【正文】 個(gè)相同尺寸的齒輪同時(shí)傳動(dòng)兩對(duì)刀片。為保證刀片同步，4個(gè)齒輪組成相當(dāng)于連桿機(jī)構(gòu)，使齒輪傳動(dòng)的中心距不變，提高了齒輪傳動(dòng)精度；為調(diào)整上刀片徑向間隙，上刀片軸承座可沿機(jī)架滑道上下移動(dòng)；滑座移動(dòng)用針齒擺線減速機(jī)，它體積小、速比大、調(diào)整精度高；刀片軸向距離調(diào)整也采用針齒擺線減速機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿和螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為了提高傳動(dòng)精度，傳動(dòng)系統(tǒng)增加了測(cè)速裝置，進(jìn)行主傳動(dòng)速度調(diào)整。目前各國(guó)都在研究擴(kuò)大圓盤剪剪切厚度范圍。有的國(guó)家采用兩臺(tái)串聯(lián)圓盤剪剪切厚度為40mm的鋼板，第一臺(tái)圓盤剪切入板厚的5%~10%，緊接著第二臺(tái)圓盤剪將鋼板全部切斷。1．2．2圓盤剪切機(jī)的分類圓盤剪切機(jī)按用途分為剪切帶鋼的圓盤剪和剪切板邊的圓盤剪。 此類圓盤剪將帶鋼連續(xù)剪切，采用多對(duì)刀盤。刀盤軸傳動(dòng)有兩種：一種是集中驅(qū)動(dòng)，另一種刀盤軸分別驅(qū)動(dòng)。 剪切板邊的圓盤剪又可分為熱軋鋼板圓盤剪和冷軋帶鋼圓盤剪。熱軋鋼板圓盤剪，剪切厚度小于20mm，徑向調(diào)整采用偏心套，齒輪與刀盤軸通過(guò)萬(wàn)向連接軸連接傳動(dòng)。 熱軋鋼板精整機(jī)組示意圖1. 運(yùn)輸輥道 2. 前斜刃剪 3. 后斜刃剪 4. 圓盤剪 熱軋鋼板冷卻后由運(yùn)輸輥道運(yùn)輸?shù)胶笮比屑暨M(jìn)行切頭，然后送到圓盤剪切邊，切下的邊由碎邊機(jī)剪切成小段后運(yùn)走。圓盤剪的作用是去掉鋼板兩邊并切齊使其滿足寬度要求。冷軋帶鋼圓盤剪，~，徑向調(diào)整通過(guò)上刀盤齒輪和四連桿機(jī)構(gòu)完成。有的冷軋帶鋼圓盤剪采用測(cè)速裝置，使剪切精度更準(zhǔn)確。 1. 拆卷機(jī) 2. 伸直機(jī) 3. 下切剪 4. 給料機(jī) 5. 圓盤剪切機(jī) 6. 卷邊機(jī) 7. 風(fēng)動(dòng)分離盤 8. 分卷卷取機(jī) 冷縱剪切機(jī)組示意圖鋼卷由吊車吊到拆卷機(jī)處拆卷，將頭伸直經(jīng)下切剪切頭由給料機(jī)送到圓盤剪縱切后，給風(fēng)動(dòng)分離盤，由分卷取機(jī)卷成窄帶卷，卸卷后由吊車吊走送入成品庫(kù)。圓盤剪切機(jī)的作用是將帶鋼切成窄條，并卷成窄帶鋼卷。圓盤剪按刀盤傳動(dòng)方式有動(dòng)力剪和拉力剪之分，拉力剪是指刀盤不直接驅(qū)動(dòng)，由剪后拉力輥或卷曲機(jī)拖動(dòng)帶鋼，在拉過(guò)圓盤剪時(shí)進(jìn)行剪切。兩種剪切方式各有特點(diǎn)，故在圓盤剪的傳動(dòng)系統(tǒng)中裝有離合器，可以根據(jù)需要采用動(dòng)力剪切或拉力剪切方式。1．2．3圓盤剪切機(jī)的研究用于切邊的圓盤剪，它的機(jī)構(gòu)組成一般情況是：左右機(jī)架、上下刀軸、底座、機(jī)架移動(dòng)機(jī)構(gòu)、刀盤調(diào)整機(jī)構(gòu)和傳動(dòng)裝置等。窄帶鋼圓盤剪的結(jié)構(gòu)必須保證帶鋼兩側(cè)邊緣整齊，嚴(yán)格控制帶鋼寬度，在圓盤剪上對(duì)帶鋼兩邊進(jìn)行切邊，切下的邊緣在碎邊機(jī)上進(jìn)行破粹。 窄帶鋼圓盤剪結(jié)構(gòu)和傳動(dòng)系統(tǒng)示意圖 12. 碎邊機(jī)減速機(jī) 1．2．3．1圓盤剪系統(tǒng)的組成及工藝 ，用來(lái)控制帶鋼中心線，嚴(yán)格對(duì)正剪刀中心線； ，碎邊機(jī)由固定在機(jī)座上的固定刀刃和安裝有兩個(gè)刀刃的旋轉(zhuǎn)刀組成； ，并在軸兩端安裝兩個(gè)飛輪，帶鋼邊通過(guò)固定刀和旋轉(zhuǎn)刀之間的間隙時(shí)被碎成碎段流入下面的料斗中。1．2．3．2圓盤剪的組成圓盤剪由傳動(dòng)部分、刀軸部分、調(diào)整部分、離合部分以及輔助部分等組成。 ； ； ，通過(guò)電機(jī)減速機(jī)9和絲杠10調(diào)整圓盤剪左右兩側(cè)機(jī)座的橫向位置，使左側(cè)機(jī)座的游動(dòng)軸和右側(cè)機(jī)座的傳動(dòng)軸與上下刀軸連接，即可使刀軸脫離機(jī)座的傳動(dòng)軸，以便于進(jìn)行換刀操作； 。在上下傳動(dòng)軸和游動(dòng)軸的外面，各有一個(gè)偏心輪為14mm的偏心套，轉(zhuǎn)動(dòng)壓下手輪，通過(guò)傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)，兩端的偏心套同時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使兩側(cè)上下軸之間的距離發(fā)生變化。 ，并在換刀時(shí)用以抬起上刀。在左右兩側(cè)機(jī)座的前方各有一個(gè)手輪，在兩側(cè)上部偏心套上各固定一個(gè)渦輪，渦輪通過(guò)螺母與偏心套上的螺紋連接。轉(zhuǎn)動(dòng)手輪可以調(diào)節(jié)偏心套的軸向位置，從而調(diào)節(jié)上刀軸的軸向位置，使左右兩側(cè)上下刀之間的間隙保持均勻一致，并調(diào)節(jié)剪切中心線使之與機(jī)組中心線相應(yīng)一直。 ，以及固定上下托板的橫梁等部件，還有將切邊導(dǎo)入碎邊機(jī)的左右導(dǎo)槽，以及固定和調(diào)整導(dǎo)槽的部件。1．2．3．3圓盤剪的工藝特點(diǎn)，用于穿帶操作時(shí)剪切；，傳動(dòng)脫開(kāi)，圓盤剪進(jìn)行拉剪工作方式，這就可以省去剪切前活套坑及其控制裝置，而且減少剪刃磨損及改善剪邊質(zhì)量；。上剪刃重合量和側(cè)向間隙量是由電機(jī)單獨(dú)調(diào)節(jié)的。下剪刃絲杠可以手動(dòng)調(diào)節(jié)，以在補(bǔ)償剪刃磨削后保證剪切平面標(biāo)高恒定；，刀盤重合量和刀片側(cè)向間隙量是根據(jù)剪切厚度和材質(zhì)進(jìn)行調(diào)整的。合理的調(diào)節(jié)量可使剪切負(fù)荷減小，剪切作業(yè)順利并獲得切口整齊的剪斷面；，加快刀刃的磨損，另外間隙過(guò)小帶鋼還會(huì)出現(xiàn)毛刺、毛邊缺陷；“豎立”或剪切斷面撕裂，使剪邊質(zhì)量不佳。1．3本文主要研究?jī)?nèi)容本課題的研究?jī)?nèi)容主要是針對(duì)圓盤剪在使用過(guò)程中傳動(dòng)系統(tǒng)精度低，徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)和刀片側(cè)向調(diào)整精度低等問(wèn)題進(jìn)行展開(kāi)， 通過(guò)重新設(shè)計(jì)圓盤剪的機(jī)械結(jié)構(gòu)爭(zhēng)取解決這些問(wèn)題，主要研究?jī)?nèi)容有：圓盤剪的設(shè)計(jì)方案選擇和評(píng)述、電機(jī)的選型和校核、各零件的設(shè)計(jì)選型和校核等。2． 設(shè)計(jì)方案的選擇和評(píng)述2．1引言冷軋帶鋼圓盤剪，~，剪切寬度為700~1500mm。有的冷軋帶鋼圓盤剪采用測(cè)速裝置，使剪切精度更準(zhǔn)確。因此我設(shè)計(jì)的是帶有測(cè)速裝置的圓盤剪。2．2設(shè)計(jì)方案的選擇 （寬度調(diào)整機(jī)構(gòu)） 圓盤剪結(jié)構(gòu)示意圖2．3設(shè)計(jì)方案的評(píng)述 主傳動(dòng)由電機(jī)8通過(guò)減速機(jī)7同時(shí)傳動(dòng)兩對(duì)刀盤，上刀盤與齒輪9相連，下刀盤與齒輪10相連，齒輪112之間用連桿相連，以保證各齒輪中心距不變。因此在調(diào)整刀盤徑向間隙（調(diào)整上刀盤位置）時(shí)各齒輪能很好的嚙合。刀盤側(cè)向間隙調(diào)整，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使螺紋套筒旋出以便下刀盤做軸向移動(dòng)，并增加自鎖裝置；刀盤徑向調(diào)整通過(guò)帶電機(jī)的減速機(jī)1，調(diào)整減速機(jī)2，及調(diào)整螺絲帶動(dòng)上刀盤軸的軸承座沿著架體內(nèi)滑道上下移動(dòng)；剪切帶寬的調(diào)整是通過(guò)在剪切機(jī)下部設(shè)置機(jī)架橫移機(jī)構(gòu)，經(jīng)行星減速機(jī)將運(yùn)動(dòng)傳遞到兩端螺紋方向相反的絲桿，由固定機(jī)架的螺母帶動(dòng)機(jī)架沿著導(dǎo)軌移動(dòng)從而達(dá)到調(diào)整帶鋼寬度的目的。2．4方案設(shè)計(jì)2．4．1傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)在圓盤剪切邊過(guò)程中，帶鋼是由上、下兩刀盤以相同的速度共同運(yùn)動(dòng)切下板邊的，由于上、下刀片要求同步，因此選擇齒輪傳動(dòng)。與其它傳動(dòng)方式相比，齒輪傳動(dòng)的優(yōu)點(diǎn)是： ：齒輪傳動(dòng)效率高，壽命長(zhǎng)，工作可靠。 ：齒輪傳動(dòng)的傳動(dòng)比恒定，穩(wěn)定性好，噪聲小且結(jié)構(gòu)緊湊。2．4．2驅(qū)動(dòng)方式的設(shè)計(jì)圓盤剪的傳動(dòng)方式是齒輪傳動(dòng)，齒輪主要是做回轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。因此驅(qū)動(dòng)裝置應(yīng)能把其它形式的能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能。根據(jù)以往的設(shè)計(jì)和工作經(jīng)驗(yàn)，優(yōu)先選用電機(jī)，其它驅(qū)動(dòng)方式均不合適。圓盤剪的剪切速度不高，只有1~3m/s，故還需增加一個(gè)減速裝置和一個(gè)測(cè)速裝置。2．4．3執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)1700橫切機(jī)組的執(zhí)行機(jī)構(gòu)分別為：卷筒組件、矯直組件、切邊組件、碎邊組件等，圓盤剪主要是負(fù)責(zé)切邊的。所以執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)便是切邊組件的設(shè)計(jì)。此圓盤剪所采用的執(zhí)行機(jī)構(gòu)與1700橫切機(jī)組中圓盤剪的執(zhí)行機(jī)構(gòu)相同，但切邊組件主要零件的設(shè)計(jì)和選型見(jiàn)下文。2．5本章小結(jié)此臺(tái)圓盤剪切機(jī)是在1700橫切機(jī)組的背景下設(shè)計(jì)的，并確定解決圓盤剪問(wèn)題所采用的方法和結(jié)構(gòu)，同時(shí)完成了圓盤剪傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方式和執(zhí)行機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)。刀盤側(cè)向間隙調(diào)整，通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使螺紋套筒旋出帶動(dòng)下刀盤做軸向移動(dòng)完成；刀盤徑向調(diào)整通過(guò)帶電機(jī)的減速機(jī)1，調(diào)整減速機(jī)2及調(diào)整螺絲帶動(dòng)上刀盤軸的軸承座沿著架體內(nèi)滑道上下移動(dòng)完成；剪切帶寬的調(diào)整是通過(guò)在剪切機(jī)下部設(shè)置機(jī)架橫移機(jī)構(gòu)，使機(jī)架沿著導(dǎo)軌移動(dòng)從而達(dá)到調(diào)整帶鋼寬度的目的。圓盤剪的傳動(dòng)方式采用齒輪傳動(dòng)，驅(qū)動(dòng)方式采用電機(jī)驅(qū)動(dòng)。3． 主要零部件的設(shè)計(jì)和選型3．1引言在前面的章節(jié)中，已經(jīng)完成了圓盤剪設(shè)計(jì)方案、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、驅(qū)動(dòng)方式、執(zhí)行機(jī)構(gòu)的選擇，在本章中主要完成的工作是各零部件的設(shè)計(jì)和選型。3．2刀盤的設(shè)計(jì) 圓盤刀片尺寸包括圓盤刀片直徑D及其厚度。查文獻(xiàn)[1，178]，其計(jì)算公式為： （31）上式中的是最大咬入角，一般取為~；s是刀盤的重合度；h是被剪切帶鋼的厚度。查文獻(xiàn)[1，185]表813，可知被剪切帶材厚度h、刀盤直徑D和刀片厚度之間的關(guān)系：表31 被剪切帶材厚度h與圓盤刀徑D和刀片厚度間的關(guān)系被剪切帶材厚度h/mm圓盤刀片直徑D/mm刀片厚度/mm~150~17015~250~27020~6440~460406~10680~7006010~25700~100080 圓盤剪設(shè)計(jì)參數(shù)如下： 剪切帶鋼速度 V=1~3m/s 剪切帶鋼強(qiáng)度 ≤600MPa 剪切帶鋼厚度 h=~ 剪切帶輪寬度 B=800~1500mm 由于剪切帶鋼厚度h=~，可知刀盤直徑D=270mm、刀片厚度=20mm。 當(dāng)咬入角=，我們可以引用一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，圓盤刀片厚度一般取為： (32)帶入數(shù)值計(jì)算得：mm為了保證刀片的強(qiáng)度和使用壽命，我們?nèi)〉稄紻=270mm、刀盤厚度=30 mm。 刀盤的三維圖3．3電機(jī)的選型作用在一個(gè)刀片上的總的剪切力是由兩個(gè)分力所組成的，即： (33)式中： —純剪切力； —鋼板被剪掉部分的彎曲力；假定實(shí)際剪切面積只局限于弧AB及弧CD之間，因?yàn)樵贐D線之外剪切的相對(duì)切入深度大于，即剪切過(guò)程已經(jīng)徹底完成了。其次，將弧AB和CD視為弦。作用于寬度的微小面積上的剪切力為： (34)式中: —作用在接觸弧AB水平投影單