飛剪機(jī)剪切機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】

飛剪機(jī)剪切機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)【含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū)】,含CAD圖紙和說(shuō)明書(shū),飛剪機(jī),剪切,機(jī)構(gòu),設(shè)計(jì),cad,圖紙,以及,說(shuō)明書(shū),仿單 50棒材飛剪機(jī)剪切機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1 飛剪機(jī)概述飛剪機(jī)概述n n飛剪機(jī)的剪切工藝主要包括：對(duì)連軋生產(chǎn)線上的飛剪機(jī)的剪切工藝主要包括：對(duì)連軋生產(chǎn)線上的軋件實(shí)施切頭、切尾，切定（倍）尺，以及事故軋件實(shí)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(jī)的分類(lèi)方法有很多種，主要有：按照軋制飛剪機(jī)的分類(lèi)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(jī)、板線上生產(chǎn)鋼材的品種不同分為，鋼坯飛剪機(jī)、板帶飛剪機(jī)、型鋼飛剪機(jī)和高速線材飛剪機(jī)等；按帶飛剪機(jī)、型鋼飛剪機(jī)和高速線材飛剪機(jī)等；按其機(jī)體結(jié)構(gòu)和剪切形式不同分為，曲柄連桿式飛其機(jī)體結(jié)構(gòu)和剪切形式不同分為，曲柄連桿式飛剪機(jī)、擺式飛剪機(jī)、滾筒式飛剪機(jī)、圓盤(pán)式飛剪剪機(jī)、擺式飛剪機(jī)、滾筒式飛剪機(jī)、圓盤(pán)式飛剪機(jī)；按工作方式又可分為連續(xù)式飛剪機(jī)、起停式機(jī)；按工作方式又可分為連續(xù)式飛剪機(jī)、起停式飛剪機(jī)和連續(xù)飛剪機(jī)和連續(xù)起停復(fù)合式飛剪機(jī)。起停復(fù)合式飛剪機(jī)。剪切機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)要求剪切機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)要求 n n飛剪機(jī)的剪切速度應(yīng)與軋件同步，最理想的狀態(tài)是在剪切時(shí)，飛剪機(jī)的剪刃在軋件運(yùn)動(dòng)方向上的速度應(yīng)等于或略大于軋件運(yùn)動(dòng)速度（俗稱(chēng)拋鋼）。但此時(shí)必須要考慮飛剪機(jī)剪切時(shí)的動(dòng)態(tài)速降。n n為保證軋件剪切斷面（平直）質(zhì)量，要求飛剪機(jī)的一對(duì)剪切刀片在剪切過(guò)程中作平移（平行移動(dòng)）運(yùn)動(dòng)，剪刃間的刀片側(cè)隙應(yīng)盡可能保持不變，同時(shí)，兩刀片始終與軋制中心線相垂直。n n剪刃的運(yùn)動(dòng)軌跡應(yīng)是一條封閉曲線，在剪切段應(yīng)盡量平直，在剪切過(guò)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(fù)到固定的初始位置，不影響軋件自由通過(guò)。n n應(yīng)能根據(jù)不同的軋件厚度，甚至軋件形狀，合理方便地調(diào)整剪刃側(cè)隙及重合量，以保證剪切工藝的正常實(shí)施。n n盡量減少參與剪切運(yùn)動(dòng)的機(jī)構(gòu)零部件的數(shù)量和重量，以降低剪切機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)的慣量值（即飛輪矩），減少速度變化量，提高飛剪機(jī)剪切機(jī)構(gòu)的靈敏性穩(wěn)定性和定位精度，從而提高飛剪機(jī)的剪切定尺精度。n n合理配置適合于飛剪機(jī)的同步機(jī)構(gòu)及前后設(shè)備，如夾送測(cè)速輥，或末架軋機(jī)，撥鋼管（槽）等。此項(xiàng)因飛剪機(jī)結(jié)構(gòu)選型及工作方式不同而不同，以保證飛剪機(jī)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(zhì)量。剪切機(jī)構(gòu)功能剪切機(jī)構(gòu)功能 n n為滿足生產(chǎn)工藝要求，飛剪機(jī)具有下列三種運(yùn)動(dòng)方式；為滿足生產(chǎn)工藝要求，飛剪機(jī)具有下列三種運(yùn)動(dòng)方式；n n(1)(1)啟停剪切啟停剪切n n 該飛剪機(jī)前置一光電信號(hào)接收器，當(dāng)軋件經(jīng)過(guò)光電接收器該飛剪機(jī)前置一光電信號(hào)接收器，當(dāng)軋件經(jīng)過(guò)光電接收器時(shí)即發(fā)出剪切信號(hào)，飛剪機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)剪切。時(shí)即發(fā)出剪切信號(hào)，飛剪機(jī)自動(dòng)啟動(dòng)剪切。n n(2)(2)連續(xù)剪切連續(xù)剪切n n 當(dāng)出現(xiàn)堵鋼事故時(shí)，該飛剪機(jī)可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)一圈可當(dāng)出現(xiàn)堵鋼事故時(shí)，該飛剪機(jī)可以連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，每轉(zhuǎn)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(dòng)爬行沖動(dòng)爬行n n 為了保證剪切的精度，在調(diào)整和對(duì)準(zhǔn)剪刃時(shí)，控制系統(tǒng)可為了保證剪切的精度，在調(diào)整和對(duì)準(zhǔn)剪刃時(shí)，控制系統(tǒng)可以使剪刃部分微動(dòng)并以很慢的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到所要求的角以使剪刃部分微動(dòng)并以很慢的速度轉(zhuǎn)動(dòng)，達(dá)到所要求的角度或位置。度或位置。剪切機(jī)構(gòu)正常工作要求剪切機(jī)構(gòu)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(jī)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(jī)正常工作必須滿足一下條件；一下條件；n n(1)(1)飛剪機(jī)的作業(yè)率必須和軋機(jī)的作業(yè)率相協(xié)調(diào)，保證軋飛剪機(jī)的作業(yè)率必須和軋機(jī)的作業(yè)率相協(xié)調(diào)，保證軋機(jī)作業(yè)率的充分發(fā)揮。機(jī)作業(yè)率的充分發(fā)揮。n n(2)(2)剪切時(shí)，刀刃在軋件運(yùn)動(dòng)方向上的分速度應(yīng)與軋件運(yùn)剪切時(shí)，刀刃在軋件運(yùn)動(dòng)方向上的分速度應(yīng)與軋件運(yùn)動(dòng)速度保持一定關(guān)系，使軋件與剪切過(guò)程中有一定的張力，動(dòng)速度保持一定關(guān)系，使軋件與剪切過(guò)程中有一定的張力，以保證剪切后軋件頭部和尾部的質(zhì)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(zhì)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(zhì)、溫度、速度以）能夠完成剪切工藝要求軋件的材質(zhì)、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(jī)的咬保證所剪切的斷面符合要求，以方便與后面軋機(jī)的咬入符合成品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。入符合成品的質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)。n n（5 5）按軋制工藝的要求，剪切軋件的頭尾尺寸應(yīng)保證在）按軋制工藝的要求，剪切軋件的頭尾尺寸應(yīng)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(jī)剪切機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)飛剪機(jī)剪切機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)n n根據(jù)上下刃的運(yùn)動(dòng)軌跡必須是閉合曲線，并且返回時(shí)不阻礙軋件繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的根據(jù)上下刃的運(yùn)動(dòng)軌跡必須是閉合曲線，并且返回時(shí)不阻礙軋件繼續(xù)運(yùn)動(dòng)的要求，采用四連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄搖桿結(jié)構(gòu)最為合適，如下圖要求，采用四連桿機(jī)構(gòu)中的曲柄搖桿結(jié)構(gòu)最為合適，如下圖2.3.12.3.1所示，曲柄長(zhǎng)所示，曲柄長(zhǎng)度是一個(gè)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(gè)方面度是一個(gè)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(gè)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(yīng)基本垂直切入的軋件，且切入速度應(yīng)逐漸減少。）曲柄在剪切區(qū)內(nèi)其剪刃應(yīng)基本垂直切入的軋件，且切入速度應(yīng)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(yīng)與軋件速度的變化應(yīng)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(kāi)口度和角加速度。若開(kāi)口度太小有可能出現(xiàn)在不）保證上下刃有足夠的開(kāi)口度和角加速度。若開(kāi)口度太小有可能出現(xiàn)在不剪切時(shí)軋件沖擊剪刃，角加速度太小，可能會(huì)出現(xiàn)軋件在進(jìn)入剪切點(diǎn)時(shí)尚未剪切時(shí)軋件沖擊剪刃，角加速度太小，可能會(huì)出現(xiàn)軋件在進(jìn)入剪切點(diǎn)時(shí)尚未達(dá)到勻速。曲柄的長(zhǎng)短十分重要，其大小會(huì)影響到電機(jī)功率、轉(zhuǎn)速及剪刃的達(dá)到勻速。曲柄的長(zhǎng)短十分重要，其大小會(huì)影響到電機(jī)功率、轉(zhuǎn)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(huì)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(huì)很大，這樣就增大剪切力矩，一般以矩，一般以4343為宜；增長(zhǎng)曲柄的長(zhǎng)度為宜；增長(zhǎng)曲柄的長(zhǎng)度R R又會(huì)加大上下曲柄回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的距離，又會(huì)加大上下曲柄回轉(zhuǎn)中心點(diǎn)的距離，從而使飛剪機(jī)本體的體積呈立方的關(guān)系增大。所以，曲柄的長(zhǎng)短應(yīng)合理的設(shè)從而使飛剪機(jī)本體的體積呈立方的關(guān)系增大。所以，曲柄的長(zhǎng)短應(yīng)合理的設(shè)計(jì)。計(jì)。n n（4 4）在結(jié)構(gòu)允許且能保證適當(dāng)重疊量的情況下盡量減短剪刃的長(zhǎng)度）在結(jié)構(gòu)允許且能保證適當(dāng)重疊量的情況下盡量減短剪刃的長(zhǎng)度b b，這樣，這樣可在不加大設(shè)備體積的情況下，加大曲柄的長(zhǎng)度；可在不加大設(shè)備體積的情況下，加大曲柄的長(zhǎng)度；n n確定確定R R、b b的長(zhǎng)度后，應(yīng)按以下幾點(diǎn)要求考慮四連桿機(jī)構(gòu)中其余桿件的長(zhǎng)度。的長(zhǎng)度后，應(yīng)按以下幾點(diǎn)要求考慮四連桿機(jī)構(gòu)中其余桿件的長(zhǎng)度。第一點(diǎn)，所設(shè)計(jì)的各桿長(zhǎng)度應(yīng)符合曲柄搖桿四桿機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)條件。第二點(diǎn)，第一點(diǎn)，所設(shè)計(jì)的各桿長(zhǎng)度應(yīng)符合曲柄搖桿四桿機(jī)構(gòu)的桿長(zhǎng)條件。第二點(diǎn)，確保從剪切開(kāi)始到剪切結(jié)束的過(guò)程中剪刃的間隙應(yīng)該逐漸減小并有一定的重確保從剪切開(kāi)始到剪切結(jié)束的過(guò)程中剪刃的間隙應(yīng)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(diǎn)，在。第三點(diǎn)，在剪切過(guò)程中，剪刃始終垂直軋件表面。剪切過(guò)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(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)簡(jiǎn)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(zhǎng)度，mm；n n B-剪刃的長(zhǎng)度，mm；n n R-曲柄回轉(zhuǎn)半徑，mm；n n -咬入角，（）。飛剪機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)飛剪機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì) n n 1電機(jī) 2聯(lián)軸器 3制動(dòng)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(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)n n 電機(jī)輸入功率、轉(zhuǎn)速、經(jīng)聯(lián)軸器傳遞到齒輪（一），在經(jīng)過(guò)Z1、Z2、Z3、Z4、Z5三級(jí)齒輪傳動(dòng)到8、9、10構(gòu)成的曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，刀架11固定在連桿9上，當(dāng)上下剪刃相遇時(shí)就完成一次剪切。飛輪7通過(guò)鉸制孔螺栓以及銷(xiāo)子和齒輪（二）固定在一起。正常剪切時(shí)內(nèi)齒套4和齒輪（二）結(jié)合，飛輪不起作用。當(dāng)剪切大斷面軋件需要飛輪加入時(shí)，用撥叉撥動(dòng)內(nèi)齒套4和齒輪（一）、齒輪（二）同時(shí)結(jié)合，這樣就可以帶動(dòng)飛輪來(lái)完成剪切任務(wù)。其中序號(hào)4到序號(hào)12等零部件構(gòu)成了飛剪機(jī)本體部件。剪切機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析剪切機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)學(xué)分析n n曲柄回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算曲柄回轉(zhuǎn)半徑計(jì)算 n n切頭時(shí)剪刃轉(zhuǎn)速計(jì)算切頭時(shí)剪刃轉(zhuǎn)速計(jì)算n n切尾時(shí)剪刃轉(zhuǎn)速計(jì)算切尾時(shí)剪刃轉(zhuǎn)速計(jì)算 n n剪切初始角計(jì)算剪切初始角計(jì)算n n飛剪機(jī)主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算飛剪機(jī)主軸轉(zhuǎn)速計(jì)算剪切機(jī)構(gòu)受力分析剪切機(jī)構(gòu)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(guò)程中軋件剛被咬入時(shí)作靜力分析，此過(guò)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(guò)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(duì)于連桿2在節(jié)點(diǎn)C處受到曲柄的驅(qū)動(dòng)力，水平方向?yàn)門(mén)1，垂直方向?yàn)镻1，在節(jié)點(diǎn)B處受到搖桿1的作用力F，F(xiàn)在水平方向上的分力為T(mén)2，在垂直方向上的作用力P2.當(dāng)四連桿機(jī)構(gòu)ABCD各桿的長(zhǎng)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(shí)搖桿1與連桿2之間的夾角，利用三角函數(shù)關(guān)系就可以計(jì)算出。剪切機(jī)構(gòu)力的計(jì)算剪切機(jī)構(gòu)力的計(jì)算 n n垂直剪切力計(jì)算垂直剪切力計(jì)算n n水平作用力的計(jì)算水平作用力的計(jì)算n n水平動(dòng)載荷計(jì)算水平動(dòng)載荷計(jì)算 n n水平方向總作用力計(jì)算水平方向總作用力計(jì)算 主軸剪切力矩和電機(jī)功率計(jì)算主軸剪切力矩和電機(jī)功率計(jì)算 n n飛剪主軸上剪切力矩計(jì)算飛剪主軸上剪切力矩計(jì)算 n n 電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算 剪刃垂直重疊量調(diào)整剪刃垂直重疊量調(diào)整 n n如下圖所示，安裝或更換剪刃時(shí)，首先要確認(rèn)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(cè)面轉(zhuǎn)到垂直位置，測(cè)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(shè)計(jì)時(shí)內(nèi)孔有5mm的偏心量，所以可以實(shí)現(xiàn)此過(guò)程。安裝時(shí)先將墊片3放進(jìn)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(dá)不到要求，重新調(diào)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(diào)整剪刃的安裝調(diào)整n n本設(shè)計(jì)是在所學(xué)理論知識(shí)為指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，對(duì)啟停式飛本設(shè)計(jì)是在所學(xué)理論知識(shí)為指導(dǎo)的基礎(chǔ)上，對(duì)啟停式飛剪機(jī)的剪切機(jī)構(gòu)進(jìn)行的分析設(shè)計(jì)計(jì)算。本次設(shè)計(jì)所學(xué)到剪機(jī)的剪切機(jī)構(gòu)進(jìn)行的分析設(shè)計(jì)計(jì)算。本次設(shè)計(jì)所學(xué)到的知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)歸納如下；的知識(shí)及經(jīng)驗(yàn)歸納如下；n n（1 1）飛剪機(jī)的剪切機(jī)構(gòu)采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，保證了）飛剪機(jī)的剪切機(jī)構(gòu)采用曲柄搖桿機(jī)構(gòu)，保證了剪刃的運(yùn)動(dòng)軌跡形成的是閉合曲線，并且返回時(shí)不阻礙剪刃的運(yùn)動(dòng)軌跡形成的是閉合曲線，并且返回時(shí)不阻礙軋件繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。軋件繼續(xù)運(yùn)動(dòng)。n n （2 2）通過(guò)本次設(shè)計(jì)得出，切頭時(shí)飛剪機(jī)的剪刃水平分）通過(guò)本次設(shè)計(jì)得出，切頭時(shí)飛剪機(jī)的剪刃水平分速度應(yīng)為軋件速度的速度應(yīng)為軋件速度的1.061.06倍，切尾時(shí)剪刃的水平分速度倍，切尾時(shí)剪刃的水平分速度應(yīng)為軋件速度的應(yīng)為軋件速度的0.980.98倍。飛剪機(jī)主軸轉(zhuǎn)速是設(shè)計(jì)計(jì)算的倍。飛剪機(jī)主軸轉(zhuǎn)速是設(shè)計(jì)計(jì)算的重要依據(jù)，也是保證剪刃能否正常進(jìn)行的關(guān)鍵。重要依據(jù)，也是保證剪刃能否正常進(jìn)行的關(guān)鍵。n n（3 3）通過(guò)這次設(shè)計(jì)，讓我深刻認(rèn)識(shí)到電氣控制在現(xiàn)在）通過(guò)這次設(shè)計(jì)，讓我深刻認(rèn)識(shí)到電氣控制在現(xiàn)在機(jī)械應(yīng)用的重要性。對(duì)于自己以后學(xué)習(xí)的方向及重點(diǎn)是機(jī)械應(yīng)用的重要性。對(duì)于自己以后學(xué)習(xí)的方向及重點(diǎn)是一個(gè)指示。一個(gè)指示。