，這樣就可以帶動飛輪來完成剪切任務。其中序號4到序號12等零部件構成了飛剪機本體部件。剪切機構運動學分析剪切機構運動學分析n n曲柄回轉半徑計算曲柄回轉半徑計算 n n切頭時剪刃轉速計算切頭時剪刃轉速計算n n切尾時剪刃轉速計算切尾時剪刃轉速計算 n n剪切初始角計算剪切初始角計算n n飛剪機主軸轉速計算飛剪機主軸轉速計算剪切機構受力分析剪切機構受力分析 n n 1 搖桿 2 連桿 3 曲柄 4 剪刃 n n 剪切力分析n n以剪切過程中軋件剛被咬入時作靜力分析，此過程中忽略由搖桿、曲柄和連桿產(chǎn)生的慣性力。連桿2和剪刃4作剛性連接，曲柄3和連桿2鉸接，剪切軋件的過程中剪刃受到垂直軋件的剪切力P以及水平方向的力T。對于連桿2在節(jié)點C處受到曲柄的驅動力，水平方向為T1，垂直方向為P1，在節(jié)點B處受到搖桿1的作用力F，F(xiàn)在水平方向上的分力為T2，在垂直方向上的作用力P2.當四連桿機構ABCD各桿的長度確定后，由于為咬入角，為連桿與刀架的夾角都已知，那么，此時搖桿1與連桿2之間的夾角，利用三角函數(shù)關系就可以計算出。剪切機構力的計算剪切機構力的計算 n n垂直剪切力計算垂直剪切力計算n n水平作用力的計算水平作用力的計算n n水平動載荷計算水平動載荷計算 n n水平方向總作用力計算水平方向總作用力計算 主軸剪切力矩和電機功率計算主軸剪切力矩和電機功率計算 n n飛剪主軸上剪切力矩計算飛剪主軸上剪切力矩計算 n n 電動機功率計算電動機功率計算 剪刃垂直重疊量調整剪刃垂直重疊量調整 n n如下圖所示，安裝或更換剪刃時，首先要確認將要安裝的上下剪刃尺寸是否一致，將上下剪臂2安裝的側面轉到垂直位置，測量出上下剪臂2之間的空間尺寸，再根據(jù)將要安裝的上下剪刃的具體尺寸，確定出墊片3的厚度，使上下剪刃剪切面在垂直方向上重疊量為2mm。由于剪刃在設計時內(nèi)孔有5mm的偏心量，所以可以實現(xiàn)此過程。安裝時先將墊片3放進剪臂溝槽內(nèi)，將剪刃和墊片完全接觸，再用螺栓5和螺母6、墊圈7將剪刃3固定在上下剪臂2上，若上下刃的重疊量達不到要求，重新調整墊片3的厚度。n n 1 1 連桿連桿 2 2 剪臂剪臂 3 3 墊片墊片 4 4 剪刃剪刃 5 5 剪刃螺栓剪刃螺栓 6 6 螺母螺母 7 7 墊圈墊圈 n n 剪刃的安裝調整剪刃的安裝調整n n本設計是在所學理論知識為指導的基礎上，對啟停式飛本設計是在所學理論知識為指導的基礎上，對啟停式飛剪機的剪切機構進行的分析設計計算。本次設計所學到剪機的剪切機構進行的分析設計計算。本次設計所學到的知識及經(jīng)驗歸納如下；的知識及經(jīng)驗歸納如下；n n（1 1）飛剪機的剪切機構采用曲柄搖桿機構，保證了）飛剪機的剪切機構采用曲柄搖桿機構，保證了剪刃的運動軌跡形成的是閉合曲線，并且返回時不阻礙剪刃的運動軌跡形成的是閉合曲線，并且返回時不阻礙軋件繼續(xù)運動。軋件繼續(xù)運動。n n （2 2）通過本次設計得出，切頭時飛剪機的剪刃水平分）通過本次設計得出，切頭時飛剪機的剪刃水平分速度應為軋件速度的速度應為軋件速度的1.061.06倍，切尾時剪刃的水平分速度倍，切尾時剪刃的水平分速度應為軋件速度的應為軋件速度的0.980.98倍。飛剪機主軸轉速是設計計算的倍。飛剪機主軸轉速是設計計算的重要依據(jù)，也是保證剪刃能否正常進行的關鍵。重要依據(jù)，也是保證剪刃能否正常進行的關鍵。n n（3 3）通過這次設計，讓我深刻認識到電氣控制在現(xiàn)在）通過這次設計，讓我深刻認識到電氣控制在現(xiàn)在機械應用的重要性。對于自己以后學習的方向及重點是機械應用的重要性。對于自己以后學習的方向及重點是一個指示。一個指示。