【文章內(nèi)容簡介】 會 造成重大人身傷害事故。為了避免剪切機因過載而導致的設(shè)備損害及人身事故的發(fā)生，更加需要在剪切機的傳動裝置設(shè)置過載安全保護裝置。 剪切機機械傳動裝置的過載保護裝置 剪切機機械傳動裝置的過載保護裝置主要 應(yīng) 滿足三個 最基本要求： 過載保護裝置要保證剪切機得到可靠的保護。 當過載裝置發(fā)生作用時，應(yīng)使剪切機的主要零部件所受應(yīng)力數(shù)值低于其材料的屈服極限，以確保傳動裝置上的主要零部遼寧科 技大學成人教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 6 頁 件安全可靠。 過載保護裝置應(yīng)保證剪切機的工作得到充分的發(fā)揮。在采用過載保護裝置后，不得降低剪切機的工作隊能力，應(yīng)使剪切機的各個主要零部件的強度仍能得到充分的利用和發(fā)揮，而且剪切機仍然能夠采用公稱能力即剪切機的最大剪切機來進行工作。 過載保護裝置應(yīng)盡可能的結(jié)構(gòu)簡單、使用方便 ，同時發(fā)揮其既能夠承受一定的載荷，又能保證剪切機安全使用的作用，而且其大前提是要保證安全。傳動裝置中的過載保護裝置按其結(jié)構(gòu)及作用 原理可分為電磁式、機械式和液壓式三種類型。 遼寧科 技大學成人教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 7 頁 2 剪切機 參數(shù)及電機容量 的選擇 設(shè)計的基本要求 被 剪切鋼材的斷面尺寸 ? ? ? ?根1040 ?mm? 被剪鋼材材料 25SiMn2MoV 被剪切鋼材強度極限 MPab 1470?? 被剪切鋼材的延伸率 %10?? 剪切溫度 Ct ?20? 理論剪切次數(shù) 分次18 實際剪切次數(shù) 分次10 剪切機構(gòu) 圖 剪切機構(gòu) 遼寧科 技大學成人教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 8 頁 主要參數(shù)的確定 刀片 傾斜角 α 上刀片傾斜角 α與被剪鋼材的厚度有關(guān)， 在剪切薄鋼板的時候， α一般用 031 ?? ~ ?6 ，而在剪切厚鋼板時為 ?8 ~ ?12 。同時刀片傾斜角的大小 ，還會影響斜刀刃剪切機的刀片行程 H 。 刀片尺寸 ①刀片長度： 在大、中型剪切機中 ? ? ? ? 1 0 0 0~8 0 ~2)~2( m a x ????? bL （ ） 式中 ： L—— 刀刃長度， mm； maxb —— 被剪鋼材橫斷面的最大寬度， mm。 ②刀片斷面高度及寬度：可按照下述經(jīng)驗公式確定 ? ? ~ ????? hh （ ） ? ? 12~ ????? hb （ ） 式中 ： h? —— 刀片斷面高度， mm； h —— 被剪鋼材斷面高度， mm； b? —— 刀片斷面寬度， mm。 剪刃 行程 由于 剪刃 傾斜角的影響 ，斜 剪刃 剪切機的刀片行程 H 要考慮到由 剪刃 傾斜角所引起的 剪刃 行程增量 H? 。 H? 可按下式計算 213t a n1040t a nm a x ??????? ??bH （ ） 式中 ： maxb —— 所剪鋼材的最大寬度， mm； ?—— 剪刃 傾斜角。 遼寧科 技大學成人教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 9 頁 因此斜 剪刃 剪切機的刀片行程為 HHH ????? （ ） 1552155345040t a nm a x21????????????? ?bSqqfh 式中 ： H—— 剪刃行程（指 剪刃的 最大行程） ， mm； h —— 被剪鋼材最大斷面高度 （指 棒材或管坯的直徑） ， mm； f —— 鋼材上表面與壓板之間的距離，此值的選取要保證鋼材有一定翹 頭時，仍能通過剪切機，一般取 75~50?f mm； 1q —— 為了避免上剪刃受到鋼材的沖撞，而使壓板低于上剪刃的 距離， 一般取 50~51 ?q mm； 2q—— 為了使鋼材能夠順利通過剪切機，下 剪刃不被鋼材磨損，使下 剪刃低于輥道表面的距離，一般取 20~52 ?q mm； S —— 上下剪刃的重疊量，一般取 25~5?S mm。 剪切次數(shù) 理論剪切次數(shù)： 分次18 ；實際剪切次數(shù)： 分次10 。 剪切力的計算與校核 斜剪刃剪切機的剪切力由三個部分組成 321 PPPP ??? （ ） 式中 ： P —— 剪切機的總剪切力 ， KN； 1P—— 純剪切力 ， KN； 2P—— 鋼材被剪掉部分的彎曲力 ， KN； 3P—— 鋼材在剪切區(qū)域內(nèi)的彎曲力 ， KN。 設(shè) xq 為 作用在剪刃單位長度上的剪切力，則作用在寬度為 dx 微分面積鋼材上的剪遼寧科 技大學成人教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 10 頁 切力為 hdxdxqdP xx ??? （ ） 式中： h —— 鋼材的厚度 或多根棒材最大寬度時當量厚度max24bdh?? ； 剪切區(qū)內(nèi)各點的相對切入深度為 hxx ?? tan? （ ） 式中 ： ?—— 上剪刃的傾斜角。 由式 28 得： ?? dhdx tan? ；代入式 ()積分，則純剪切力為 ?? ??? dhP tan21 （ ） 或 ahP ?tan21? （ ） 式中 ： a—— 單位剪切功， ?? ??da 。 式 ()中的 a 值由于其中包含了 0? ，所以已經(jīng)考慮了金屬的塑性。對于冷剪時的 a值，可用下式求得 ?? 21 KKa b? （ ） 式中 : 1K、 2K —— 換算系數(shù)，一般取 ?K 、 12?K ； b? 、 ? —— 被剪鋼材的強度極限（ MPa ）和延伸率 。 將 1K 、 2K 的值代入式 ()，則冷剪鋼 材 時的純剪切力 1P 為 ???bhP 21 ? （ ） 考慮 2P 、 3P 后，總剪切力 P 根據(jù) 沙里建議，可以按照下式計算 ????????????????XYZhPbb2210011t an1t ??????? 遼寧科 技大學成人教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 11 頁 ????????????????XYZPb21 10011t an1???? （ ） 式中 : Z—— 系數(shù)，試驗研究表明，此系數(shù)與被剪掉部分的鋼材寬度 d 、軋 件材料延伸率以及剪刃傾斜角 ? 等因素有關(guān)，即 ? ??? ? fhdfZ ???????? ta n，其變化規(guī)律如圖所示 ，系數(shù) Z 最大值 為 ； 圖 系數(shù) Z 與 hd ? ?? tan? 的變化關(guān)系 Y—— 剪刃相對側(cè)間隙，即剪刃側(cè)間隙 ? 與 鋼材厚度 h 的比值： hY ?? （ ） 在 5?h mm 時，取 ?? mm；當 20~10?h mm時，取 ?? mm； 在 mm40mm20 ?? h 時，取 1?? mm。 X—— 壓板相對距離，即為壓板中心離下剪刃側(cè)邊緣距離 c ，與 鋼材厚度 h 的比值： hcX? （ ） 在初步計算時，可取 10?X 。 遼寧科 技大學成人教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 12 頁 因此，該剪切機的剪切力 P 為 ????????????????XYZhPbb2210011t an1t ??????? ???????????????????????????????????????????????????????1010404401147011t an3t an10404222??? d 3 ??? NKN KPP ?max （ ） 式中 : 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)其數(shù) 值由剪切機能力選取： 小型剪切機 （ ?P MN） ?K ； 中型剪切機（ ~?P MN） ?K ； 大型剪切機（ 10?P MN） ?K 。 MNpMN ?? 取 ?K 代入式 （ ） KPP ?max ?? KN ? KN 取名義剪切力 4900?P KN。 電機功率的 選擇 本次設(shè)計的剪切機工作制為連續(xù) — 啟停工作制，在傳動系統(tǒng)中沒有設(shè)置專門的飛輪。因此，其預選電動機時，可根據(jù)靜力矩的大小直接選取 ，即： 遼寧科 技大學成人教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 13 頁 ?KiMMer max? （ ） 式中 ： erM —— 電動機的額定力矩； mzxM —— 偏心軸上的最大靜力矩； i—— 從電動機到偏心軸的總傳動比； ?—— 傳動系統(tǒng)的效率； K—— 電動機允許的過載系數(shù) 。 靜力矩的組成 為了比較精確地計算剪切機傳動系統(tǒng)零件強度和電動機功率，必須計算剪切機偏心軸上的靜力矩。 剪切機偏心軸上的靜力矩由剪切力矩、摩擦力矩和空載力矩組成，即： k o nfpj MMMM ??? （ ） 式中 ： jM —— 偏心軸上的靜力矩； pM —— 剪切力矩； fM —— 摩擦力矩； konM —— 空載力矩。 遼寧科 技大學成人教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 14 頁 ? ??fH? 曲線 圖 刀片行程 H 與剪切機偏心軸轉(zhuǎn)角 ? 的關(guān)系 剪切力矩 pM 和摩擦力矩 fM 圖 剪切機構(gòu)力三角形 遼寧科 技大學成人教育學院畢業(yè)設(shè)計（論文） 第 15 頁 已知 ? ??fPi ? 曲線后，可進一步求出剪切力矩和摩擦力矩。設(shè) jM? 為這兩個力矩的總和，即： k o njfpj MMMMM ????? （ ） ? ? ? ?????? ????? s i nco s PCM j （ ） ? ? ? ??????? ???? s inco s C （ ）