【文章內(nèi)容簡介】 公用的傳動軸上，也有少數(shù)的圓盤剪刀片固定在單獨的傳動軸上。 圓盤剪在連續(xù)剪切鋼板的同時對其切下的板邊要進(jìn)行處理，通常在圓盤剪后面設(shè)置碎邊機(jī)，將板邊剪切成 碎段送到專門的滑槽中去。此外，對于薄板板邊也有用卷取機(jī)來處理的，其缺點是需要一定的手工操作，卸卷時要停止剪切等。 為了使已切掉板邊的鋼板在出圓盤剪時能夠保持水平位置，而切邊則向下彎曲，往往將上刀片軸相對于下刀片軸移動一個不大的距離，或者將上刀片直徑做得比下刀片小些，此時，被剪掉的板邊將劇烈地向下彎曲。 為了防止鋼板進(jìn)入圓盤剪時向上翹曲，通常在圓盤前面靠近刀片的地方裝有壓輥。 4飛剪機(jī)：飛剪機(jī)用來橫向剪切運動著的軋件。它可以裝設(shè)在連續(xù)式軋機(jī)的軋制作業(yè)線上，亦可裝設(shè)在橫切機(jī)組、連續(xù)鍍 鋅機(jī)組和連續(xù)鍍錫機(jī)組等連續(xù)作業(yè)精整機(jī)組上。隨著連續(xù)式軋機(jī)的發(fā)展，飛剪機(jī)得到了愈來愈廣泛的應(yīng)用。 根據(jù)飛剪機(jī)的用途，飛剪機(jī)可分為切頭飛剪機(jī)和切定尺飛剪機(jī)兩大類。如果按照飛剪機(jī)剪切機(jī)構(gòu)的型式來分，目前應(yīng)用較廣泛的飛剪機(jī)有，滾筒式飛剪機(jī)、曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式飛剪機(jī)、曲柄偏心式飛剪機(jī)、擺式飛剪機(jī)和曲柄搖桿式飛剪機(jī)等。近十幾年來，采用計算機(jī)可編程序控制等新技術(shù)的飛剪機(jī)得到了一定的發(fā)展。 剪切機(jī)的發(fā)展趨勢 近年來，剪切機(jī)的發(fā)展趨勢主要是傳動方式和控制方式的發(fā)展。 從傳動方式來說，剪切機(jī)主要從 電 — 機(jī)械傳動向液壓傳動方向發(fā)展。在最初的剪切機(jī)，都是使用電 — 機(jī)械傳動動力，其缺點就是機(jī)構(gòu)復(fù)雜，傳動動力受到限制，效率較低。隨著液壓傳動技術(shù)的發(fā)展，應(yīng)用到剪切機(jī)上，使得最大剪切力大幅度提高，而機(jī)構(gòu)體積并沒有同比地增長，效率得到了提高。 從控制方式來說，剪切機(jī)經(jīng)歷了電機(jī)械控制、氣液控制、計算機(jī)可編程序控制的過程。隨著控制方式的發(fā)展，剪切機(jī)的剪切精度越來越高。特別是計算機(jī)技術(shù)的應(yīng)用，使剪切機(jī)以及整個生產(chǎn)線的自動化程度明顯地提高。 9 型 鋼 熱連軋機(jī)的生產(chǎn)工藝 圖 擺式剪在型鋼連續(xù)機(jī)組的布置和作用 擺式剪屬于連鑄設(shè)備，它的安裝位置是在連鑄機(jī)扇形段的出口和加熱爐的入口之間。它是把連鑄機(jī)出來的厚度約 50mm、運動速度約 4m/min熱板坯根據(jù)一定的尺度進(jìn)行分段剪切后輸送到加熱爐的。 10 擺式剪的結(jié)構(gòu)特點和研究的內(nèi)容與方法 1擺式剪的結(jié)構(gòu)特點 擺式剪主要有擺剪本體、送料系統(tǒng)、傳動系統(tǒng)、控制系統(tǒng)和一些輔助機(jī)構(gòu)幾大部分組成。擺式剪是由傳動側(cè)機(jī)架、操作側(cè)機(jī)架、偏心軸、擺臂、連桿、上剪刃滑架、下剪刃橫梁、輸送輥道、入口側(cè) 溜槽、出口側(cè)橫梁、出口側(cè)溜槽等件組成。 2擺式剪的研究內(nèi)容和方法 本文主要設(shè)計擺式剪的機(jī)構(gòu)。通過設(shè)計擺式剪的結(jié)構(gòu)參數(shù)，確定主要構(gòu)件的結(jié)構(gòu)型式。然后，進(jìn)行擺式剪的力能參數(shù)計算，推算出擺式剪的偏心軸轉(zhuǎn)動一周（即剪切一次）的過程中，其轉(zhuǎn)角與剪刃開口度之間的關(guān)系，進(jìn)而求得不同轉(zhuǎn)角對應(yīng)的剪切力和靜力矩。最后，通過平均靜力矩選擇電動機(jī)以及在所選的電動機(jī)功率下，校核擺式剪的主要部件的強(qiáng)度。 11 第二章擺式剪設(shè)計方案的選擇 參數(shù)： ：電 動機(jī)械剪切，液壓同步。 ： 50 1560mm。 ： Q235。 ： 700℃。 ： 10次 /min。 ： 。 根據(jù)剪切機(jī)的基本構(gòu)成和本次畢業(yè)設(shè)計的給定條件，來確定擺式剪的總體布置形式如下方框圖： 圖 12 的確定 擺式剪方案的比較和確定 （ a） (b) (c) 圖 擺式剪的型式很多，上圖 3（ a）（ b）（ c）就是擺式剪的三種型式。 圖 （ a）所示的是一種用于剪切鋼坯的擺式剪示意圖。主動桿 1作旋轉(zhuǎn)運動，除了主動曲柄 1進(jìn)行剪切外，整個系統(tǒng)由連桿 5連接可相對鉸鏈ｏ擺動。這樣，剪切時剪刃就可以和軋件一起運動，剪切終了靠輔助裝置中的彈簧使剪切機(jī)回到 13 原始位置。這種剪切機(jī) 可以用來剪切 100*100mm以上的鋼坯 ,但剪切速度小于1~。 圖 （ b）是一種液壓擺式剪切機(jī)，上下剪刃的相對運動由液壓缸 1和活塞 2實現(xiàn)，剪刃與軋件速度同步由剪切機(jī)的自由擺動來保證。 圖 （ c）所示的 擺式剪切機(jī)是靠偏心軸 1的轉(zhuǎn)動使剪刃靠攏，實現(xiàn)剪切，同時剪切機(jī)與軋件一起擺動。這種剪切機(jī)主要用于剪切鋼坯的頭部，剪切斷面較平直。 綜合上面三種剪切機(jī)，可以把本次設(shè)計的剪切機(jī)確定為如下： 把圖 （ a）的曲柄 1做成雙偏心軸，而且分別用來帶動上下剪刃；把連桿 5做成一定角度的液壓缸，來保證剪切機(jī)能夠?qū)\動著的軋件進(jìn)行剪切；把上下剪刃放在同一個滑槽中，以保證在剪切時上下剪刃始終處于同一個平面內(nèi)。由此，在設(shè)計剪切機(jī)時，剪切機(jī)與軋件同步前進(jìn)，只需計算剪切機(jī)在垂直面內(nèi)的剪刃對剪。 擺式剪的傳動原 理簡圖 根據(jù)剪切機(jī)知識，查閱資料，作出本次設(shè)計的擺式剪切機(jī)的傳動原理簡圖如下： 圖 14 擺式剪的剪切過程： 本設(shè)計采用的是曲柄連桿機(jī)構(gòu)。電機(jī)通過減速機(jī)連接軸帶動偏心軸轉(zhuǎn)動，使連桿、擺臂帶動上、下剪刃刀架相對運動形成剪切。偏心軸轉(zhuǎn)動 180176。時上下剪刃對切，偏心軸轉(zhuǎn)動 360176。時完成一次剪切，剪切同時推拉缸推動擺臂沿板坯運動方向擺動，剪切是在擺動過程中進(jìn)行。剪切后推拉缸推動擺臂回到原位準(zhǔn)備下一次剪切 。 擺式剪機(jī)架的選擇 剪切機(jī)的機(jī)架可以分為開式和閉式兩種。 開式機(jī)架呈凹形，即機(jī)架的一側(cè)有較大的側(cè)凹形空間，上下刀臺安裝在這一空間進(jìn)行軋件的剪切。開式機(jī)架的特點是便于觀察軋件的剪切情況以及換輥方便。但是機(jī)架有較大的側(cè)凹形缺口，機(jī)架剛性差。因此，這種剪切機(jī)主要用來剪切成束小型圓鋼，以及寬度不大的鋼板（焊管坯）等軋件。 閉式機(jī)架是一個整體框架，具有較高強(qiáng)度和剛度。閉式機(jī)架主要用于軋制力較大的初軋機(jī)、板坯軋機(jī)和板帶軋機(jī)等。采用閉式機(jī)架的工作機(jī)座，在換輥時，軋輥是沿其軸線方向從機(jī)架 窗口中抽出或裝入，這種軋機(jī)一般都有專用的換輥裝置。 本次設(shè)計的擺式剪切機(jī)剪切力較大，對機(jī)架的強(qiáng)度和剛度要求比較大，故選擇閉式機(jī)架比較合適。 刀刃的型式 刀刃分為平行刃和斜刀刃，在設(shè)計時可以對上下刀刃分別作出選擇。 在本次設(shè)計中，上刀刃采用人字形剪刃，它由螺栓與上刀臺固定。由于刃口呈人字形，故組裝時在刀刃和刀臺之間裝有一與刃形相適應(yīng)的墊板，墊板的底面是平面，使刀臺加工簡單。剪刃做成人字形的優(yōu)點是既可以縮小剪切區(qū)，減少剪切力，又能克服側(cè)推力。因為剪刃呈人字形，在剪切時，剪刃與 鋼坯兩邊同時接觸，使鋼坯橫向移動的側(cè)推力得到平衡，并且可大大減小剪刃和鋼坯之間的速度差值，兩者達(dá)到最佳同步速度，從而提高了剪切質(zhì)量。 剪刃的側(cè)間隙，定位所剪鋼坯的 10%，并利用增減上剪刃背上的墊板進(jìn)行調(diào) 15 整。 擺式剪工作制度的選擇 目前國外多采用兩種比較先進(jìn)的剪切機(jī)型，一是采用離合器制動器，我們稱 “連續(xù) —— 起?！敝萍羟校硪环N是電機(jī)直接起停制剪切，兩種剪切各有其優(yōu)點亦有其不足之處。隨著科學(xué)技術(shù)的不斷發(fā)展，電控元器件水平的提高。起停制剪切將逐步代表著剪切機(jī)的發(fā)展趨勢。 連續(xù) —— 起停制剪切機(jī)，整機(jī)分為傳動裝置和剪切裝置兩大部分。傳動裝置部分是由直流電機(jī)帶動，配置有飛輪連續(xù)高速運轉(zhuǎn)；而剪切裝置一般情況下是靜止不轉(zhuǎn)的。兩部分之間由一對快速響應(yīng)的離合器制動器相連接和控制。當(dāng)需要剪切時，則制動器打開，離合器合上，傳動裝置通過離合器帶動剪切裝置運動并剪切；剪切完后離合器脫開制動器合上，將剪切裝置制動停止到某一確定的待切位置上。傳動裝置仍連續(xù)運轉(zhuǎn)。這種機(jī)型傳動部分的轉(zhuǎn)動慣量很大，剪切部分的轉(zhuǎn)動慣量很小。因此可以通過離合器制動器控制實現(xiàn)在小慣量下起動、制動，而在大慣量下進(jìn)行剪切?？梢猿浞掷?動力矩，提高速度，降低能耗。 起停制剪切機(jī)，采用低慣量大扭矩直流電機(jī)，整機(jī)直接起動、剪切、制動，完成剪機(jī)的三個基本動作過程 剪切的傳動部分和剪切部分做成一體，整個傳動系統(tǒng)的轉(zhuǎn)動慣量都很低，以便于實現(xiàn)整個傳動系統(tǒng)頻繁的起動制動。這種剪切一般處于靜止?fàn)顟B(tài)，剪切時， 電機(jī)直接拖動傳動裝置和剪切裝置迅速起動剪切，而后立即制動．而且有些要求電機(jī)可反向爬行轉(zhuǎn)動．將剪頭準(zhǔn)確地復(fù)位于某一待切位置 因此，這種剪切結(jié)構(gòu)簡單，維護(hù)保養(yǎng)方便，控制環(huán)節(jié)少，剪切精度較高。 連續(xù) —— 起停制剪切與起停制剪切相比較，前者適合 高速頻繁起動，后者結(jié)構(gòu)簡單，剪切精度高，并且在電控技術(shù)及元件過關(guān)的情況下，速度亦可達(dá)到或超過前者，因而更有發(fā)展前途。所以，在設(shè)計中，選擇連續(xù) —— 起停制剪切比較合適。 16 第三章擺式剪切機(jī)的運動學(xué)分析 擺式剪主要結(jié)構(gòu)參數(shù)包括刀片傾斜角α、刀片尺寸、刀片行程和理論剪切次數(shù)。 刀片傾斜角α 刀片的傾斜角α愈大，剪切時的剪切力愈小，但使刀片的行程增加。最大允許傾斜角α max受鋼板與刀片間的摩擦條件的限制，當(dāng)α＞α max時，鋼板就要從刀口中滑出而不能進(jìn)行剪切。如果剪切機(jī)的 上刀片做成人字形，α max就不再受摩擦條件限制，上刀片采用雙傾斜角以后，剪切時鋼板能保持在中間位置。另外，傾斜角α的大小對剪切質(zhì)量也有影響。當(dāng)α很小時，在鋼板剪切斷面出現(xiàn)撕裂現(xiàn)象。為了改善剪切質(zhì)量和擴(kuò)大剪切機(jī)的使用范圍，有的剪切機(jī)傾斜角做成可以調(diào)整的。 上刀片傾斜角與鋼板厚度之間有一定的關(guān)系。在剪切薄鋼板時，α一般用 176?！?6176。，而剪切厚鋼板時為 8176。～ 12176。 . 因此，本次設(shè)計時，人字形刀刃的傾斜角選為 176。 刀片尺寸 剪刃長度 L ： m a x (1 0 0 ~ 3 0 0 )LB?? 式（ ） =1560+240=1800mm 式中 , maxB ─── 被剪鋼板的最大寬度 剪刃橫斷面高度 39。h ： 39。 m ax( ~ )hh? 式（ ） = 50=60mm 17 式中， maxh ─── 被剪鋼板的最大高度 剪刃橫斷面寬 b ： 39。(~ 3)hb? 式（ ） =60/=24mm 刀片行程 斜刀片剪切機(jī)的刀片行程 39。H H H?? 式（ ） m ax12H B tg???? 其中， H? 與平行刃剪切機(jī)一樣，即 1IH H s r??? ? ? ? 式（ ） 圖 IH ───輥道上表面到壓板下平面間距離； (50 ~ 75 )IH h mm?? 其中 h 為軋件的最大截面高度， (50~75) 是保 18 證翹頭軋件通過所留的裕量；因此， 50 70 12 0IH mm? ? ? 。 s─── 上下剪刃的重疊量，因為上剪刃做成人字形，所以 m ax1 nB tg?? 1 1 1 5 6 0 5 .2 7 0 .9 82 t g m m?? ? ? ?， 取 72s mm? 。 1? ───壓板低于上剪刃的數(shù)值，以保證上剪刃不被軋件撞擊，一般取為 5～ 25mm 。所以取 1 23mm? ? 。 r ─── 輥道上平面高出下剪刃的數(shù)值，用以保證下剪刃不被軋件撞擊和 磨損。一般可取 5～ 20mm。所以取 14r mm? 。 則，