1.5兆牛擺動剪切機構(gòu)設計(畢業(yè)論文+全套cad圖紙)(答辯通過)

1、<p><b>　　目 錄</b></p><p>　　1緒論……………………………………………………………………………1</p><p>　　1.1課題的選擇的背景和目的……………………………………………...1</p><p>　　1.2熱軋型鋼的國內(nèi)外的發(fā)展趨勢………………………………………...2</p>

2、<p>　　1.2.1軋機布置向半連續(xù)化或全連續(xù)化發(fā)展………………….....…..2</p><p>　　1.2.2軋制工藝改革出現(xiàn)了切分軋制、熱軋冷拔…………………...2</p><p>　　1.2.3軋機結(jié)構(gòu)改造 提高軋制速度………………………………. ...2</p><p>　　1.2.4加熱爐控制…………………………………………………….

3、..2</p><p>　　1.2.5冷卻工藝改造……………………………………………….......2</p><p>　　1.3剪切機的種類和用途…..…..…..…....…....…..…..…..…..…..…....…...2</p><p>　　1.3.1擺動式剪切機……………………………………………….......3</p><p&

4、gt;　　1.3.2滾動式飛剪……………………………………………………...3</p><p>　　1.3.3曲柄偏心式飛剪……………………………………...…………3</p><p>　　1.4擺動剪研究的內(nèi)容和方法………………………………………….…..3</p><p>　　1.4.1擺動剪在型鋼連續(xù)機組布置和作用………………...…………3</p>

5、;<p>　　1.4.2型鋼熱連軋機的生產(chǎn)工藝……………………………………...3</p><p>　　1.4.3擺動剪的結(jié)構(gòu)特點和研究的內(nèi)容與方法……………………...4</p><p>　　2擺動剪設計方案的選擇和評述………………………………………………4</p><p>　　2.1擺動式飛剪機設計方案的選擇………………………………………...4&

6、lt;/p><p>　　2.1.1擺動式飛剪傳動簡圖…………………………………………...4</p><p>　　2.1.2擺動剪的剪切過程……………………………………………...5</p><p>　　2.2擺動剪方案評述………………………………………….……………..5</p><p>　　2.2.1減小擺角……………………………………………

7、…………...6</p><p>　　2.2.2增加許用擺角…………………………………………………...6</p><p>　　3剪切力的計算………………………………………………………..……….7</p><p>　　3.1剪切速度和剪切力……………………………………………..……….7</p><p>　　3.1.1擺動剪設計參數(shù)…………

8、………………………………….…..7</p><p>　　3.1.2剪切機構(gòu)主要參數(shù)的確定……………………………...…...….7</p><p>　　3.1.3剪切速度的確定……………………………………………..….8</p><p>　　3.2剪切力矩的計算……..………………………………………………....11</p><p>　　4

9、電機型號及容量的選擇……………………………………….……….…....13</p><p>　　5主要零件的強度計算……………………………………………………….14</p><p>　　5.1齒輪的強度計算……………………………………………………….14</p><p>　　5.1.1按齒面接觸強度設計………………………………………….14</p>&

10、lt;p>　　5.1.2計算……………………………….…………………...……….14</p><p>　　5.1.3按齒根彎曲強度設計………………………………………….15</p><p>　　5.1..4幾何尺寸計算…………………………………………………17</p><p>　　5.2曲軸的強度計算……………………………………………………….17</

11、p><p>　　5.2.1曲軸的尺寸和材料性能……………………………………….17</p><p>　　5.2.2曲軸的強度校核……………………………………………….17</p><p>　　5.3切向鍵的計算………………………………………………………….20</p><p>　　5.4滑塊損壞的改進設計…………………………………………...……

12、.21</p><p>　　6潤滑方法的選擇……………………………………………………………..22</p><p>　　6.1潤滑和摩擦的概念……………………………………………...……..22</p><p>　　6.2剪切機設備潤滑方法………………………………………………....23</p><p>　　7試車方法和對控制系統(tǒng)的要求………

13、……………………………………..24</p><p>　　7.1試車要求………………………………………………….……………24</p><p>　　7.2維護規(guī)程……………………………………………………….………24</p><p>　　8設備的可靠性及經(jīng)濟分析……………………………………………..……25</p><p>　　結(jié)論……………

14、…………………………………………………….…………26</p><p>　　致謝……………………………………………………………………….……27</p><p>　　參考文獻…………………………………………………………………….…28</p><p><b>　　附錄</b></p><p>　　1.5兆牛擺動剪切機構(gòu)設

15、計</p><p><b>　　摘要</b></p><p>　　1.5兆牛擺動剪切機是安裝在500型鋼熱連機前，用于切頭切尾和卡鋼事故的處理剪。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，對型鋼產(chǎn)品數(shù)量的要求更高。本設計為型鋼設計切頭的擺動剪，設計中對擺動剪的局部做了改進。</p><p>　　首先，本文討論了型鋼軋機在國民經(jīng)濟中的地位，并對300/500機組平面布

16、置示意圖的概況進行了整體的介紹。并介紹了擺動剪的結(jié)構(gòu)特點和研究的內(nèi)容與方法。根據(jù)現(xiàn)有設備狀況，對設備生產(chǎn)中存在的問題進行分析，對主要部件結(jié)構(gòu)做了合理的選用。然后，根據(jù)機組原始參數(shù)初選主電機容量，對其進行發(fā)熱校核和過載校核，對主要零件進行強度校核。對齒輪做了強度計算，對曲軸計算了彎曲應力，彎扭合成應力；校核了危險斷面；以及滑塊損壞的改進設計及潤滑方法，簡單計算擺動剪的可靠性和經(jīng)濟評價。</p><p>　　通過以上

17、工作，1.5兆牛擺動剪切機在使用壽命、產(chǎn)品質(zhì)量理論上應該有一定的提高。設計內(nèi)容有實際價值。該剪作為加熱爐前方坯切頭飛剪。</p><p>　　關(guān)鍵詞：剪切機，擺動，主傳動</p><p>　　A Design of 1.5 Swing Scissors</p><p>　　1.5 swing scissors is installed before the 500

18、sharp steel of hot continuous rolling mills, which is used to cut the head and end of the steel and deal with the jamming of the steels.With the development of the national economy, the request of the sharp steels’s qual

19、ity is higher than before. In the thesis, the cutting of the head of the 1.5 swing scissors is researched, and makes some improvments of partial strcture.</p><p>　　First, the thesis has discussed the positio

20、n of the rolling mill of sharp steel in the national economy, and makes the general instruction for 300/500 unit plane arrangement. Next, introducing the structural characteristic of the swing cutting and the method and

21、content of the research .According to exising equipment condition, analysing the exist problem in equipment production, the strcture of the major parts are reasonable to choosed. Then,according to the primitive parameter

22、 of the unit, I p</p><p>　　Through the work of this thesis, 1.5 swing scissors should certain raise in service life and product quality theoretically, but need the unceasing improvement in practice.</p>

23、;<p>　　Key-word: scissors, swing, main drive</p><p>　　1.5兆牛擺動剪切機的設計</p><p><b>　　1緒論</b></p><p>　　1.1課題選擇的背景和目的</p><p>　　擺動剪切機是安裝在500型鋼熱連機前后，用于切頭切尾和卡鋼

24、事故的處理剪。隨著國民經(jīng)濟的發(fā)展，需要更多數(shù)量的,更多品種,更高質(zhì)量的型鋼。為滿足這一需求而型鋼的發(fā)展不外乎兩個，一是挖潛改造舊軋機，二是上新設備，采用新技術(shù)新工藝使型鋼設備現(xiàn)代化。對我過來講兩條腿走路更為重要。用新技術(shù)更新改造的舊軋機可以少花錢多半事見效快。500/700熱連軋機組是原鞍鋼第二初軋廠的設備現(xiàn)以安裝在第一煉剛廠小鋼連車間，采用第一煉鋼廠的連鑄坯，斷面300*300mm長20米。生產(chǎn)90*90平方毫米和60*60平方毫米的

25、坯料。型鋼熱連軋機組的生產(chǎn)率高，成品率好采用直列式布置采用普通熱軋法。700型鋼熱連軋采用箱-主箱孔型系統(tǒng)，而500型鋼熱連軋組采用菱-方孔型系統(tǒng)軋機生產(chǎn)正常。但是擺動剪切機隨著生產(chǎn)速度的提高,經(jīng)常出現(xiàn)滑道斷裂。本設計對擺動剪進行分析改進方案，解決生產(chǎn)中存在問題。通過單體機械設計，掌握單體設備在700/500連軋機組的位置為總體方案的選擇創(chuàng)造條件。通過分析局部觀看總體方案的全局達到提高綜合設計能力和獨立分析能力，通過單體機械擺動剪破壞原

26、因分析把理論知識和生產(chǎn)實際結(jié)合起來，這就是選擇這個題目的目的。</p><p>　　1.2熱軋型鋼軋機的國內(nèi)外發(fā)展趨勢</p><p>　　大，中型型鋼生產(chǎn)，大型軋機軋輥名義直徑在500-750毫米,中型軋機名義直徑在350-650毫米.軌梁軋機在750-900mm。實際，各類軋機，軋輥直徑很難細分。700/500型鋼熱連軋機最大軋輥直徑是850mm，最小軋輥直徑是500mm。大、中型鋼軋

27、機型鋼生產(chǎn)的特點是產(chǎn)品斷面比較復雜，除小量的方、園扁以外大多數(shù)是異型斷面產(chǎn)品，由于斷面復雜，軋后冷卻收縮不均造成軋件內(nèi)部殘余應力和成品形狀尺寸的變化。產(chǎn)品品種多，除少量專業(yè)化型鋼軋機外，大多數(shù)軋機都進行多品種生產(chǎn)，軋輥儲備量大，換輥較頻繁不便于連軋生產(chǎn)、軋制特別多，除少量用專業(yè)化軋機采用連續(xù)式外大部分小批量生產(chǎn)。世界各國型鋼的生產(chǎn)占鋼材比重各自不同，工業(yè)發(fā)達的國家型鋼占鋼材比重小，發(fā)展中國家型鋼占鋼材比重大，型鋼生產(chǎn)的總趨勢是比重越來越

28、小，但其產(chǎn)量和品種則逐年增加。隨著國民經(jīng)濟的需要和軋鋼技術(shù)提高。很多原有的型鋼品種不斷改進，新的型鋼品種不斷增加，以前，很多必須用鍛壓，沖壓或機械制造加工方法生產(chǎn)的產(chǎn)品，現(xiàn)在能以軋制方法取而代之，因此，軋制產(chǎn)品的種類和生產(chǎn)技術(shù)，也同樣在一定程度上反映一個國家冶金工業(yè)的發(fā)展水平。</p><p>　　型鋼軋機的發(fā)展趨勢是：</p><p>　　1.2.1軋機布置向半連續(xù)化或全連續(xù)化發(fā)展<

29、;/p><p>　　半連續(xù)式可分為機組粗軋為連續(xù)而精軋為橫切式，或者粗軋為橫列式而精軋為連續(xù)式。復二重式也屬于半連續(xù)式軋制需正反圍盤，軋制速度提高受到限制。連續(xù)式每機架只軋一道軋件，可在數(shù)架軋機內(nèi)同時軋制，軋制速度快溫降小，可采用微張力軋制，生產(chǎn)率與品種單一比較合適，但投資大。</p><p>　　1.2.2軋制工藝改革出現(xiàn)了切分軋制、熱軋冷拔</p><p>　　切分

30、軋制也叫熱軋一縱剖軋法，比較難軋的非對稱斷面產(chǎn)品先設計成對稱斷石，或?qū)⑿嗝娈a(chǎn)品設計成并聯(lián)型式大斷面產(chǎn)品，以提高軋機生產(chǎn)能力，然后在軋機上或冷卻后用圓盤剪進行縱剖?？傻玫蕉€不同尺寸的型材。熱軋冷拔，這種方法可生產(chǎn)高精度型材，其產(chǎn)品機械性能和表石質(zhì)量高于一般熱軋型鋼，可直接應用于各種機械零件，此法可提高工效，減少金屬消耗，進行小批量生產(chǎn)，其方法：先熱軋成型，并留有冷加工余量，然后經(jīng)酸洗，堿洗，水洗，涂潤滑劑冷拔成材。</p>

31、<p>　　1.2.3軋機結(jié)構(gòu)改造 提高軋制速度</p><p>　　1四輥萬能軋機生產(chǎn)H,T斷面型鋼</p><p>　　2中小型普遍采用預應力及短應力線軋機，結(jié)構(gòu)緊湊，減少調(diào)整，減少工藝過程，提高軋制精度</p><p>　　1.2.4加熱爐控制</p><p>　　加熱爐采用電視遙控及計算機自動調(diào)節(jié)爐溫及爐壓滿足節(jié)約燃料，

32、加熱均勻控制方便。</p><p>　　1.2.5冷卻工藝改造</p><p>　　冷卻工藝改造采取斯太爾摩法，施羅曼法等應用小型和線材在軋件檢測上增添測厚儀，激光測徑儀，光學測徑儀，元素測量法等，型鋼軋機逐漸向?qū)I(yè)化，長件化，多品種以及向半連軋和全連續(xù)化方向發(fā)展。</p><p>　　1.3剪切機的種類和用途</p><p>　　型鋼剪切機

33、主要有三種類型</p><p>　　1.3.1擺動式剪切機</p><p>　　裝在連軋機的前面，用于剪切頭尾和事故剪。</p><p>　　1.3.2滾動式飛剪</p><p>　　剪切小型鋼，作為切頭飛剪，其剪切厚度可達45mm，速度可達15m/s的軋件。</p><p>　　1.3.3曲柄偏心式飛剪</p&

34、gt;<p>　　這類飛剪裝設在連續(xù)型鋼軋機后面剪定R長度的鋼坯。</p><p>　　1.4擺動剪研究的內(nèi)容和方法</p><p>　　1.4.1擺動剪在型鋼連續(xù)機組布置和作用</p><p>　　1機組平面布置圖如圖1.1所示</p><p>　　圖1.1 300/500機組平面布置示意圖</p><p&

35、gt;<b>　　2擺動剪的作用</b></p><p>　　將700連軋機軋出的坯料，切頭，以便500連軋機咬入，防止卡鋼，切尾防止運行中劃傷輥道和軋制困難，當軋機出現(xiàn)事故時，將700連軋機軋出的軋坯剪斷以便用吊車運走防止軋件在軋機中停留，即事故處理剪。</p><p>　　1.4.2型鋼熱連軋機的生產(chǎn)工藝</p><p>　　原料從第一煉鋼

36、廠連鑄車間運來進F1軋機水平軋制經(jīng)過90度翻鋼機翻轉(zhuǎn)90度進入F2水平軋機在經(jīng)過水平連續(xù)軋制。從軋制過程中可以看出700連軋機采用的箱-主箱孔型系統(tǒng)，而F1采用水平軋機是因為若采用立輥選用上傳動方案，使得廠房費用變太高，投資費用更多。采用下傳動方案，維修不方便。采用水平軋機用90度翻鋼機也達到了箱-箱孔型要求。700連軋機出來后 通過擺動剪切頭由45度翻鋼機變成菱形，在進入水平軋機軋制后用飛剪機剪切成一定的定R長度。500連軋機采用菱-

37、方孔型系統(tǒng)。剪切后的軋件用收集輥道收集后打印用吊車運往冷床冷卻后入庫。</p><p>　　1.4.3擺動剪的結(jié)構(gòu)特點和研究的內(nèi)容與方法</p><p>　　1擺動剪采用雙曲柄機構(gòu)，通過軋件運動帶動它擺動到一定擺角后剪斷后復位，剪切過程中，在復位彈簧的彈力作用下使擺角復位。</p><p>　　2首先到現(xiàn)場對擺式剪進行調(diào)研，了解剪切機生產(chǎn)中存在問題，收集有關(guān)技術(shù)參數(shù)

38、，了解結(jié)構(gòu)特點。</p><p>　　3制定設計改進方案并進行方案的評述。</p><p><b>　　4進行設計計算。</b></p><p>　　5對傳動控制系統(tǒng)提出要求以保證擺式剪的啟動和自動控制方法。</p><p>　　6對傳動付提出潤滑方法和潤滑油品種。</p><p>　　7制定出安

39、裝規(guī)程和檢修要求。</p><p>　　8進行設備的經(jīng)濟分析與評價。</p><p>　　2擺動剪設計方案的選擇和評述</p><p>　　2.1擺動式飛剪機設計方案的選擇</p><p>　　2.1.1擺動式飛剪傳動簡圖</p><p><b>　　如圖2.1所示：</b></p>

40、<p>　　1驅(qū)動齒輪；2偏心曲軸；3連桿；4上刀臺；5拉桿；6滑槽；7下刀臺；8滑塊；9彈簧；10聯(lián)軸器；</p><p><b>　　11驅(qū)動電機.</b></p><p>　　圖2.1擺動式飛剪傳動簡圖</p><p>　　2.1.2擺動剪的剪切過程</p><p>　　在軋制過程中軋件到擺動剪前啟動剪

41、切機軋件運行剪切機內(nèi)進行剪切。因此軋件運行帶動剪切機構(gòu)擺動，此時滑快沿滑槽滑動，剪斷后達到允許擺角。剪切機構(gòu)逐漸達到最大開口度，同時在復位彈簧作用下擺動桿擺回剪切機復位，完成一次剪切。剪切機采用剪切工作制，剪切機構(gòu)采用雙曲柄機構(gòu)。</p><p>　　2.2擺動剪方案評述</p><p>　　由擺動式飛剪傳動簡圖可知，采用單電機驅(qū)動，采用飛輪力矩少的電機，以便起制動，采用聯(lián)軸節(jié)制動器以便電

42、機快速停止。傳動采用二級齒輪帶動曲柄轉(zhuǎn)動。采用曲柄連桿剪切機構(gòu)，結(jié)構(gòu)簡單。為保證擺桿復位采用復位彈簧，防止復位沖擊。曲柄采用滾動軸承。</p><p>　　為解決滑道破壞其辦法：第一是減小擺角，因軋件剪切時間一定即軋件移動距離一定，擺角減小只能增加擺桿長度。第二增加許用擺角采用加長復位彈簧的改變。</p><p><b>　　2.2.1減小擺角</b></p&g

43、t;<p><b>　　(1)方案1</b></p><p>　　利用原機架將地基上面安上地腳板，為使軋線不變加長曲柄連桿機構(gòu)和拉桿的長度，這個方案基本上保持原設計的模式總體無大的改變。</p><p>　　通過計算機架應抬高300mm。并選擇轉(zhuǎn)速較大的電機減小擺角，使擺角在許用值之內(nèi)。選擇低轉(zhuǎn)速慣量，高轉(zhuǎn)速電機降低啟動時間，在額定轉(zhuǎn)速時進行剪切，可減少

44、剪切時間，減少擺動剪的擺角。</p><p><b>　　(2)方案2</b></p><p>　　利用原機架，把曲柄在機架上的軸承座墊高，即制造一對與原軸承座相同的瓦座，放時機架內(nèi)其他部分同方案1。</p><p><b>　　(3)方案3</b></p><p>　　利用原機架，將電機啟動工作改

45、成連續(xù)工作制，大齒輪空套在曲柄上，采用離合裝置進行剪切。這樣剪切時間減少擺角也減少。不改變復位機構(gòu)達到剪切的目的。電機可完全在額定轉(zhuǎn)速下剪切，剪切時間自然減少軋輥走的長度變小，擺角自然較小。</p><p>　　2.2.2增加許用擺角</p><p>　　增加復位彈簧的長度，適當增加拉桿長度，再加一個螺釘套筒，從而使許用壓縮量增長了許用擺角達到改進的目的。</p><p

46、>　　由上面的評述在結(jié)合工廠的實際情況，可采用增加許用擺角方案，同選擇慣性低的電機其優(yōu)點：</p><p><b>　　1改造的環(huán)節(jié)少；</b></p><p><b>　　2制造費用低；</b></p><p><b>　　3裝拆容易；</b></p><p>　　4經(jīng)

47、過現(xiàn)場改造，使用效果良好；</p><p>　　決定采用該方案，機構(gòu)簡圖如圖2.2所示</p><p><b>　　圖2.2機構(gòu)簡圖</b></p><p><b>　　3剪切力的計算</b></p><p>　　3.1剪切速度和剪切力</p><p>　　3.1.1擺動剪設

48、計參數(shù)</p><p><b>　　軋件運行速度1.5</b></p><p>　　軋件尺寸136136</p><p><b>　　材質(zhì)</b></p><p><b>　　剪切溫度</b></p><p>　　3.1.2剪切機構(gòu)主要參數(shù)的確定<

49、/p><p>　　1剪切行程H=+j+ q +s，=h+（50-70）=181+29=210mm </p><p>　　700連軋出來的斷面取29 j=0，q=0，s=10</p><p>　　H=210+10=220mm</p><p><b>　　2剪切機構(gòu)</b></p><p>　　剪切機

50、構(gòu)采用雙曲柄機構(gòu) </p><p>　　保證運動剪切增加一個擺桿</p><p>　　曲柄尺寸＝60mm?。?0mm </p><p><b>　　為＝110mm</b></p><p><b>　　＝600mm</b></p><p>

51、;<b>　?。?50mm</b></p><p><b>　　＝108mm</b></p><p>　　其它尺寸圖3.1所示</p><p>　　圖3.1機構(gòu)尺寸簡圖</p><p><b>　　3剪切機構(gòu)活動度</b></p><p>　　由圖3.1

52、可知，機構(gòu)活動度</p><p><b>　?。祝?n－2－</b></p><p><b>　?。?6－28－0</b></p><p><b>　　＝2</b></p><p>　　曲柄的轉(zhuǎn)動和軋件運動推動機構(gòu)擺動，因此機構(gòu)有確定的運動。</p><p&

53、gt;　　3.1.3剪切速度的確定</p><p>　　1不擺動剪切時的剪切速度</p><p><b>　　u＝＝＝</b></p><p><b>　?。?lt;/b></p><p><b>　　＝</b></p><p>　　開始剪切時：，t＝，＝－4

54、90，＝</p><p>　　2軋件運動時的剪切速度</p><p><b>　　u＝＝＝]</b></p><p><b>　　＝</b></p><p><b>　　tg</b></p><p><b>　?。?lt;/b></

55、p><p>　　式中Ｖ——軋件運行速度mm／s</p><p>　　——剪切時間　＝t－</p><p><b>　?。剑?90</b></p><p>　　剪刃接觸軋件開始剪切，軋件高度＝180mm</p><p>　　開始剪切剪切行程＝220－181＝39mm</p><p&g

56、t;<b>　　切入深度Z＝－39</b></p><p>　　剪刃行程大于39毫米以后，開始剪切軋件，相對切入深度</p><p>　　計算結(jié)果列表3.1中</p><p>　　表3.1計算數(shù)據(jù)統(tǒng)計表</p><p>　　3計算曲柄轉(zhuǎn)速，剪切時間</p><p><b>　　n＝<

57、;/b></p><p>　　V＝209.9mm／s　　R＝＋＝110mm</p><p>　　n＝　　?。?8r／min</p><p><b>　　開始剪切時間 ＝</b></p><p><b>　　剪切完成時間 =</b></p><p>　　剪切時間 =

58、=1.7-0.5=1.2s</p><p>　　3.1.4剪切力的計算</p><p>　　1.最大剪切力的計算</p><p>　　—— 剪切原始面積 =136136</p><p>　　——剪切深度最大單位剪切抗力，由文獻[6，259]查表45，=48Mpa</p><p>　　——剪切溫度強變限，由文獻[6，26

59、5]查表8.3，t=950，=80Mpa</p><p>　　K——剪刃磨鈍系數(shù)由文獻[6，262],中型剪K=1.2</p><p>　　=1.248136136</p><p>　　2.不同剪切位置的剪切力</p><p><b>　　=</b></p><p>　　——剪切位置單位剪切抗力&

60、lt;/p><p>　　——寬變變化系數(shù) 確定 取=1</p><p>　　= =28Mpa</p><p>　　=128136136=518KN</p><p><b>　　其他計算見表3.2</b></p><p><b>　　表3.2數(shù)據(jù)統(tǒng)計表</b></p

61、><p>　　3.2剪切力矩的計算</p><p><b>　　偏心軸上靜力矩 </b></p><p><b>　　式中——剪切力矩</b></p><p><b>　　——上剪刃剪切力矩</b></p><p><b>　　=</b>

62、;</p><p><b>　　——下剪刃剪切力矩</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　——摩擦力矩</b></p><p><b>　　=</b></p><p>　　——摩擦系數(shù) 啟動工作

63、制</p><p><b>　　計算結(jié)果列表3.3</b></p><p><b>　　表3.3數(shù)據(jù)統(tǒng)計表</b></p><p>　　4電機型號及容量的選擇</p><p>　　根據(jù)實際需要選擇電機 ZD131-1B</p><p>　　N=100千瓦，n=500-1000

64、，K=2.5-2.75</p><p><b>　　電機的功率</b></p><p>　　——曲柄最大靜力矩 KNm</p><p>　　——曲柄轉(zhuǎn)速 =18</p><p><b>　　K——電機過載系數(shù)</b></p><p>　　查電機手冊 >N , =58

65、4</p><p><b>　　速比 =32</b></p><p>　　5主要零件的強度計算</p><p>　　5.1齒輪的強度計算</p><p>　　設備為一般工作機器，速度不高，故選用8級精度等級,直齒圓柱齒輪傳動。</p><p>　　材料選擇。由文獻[7，189]表10-1選擇小齒輪

66、為40 （調(diào)質(zhì)），硬度為260HBS，大齒輪材料為（調(diào)質(zhì)）硬度為200HBS，二者材料硬度差為60HBS </p><p>　　選小齒輪齒數(shù)=18，大齒輪齒數(shù)=u =518=90</p><p>　　5.1.1按齒面接觸強度設計</p><p>　　由文獻[7，200]設計計算公式（10-9a）進行試算，即</p><p><b>

67、　?。?.1）</b></p><p>　　確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>　　1.試選載荷系數(shù)=2.7；</p><p>　　2.計算小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩</p><p>　　=95.5/=95.5100/90=1.06；</p><p>　　3.由文獻[7，201]表10-7選取齒寬系數(shù) =1；&l

68、t;/p><p>　　4.由文獻[7，198]表10-6查得材料的彈性影響系數(shù) =189.8Mpa；</p><p>　　5.由文獻[7，207]圖10-21d按齒面硬度查得小齒輪的接觸疲勞強度極限</p><p>　　=600Mpa；大齒輪的接觸疲勞強度極限 =540Mpa；</p><p>　　6.計算應力循環(huán)次數(shù)</p>&l

69、t;p>　　=60j=609012830015=3.89</p><p>　　=/5=7.78； </p><p>　　7.由文獻[7，203]圖10-19查得接觸疲勞壽命系數(shù) =0.95；=0.91；</p><p>　　8.計算接觸疲勞許用應力 取失效概率為1%，安全系數(shù)S=1，由文獻[7，202]</p><p><b&g

70、t;　　式（10-12）得</b></p><p>　　= =0.95600Mpa=570MPa </p><p>　　= =0.91540Mpa=506Mpa</p><p><b>　　5.1.2計算</b></p><p>　　1.試算小齒輪分度圓直徑,帶入中較小的值</p>&

71、lt;p><b>　　=400mm</b></p><p><b>　　2.計算圓周速度V</b></p><p>　　V==m/s=0.4m/s</p><p><b>　　3.計算齒厚b</b></p><p><b>　　b==400mm</b>

72、;</p><p>　　4.計算齒厚與齒高之比b/h</p><p><b>　　模數(shù)</b></p><p><b>　　==17</b></p><p><b>　　齒高</b></p><p>　　h=2.25=37.5mm b/h=10

73、.67</p><p><b>　　5.計算載荷系數(shù)</b></p><p>　　根據(jù)V=0.4m/s，8級精度，由文獻[7，192]圖10-8查得動載系數(shù)=1.10；</p><p>　　直齒輪，假設/b〈100N/mm。由文獻[7，193]表10-3查得=1.2；</p><p>　　由文獻[7，190]表10-2查

74、得使用系數(shù)=1；</p><p>　　由文獻[7，194]表10-4查得8級精度，小齒輪相對支承非對稱布置時。</p><p><b>　　=1.53</b></p><p>　　由b/h=10.67，=1.53由文獻[7，195]查圖10-13得=1.35；故載荷系數(shù)</p><p>　　6.按實際的載荷系數(shù)校正所算的

75、分度圓直徑，得</p><p>　　=650mm=395.87mm</p><p><b>　　7.計算模數(shù)m</b></p><p><b>　　m===19.98</b></p><p>　　5.1.3按齒根彎曲強度設計</p><p>　　由文獻[7，198]式（10-

76、5）得彎曲強度的計算公式為</p><p><b>　?。?.2）</b></p><p>　　1.確定公式內(nèi)的各計算數(shù)值</p><p>　　（ 1 ）由文獻[7，204]圖10-20c查得</p><p>　　小齒輪的彎曲疲勞強度極限=500Mpa；</p><p>　　大齒輪的彎曲疲勞強度極

77、限=380Mpa；</p><p>　?。?2 ）由文獻[7，202]圖10-18查得彎曲疲勞系數(shù)=0.90，=0.97；</p><p>　?。?3 ）計算彎曲疲勞許用應力</p><p>　　取彎曲疲勞安全系數(shù)S=1.4，得</p><p><b>　　=</b></p><p><b&

78、gt;　　=</b></p><p>　　（ 4 ）計算載荷系數(shù)K</p><p><b>　　=1.68</b></p><p>　?。?5 ）查取齒形系數(shù)</p><p>　　由文獻[7，197]表10-5查得=2.91；=2.20。</p><p>　?。?6 ）查取應力校正系數(shù)

79、</p><p>　　由文獻[7，197]表10-5可查得=1.53；=1.78。</p><p>　?。?7 ）計算大、小齒輪的并加以比較</p><p><b>　　大齒輪的數(shù)值大。</b></p><p><b>　　2.設計計算</b></p><p>　　對比計算結(jié)

80、果，由齒面接觸疲勞強度計算模數(shù)m大于由齒根彎曲疲勞強度計算的模數(shù)，由于齒輪模數(shù)m的大小取決于彎曲強度所決定的承載能力，而齒面接觸疲勞強度所決定的承載能力，僅與齒輪直徑（即模數(shù)與齒數(shù)的乘積）有關(guān)，可取彎曲強度算得的模數(shù)16.46并就近圓整為標準值為20mm，按接觸強度算得的分度圓直徑，算出小齒輪齒數(shù)</p><p>　　小齒輪齒數(shù)===20</p><p><b>　　大齒輪齒數(shù)&

81、lt;/b></p><p>　　這樣設計出的齒輪傳動，既能滿足齒面接觸疲勞強度，又能滿足了齒根彎曲疲勞強度，并做到結(jié)構(gòu)緊湊，避免浪費。</p><p>　　5.1.4幾何尺寸計算</p><p><b>　　1計算分度圓直徑 </b></p><p><b>　　2計算中心距 </b>&l

82、t;/p><p>　　3計算齒輪寬度 取 。</p><p>　　5.2曲軸的強度計算</p><p>　　5.2.1曲軸的尺寸和材料性能</p><p><b>　　曲軸尺寸見圖5.1</b></p><p><b>　　圖5.1曲軸尺寸圖</b></p><

83、;p><b>　　選擇材料熱處理調(diào)質(zhì)</b></p><p>　　5.2.2曲軸的強度校核</p><p><b>　　由見圖計算公式：</b></p><p>　　第三位置，危險截面Ⅰ―Ⅰ，Ⅱ―Ⅱ，Ⅲ―Ⅲ，</p><p>　　P=887.81KN，=44000，=53000</p&g

84、t;<p>　　其內(nèi)力圖由圖5.2所示</p><p><b>　　圖5.2內(nèi)力圖</b></p><p><b>　?、瘿DⅠ截面</b></p><p>　　=345P==153147</p><p>　　=44000-=17500</p><p><b

85、>　　W=</b></p><p><b>　　=</b></p><p><b>　　Ⅱ―Ⅱ截面</b></p><p>　　=210P=210887.81=93220</p><p><b>　　=17500</b></p><p>

86、;<b>　　= 安全</b></p><p><b>　　Ⅲ―Ⅲ截面</b></p><p><b>　　安全</b></p><p>　　最大剪切力1500KN</p><p><b>　　=</b></p><p><b

87、>　　=偏安全</b></p><p><b>　　5.3切向鍵的計算</b></p><p>　　切向鍵受力如圖5.3所示</p><p>　　圖5.3切向鍵受力圖</p><p>　　切向鍵工作面上的抗擠壓的強度條件計算，不計入表面的摩擦力，兩個鍵按一個計算，，傳遞的扭矩為：</p>

88、<p><b>　　因為=0.1，則</b></p><p>　　=27.6 （Mpa）</p><p>　　式中—鍵的寬度（mm）</p><p>　　—切向鍵的長度 （mm）</p><p>　　—在鍵的工作面上的倒棱的寬度（mm）</p><p>　　—擠壓許用應力（Mpa）<

89、;/p><p>　　=0.2，=4mm，=0.1，=180，=45mm，=14.6Mpa</p><p><b>　　> 滿足強度條件</b></p><p>　　5.4滑塊損壞的改進設計</p><p>　　從計算結(jié)果可知，剪切136136的軋件，剪切力沒有達到擺式剪最大剪切力1.5MN，構(gòu)件強度按原設計是滿足要求的

90、。但拉桿擺角增加，彈簧實際位移大于允許位移，彈簧壓死。從剪切機構(gòu)的結(jié)構(gòu)尺寸可以算出，剪切機構(gòu)的擺角時，滑道外沿受力。由于連接處相當于焊死，機構(gòu)又強迫擺動，勢必使滑塊與滑道之間產(chǎn)生很大的相互力偶作用，致使連桿變形，滑道損壞。</p><p><b>　　解決滑道損壞的方法</b></p><p>　　1.增加一節(jié)彈簧，使它的允許位移增加到386mm，滿足 條件，防止復位

91、彈簧壓死。</p><p>　　2.增加擺體長度，使拉桿擺角減小，雖然彈簧變形略有增加，仍滿足 條件。</p><p><b>　　6 潤滑方法的選擇</b></p><p>　　6.1潤滑和摩擦的概念</p><p>　　在現(xiàn)代冶金工廠中，為減少機器運轉(zhuǎn)部分的摩擦，延長機件使用壽命及減少能量消耗，故對于潤滑問題，越來越

92、顯得重要。而軋鋼車間又是整個冶金工廠中機械設備最集中的地方，并要求機件能長時間工作，以保證連續(xù)生產(chǎn)，因而對軋鋼機械設備的潤滑界顯得更為重要。根據(jù)以往統(tǒng)計，軋鋼車間有很大一部分動力是消耗在無用的摩擦上，大部分機件的損壞與定期更換也是摩擦作用的結(jié)果，因此設法降低摩擦將是提高生產(chǎn)率的一個途徑。</p><p>　　摩擦通常分為三種：干摩擦，液體摩擦，半液體摩擦。</p><p>　　干摩擦就是運

93、動部分直接接觸，其間沒有第三者參與運動，因此，二接觸面的凹凸點（顯微組織）在運動中互起阻礙作用，產(chǎn)生摩擦，這種情況叫干摩擦。相反，如果在運動件之間有第三者參見運動，使二相對運動部件的表面不直接接觸，由第三者給隔離起來，后者的摩擦要比前者小得多。半液體摩擦則是介于二者之間的一種摩擦。</p><p>　　干摩擦的大小取決于二相對物體的材料性質(zhì)、運動速度、工作溫度、表面狀況等因素。一般情況下，這類摩擦系數(shù)在0.18～

94、0.45之間，而液體摩擦系數(shù)卻遠較干摩擦為小，通常在0.001～0.005之間。</p><p>　　潤滑的基本原理，就是隔開二接觸面凹凸不平的表面接觸，變?yōu)榈谌撸ㄓ湍ぃ┑膬?nèi)摩擦運動。液體的內(nèi)摩擦要比相對運動的固體為摩擦小得多。油膜保持得越好，則摩擦系數(shù)就越小。封閉式液體摩擦軸承就是根據(jù)此原則把潤滑油加壓后送進去的，目的是為更好的將軸托起增加油墨厚度以減少摩擦。</p><p>　　軋鋼

95、車間的機械設備是在高溫和惡劣條件下工作的。一般機件都在承受〉100C的溫度，有的摩擦機件在250～400kg/cm或更高壓力下運轉(zhuǎn)，有時還有沖擊負荷，潤膜極易被破壞轉(zhuǎn)數(shù)不高也使油膜難以形成。此外，如水分多、灰塵多、有腐蝕性氣體都是潤滑的不利條件。</p><p>　　為此要求潤滑油應具備下列幾點：</p><p>　　1所用的潤滑油能適應高溫、高壓負荷各種轉(zhuǎn)數(shù)的要求，能夠保證處于液<

96、/p><p>　　體摩擦狀態(tài)，即要求具有潤滑作用。</p><p>　　2 潤滑油在機械運轉(zhuǎn)過程中應具有冷卻作用，能保持摩擦表面具有一定的工作溫度。要求潤滑油具有清潔作用，能夠在規(guī)定時間內(nèi)經(jīng)受外界溫度、壓力、濕氣與氧化等作用，不應有腐蝕作用。</p><p>　　3要求潤滑油具有清潔作用，能吸收帶走運轉(zhuǎn)過程中產(chǎn)生的一些有害物質(zhì)，如金屬屑、灰塵等雜物。</p>

97、<p>　　4要求潤滑油具有清潔作用，能夠在規(guī)定時間內(nèi)經(jīng)受外界溫度、壓力、濕氣與氧化等作用，不應有腐蝕作用。 </p><p>　　

98、機組和機件中摩擦不見得潤滑要依靠專門的潤滑系統(tǒng)來實現(xiàn)。根據(jù)把潤滑材料送至摩擦表面方法的不同，潤滑系統(tǒng)分為流出式和循環(huán)式兩種。按照用油點間的關(guān)系來分，又有集中潤滑與單獨潤滑兩種。</p><p>　　6.2剪切機設備潤滑方法</p><p>　　減速機采用稀油油池潤滑，高處軸承采用干油潤滑，曲軸各軸承采用干油潤滑，滑槽采用干油潤滑，機構(gòu)連桿轉(zhuǎn)動處采用干油潤滑。</p><

99、p>　　7試車方法和對控制系統(tǒng)的要求</p><p><b>　　7.1試車要求</b></p><p>　　1.組裝完畢，須進行人工盤車，確無不良現(xiàn)象時方可試車</p><p>　　2.空載試車至少兩個小時，正反轉(zhuǎn)各一小時以上</p><p><b>　　3.試車應保證</b></p&

100、gt;<p>　　1>潤滑系統(tǒng)，冷卻系統(tǒng)正常</p><p>　　2>傳動平穩(wěn)，無周期性噪音</p><p>　　3>壓下系統(tǒng)輕便靈活</p><p>　　4>各緊固零件聯(lián)結(jié)可靠</p><p>　　5>各軸承溫度不超過</p><p>　　4.滿足以上要求，方可試車<

101、/p><p><b>　　7.2維護規(guī)程</b></p><p>　　1.一切正常方可開車</p><p>　　2.停車后要檢查系統(tǒng)有無缺陷和各運動部件溫度。</p><p>　　3.清理擺動剪周圍的臟物，經(jīng)常保持清潔</p><p>　　4.設備運轉(zhuǎn)后按巡回檢查制，按時定期檢查設備的潤滑聲音、溫度和

102、振動以及運轉(zhuǎn)狀況，發(fā)現(xiàn)問題及時解決。</p><p>　　8設備的可靠性及經(jīng)濟分析</p><p><b>　　機械設備的有效度</b></p><p>　　對于可修復的設備，由于發(fā)生故障之后，可以修理恢復到正常的狀態(tài)。因此，從開始工作到發(fā)生故障經(jīng)歷的時間（即可靠度）。可靠度時間越長越好。另外，從發(fā)生故障到經(jīng)過維修后恢復到正常的工作狀態(tài)階段的時

103、間（即維修度）。把可靠度和維修度兩者結(jié)合起來舊叫有效度（也叫有效利用率）。</p><p>　　MTBF-平均故障間隔期（h）</p><p>　　MTTR-平均維修時間（h）</p><p>　　表7.1資金相關(guān)資料表 （單位：千萬）</p><p><b>　　投資回收期：</b>

104、;</p><p><b>　　年</b></p><p>　　—行業(yè)投資回收期，重型機械年</p><p><b>　　因為 </b></p><p><b>　　所以可以投資。</b></p><p><b>　　結(jié)論</b&

105、gt;</p><p>　　本文對1.5兆牛擺動剪切機進行了理論設計。進行了擺動剪切機的運動分析和機構(gòu)的理論分析。分別進行了機構(gòu)的尺寸設計，齒輪、曲軸的設計以及齒輪、曲軸的校核。最后進行了機構(gòu)的改進。在整個畢業(yè)設計過程中幾乎涉及大學期間所學的全部課程，是大學期間所學課程的一次總結(jié)和檢驗。</p><p>　　經(jīng)過反復的計算和校核，我所設計的1.5兆牛擺動剪切機在理論上基本符合要求。在材料的

106、選擇上不僅考慮到滿足設備自身的性能要求同時還考慮到了其經(jīng)濟性，減少了生產(chǎn)成本。由于本人水平有限，如有錯誤敬請原諒。</p><p><b>　　參考文獻</b></p><p>　　[1]何德譽.曲柄壓力機[M].北京：機械工業(yè)出版社，1982.6</p><p>　　[2]n.N波盧欣等.金屬與合金的塑性變形抗力[M]北京：機械工業(yè)出版社，1

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