【正文】 所示飛剪的刀片的形狀，可按平行刀片剪斷機(jī)的最大剪切力公式計(jì)算剪切力： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 33 P=100021 FKK b? 式中 —— 考慮到刀刃變鈍和刀刃間隙增大后，剪切力增大的 系數(shù)，按剪切機(jī)的能力選?。? 小型剪斷機(jī)（ P ） = 中型剪斷機(jī) = 大型剪斷機(jī) （ P ） = —— 被切軋件強(qiáng)度換算成抗剪切強(qiáng)度之換算系數(shù)，一般取 =； b? ——被切軋件在相應(yīng)剪切溫度下的抗拉強(qiáng)度，對熱剪機(jī)可按下表選?。ü?/ ）； F——被切軋件的剪切斷面面積（ ） 不同溫度時的軋件抗拉強(qiáng)度 b? （公斤 / ） 鋼種 剪切溫度 1000℃ 950℃ 900℃ 850℃ 800℃ 750℃ 700℃ 20℃ 合金鋼 8.5 10 12 1 16 20 23 70 高碳鋼 8 9 11 12 15 17 22 60 低碳鋼 7 8 9 10 1 12 15 40 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 34 由表可知： b? =10 故 P=100021 FKK b? = 10 由已知條件 d=98mm P= 噸 剪 切機(jī) 的電動機(jī)功率計(jì)算及選取 按啟動工作制工作的飛剪剪切功率幾乎完全由飛剪運(yùn)動質(zhì)量的加速條件來決定。根據(jù)胡克定律，軋件中的拉應(yīng)力應(yīng)為 σ = ll? E≤ e? 剪切時的刀片咬入角： cosα = R hR )1( ??? 式中 R——刀片回轉(zhuǎn)半徑， R=235mm h——棒材的直徑， h=98mm ∴ cosα = α = ? 刀片的圓周速度： 式中 E—— 彈性模量，軋件在終軋溫度為950℃ 時， E≈ 4500∽ 5500 公斤 / 。但是當(dāng)飛剪直接裝在軋機(jī)后工作而又沒有勻速機(jī)構(gòu)時，在剪切時，刀片水平速度 xV 可能超過板柸送進(jìn)速度 0V ，則在板柸中將產(chǎn)生拉應(yīng)力，此拉應(yīng)力亦作用在飛剪的刀片上。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 30 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 31 方案的確定 本設(shè)計(jì)采用： 由于剪切棒材直徑較大，速度較快，采用連續(xù)工作制，選取曲柄連桿飛剪機(jī)。下刀架 2 在曲柄 3 與上刀架 1 的帶動下，以偏心軸 4（機(jī)械偏心）偏心套 5（液壓偏心）為中心作往復(fù)擺動。圖 97為曲柄搖桿式飛剪機(jī)結(jié)構(gòu)簡圖。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 29 5）曲柄搖桿式飛剪機(jī) 這種飛剪機(jī)也成為施羅曼飛剪機(jī)，用來剪切冷軋板帶。因此，當(dāng)主曲柄軸 8轉(zhuǎn)動時，通過連桿 1搖桿 9 和連桿 3 使上下刀架作往復(fù)擺動。 在主曲柄軸 8 上，還有一個偏心 e2 。上下刀架與主曲柄軸連接處的偏心距為 e1 ，偏心位置相差 180? 。下刀架 2 通過套式連桿 外偏心套 內(nèi)偏心套 5 與主曲柄軸 8 相連。刀片在剪切區(qū)作近似于平移的運(yùn)動，剪切質(zhì)量較好。這類飛剪機(jī)裝設(shè)在連續(xù)鋼坯軋機(jī)后面，用來剪切方鋼坯。通過雙臂曲柄軸、刀架和擺桿可使 刀片在剪切區(qū)作近似于平移的運(yùn)動，以獲得平整的剪切斷面。當(dāng)導(dǎo)架旋轉(zhuǎn)時，雙臂曲柄軸以相同的角速度隨之一起旋轉(zhuǎn)。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 26 3） 曲柄偏心式飛剪機(jī) 這類飛剪機(jī)的刀片作平移運(yùn)動，其結(jié)構(gòu)簡圖如圖 95所昂比曲 柄軸 9（ BCD）鉸接在偏心軸 12 的鏜孔中，并有一定的偏心距 e。當(dāng)剪切斷面較小而速度較高 時，將連桿 5 從刀架上卸下后，與擺桿 4 一起固定在飛剪機(jī)箱體 3 上，此時，就是一臺回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)。為此，出現(xiàn)了一種曲柄 回轉(zhuǎn)聯(lián)合式飛剪機(jī)如下圖。 應(yīng)該指出，在現(xiàn)代化的連續(xù)式小型型鋼廠中，由于產(chǎn)品的范圍為mm50~10 ?? ，軋件速度變化范圍也達(dá) 2~3m/s。這種飛剪 機(jī)的缺點(diǎn)是結(jié)構(gòu)復(fù)雜，剪切機(jī)構(gòu)動力特性不好，軋件的運(yùn)動速度不能太快。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 25 由于這類飛剪機(jī)在剪切軋件時刀片垂直于軋件，剪切斷面較為平整。刀架 1 作成杠桿形狀，其一端固定在曲柄軸 2 端部，另一端與擺桿 3 相連。曲柄回轉(zhuǎn)杠桿式（也稱曲柄連桿式）飛剪機(jī)就是此類飛剪的一種。 滾筒式飛剪機(jī)的刀片作圓周運(yùn)動，上下刀片切入軋件時，在垂直方向不平行，剪后軋件頭部不平整，故以剪切直徑小于 mm30? 的圓鋼或相應(yīng)的方坯，以及薄板帶為宜。用于切定尺的滾筒式飛剪。用于切頭切尾的滾筒式飛剪機(jī)，在滾筒上往往裝有兩把刀片，分別用來切頭和切尾。刀片 1 裝在滾筒 2 上（圖 91）。滾筒式飛剪 機(jī)的刀片作簡單的圓周運(yùn)動，顧可剪切運(yùn)動速度可達(dá) 15m/s 以上的軋件。它裝設(shè)在連軋機(jī)組或橫切機(jī)組上，用來剪切厚度小于 12mm的鋼板或小型型鋼。近十幾年來，采用計(jì)算機(jī)可編程序控制等新技術(shù)的飛剪機(jī)得到了一定地發(fā)展。反之，如在剪切時剪刃在軋件運(yùn)動方向的瞬時速度 v 比軋件運(yùn)動速度 v0 大很多，則在軋件中將產(chǎn)生較大的拉應(yīng)力，這會影響軋件的剪切質(zhì)量和增加飛剪機(jī)的沖擊負(fù)荷； 2）根據(jù)產(chǎn)品品種規(guī)格的不同和用戶的要求，在同一臺飛剪機(jī)上應(yīng)能 剪切多種規(guī)格的定尺長度，并使長度公差與剪切斷面質(zhì)量符合國家有關(guān)規(guī)定； 3）能滿足軋機(jī)或機(jī)組生產(chǎn)率的要求。 第二章 設(shè)計(jì)方案的比較 剪 切 機(jī)的基本要求 飛剪機(jī)的特點(diǎn)是能橫向剪切運(yùn)動著的軋件，對它有三個基本要求： 1）剪刃在剪切軋件時要隨著運(yùn)動的軋件一起運(yùn)動，即剪刃應(yīng)該同時完成剪切與移動兩個動作，且剪刃在軋件運(yùn)動方向的瞬時分速度 v 應(yīng)與軋件運(yùn)行速度 v0 相等或2%~3%，即 vv 0)~1(? 。調(diào)整操作有三個方面，即調(diào)整曲柄長度；切換空切變速箱；投入或斷開液壓偏心裝置。通過 機(jī)械偏心和空切變速箱可以獲得的定尺長度為基本定尺長度的 2 倍和 4 倍；機(jī)械偏心和液壓偏心同時參與剪切，可以獲得的定尺長度為基本定尺的 8 倍和 16 倍。相應(yīng)的曲柄長度變化范圍為 102~175毫米。 曲柄擺式飛剪字啊機(jī)組速度給定值（即夾送矯正裝置送進(jìn)帶鋼速度給定值）不變的情況下，基本定尺長度的調(diào)節(jié)是通過改變曲柄轉(zhuǎn)速和曲柄長度的方式來實(shí)現(xiàn)的。直到剪切定尺長度誤差被消除，使送進(jìn)速度與剪切速度同步為止，從而實(shí)現(xiàn)長度誤差 的自動校正。曲柄轉(zhuǎn)速由飛剪主電機(jī)軸上的脈沖發(fā)生器 22 測定，夾送輥轉(zhuǎn)速由測量輥 3 上的脈沖 5 測定。 帶鋼運(yùn)行速度即 為夾送矯正裝置送進(jìn)帶鋼的速度，剪切速度則取決與曲柄轉(zhuǎn)速。 K 型飛剪可以將帶鋼剪成 500~16000 毫米內(nèi)的任意定尺長度。 這種曲柄擺式飛剪，目前已引進(jìn)的有 D 型和 K 型。對于有角速度變化的桿件，采用最大慣性能量 的相位彼此錯開等方法，降低慣性能量波動，使得飛剪具有良好的動平衡。定尺精度較好，其公差為長度的 ~%。剪切速度可達(dá) 300 米 /秒；剪切最大厚度為 3 毫米、寬度為 1530 毫米帶鋼時，剪切速度為 120 米 /分。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 19 2） 動平衡性能好。 曲柄擺式飛剪機(jī)構(gòu)合理，電氣控制系統(tǒng)較為完善，具有以下特點(diǎn)： 1） 在剪切過程中，上下剪刃保持平行；當(dāng)帶鋼厚度變化時，剪刃側(cè)向間隙也能方便地調(diào)節(jié)。 這種飛剪具有生產(chǎn)率高、定尺范圍廣、剪切精度高、使用操作方便等優(yōu)點(diǎn)。 40 曲柄擺式飛剪 慣性力大的固有特性，限制了擺式飛剪剪切速度的提高。剪切速度一般在 米 /秒左右，近來由于增加了慣性力平衡裝置，剪切速度可以提高到 4 米 /秒，并使連桿的受力降低 90%、主軸的扭矩降低 75%。 不論是上擺式還是下擺式，上、下刀架均作往復(fù)擺動，所產(chǎn)生的慣性力按正弦函數(shù)變化，大小與剪切速度的平方成正比，從而使得這類飛剪的動力學(xué)特性變壞。上擺式的上刀架的擺動連桿處于主軸的上方；下擺式的上刀架擺動連桿處于主軸的下方。 滑塊式擺式飛剪自五十年代問世以來，不斷改進(jìn)，日趨完善。它的上刀刃坐近似橢圓形的往復(fù)擺動；下刃口作封閉曲線形往復(fù)擺動，同時在上刀架的滑槽內(nèi)上下滑動，實(shí)現(xiàn)與帶鋼的同步剪切。 每一剪切循環(huán)完成一次剪切，顯然，定尺長度 L 取決與剪切循環(huán)的周期 T（兩次剪切的間隔時間）即： 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 18 TL vB? 式中 vB —— 帶鋼運(yùn)行速度，米 /秒 T—— 剪切循環(huán)周期。 剪切過程 若剪刃從最大開口度啟動工作后再恢復(fù)到最大開口度位置為一個剪切循環(huán)，則飛剪在這一周內(nèi)的剪切過程為： 1） 滑座在上下剪刃剪切終了后處于最大開口度狀態(tài)下自 P 點(diǎn)開始減速停車； 2） 滑座反向（指與帶鋼運(yùn)行方向相反）加速運(yùn)行； 3） 滑座反向等速運(yùn)行； 4） 滑座減速停車； 5） 滑座正向加速運(yùn)行； 6） 滑座正向運(yùn)行速度達(dá)到與帶鋼運(yùn)行速度同步后，等速運(yùn)行。上下剪刃每剪一次，滑座將經(jīng)過前進(jìn)、返回、加速及停車等階段。其機(jī)械結(jié)構(gòu)較 為簡單，電氣控制系統(tǒng)比較復(fù)雜，適合剪切厚規(guī)格的熱軋帶鋼卷。 滑座式費(fèi)勁愛你通過滑座的橫向移動使上下剪刃與被切鋼帶保持同步，只用搖床使下剪刃上升和下降也可以實(shí)現(xiàn)間斷式剪切。剪切時剪刃的不平行性還影響剪切成品的端面質(zhì)量，所以這種飛剪不適合剪切厚度較大的帶材，大多用于剪切薄帶材。 剪切帶鋼時，剪刃的位置不能始終保持平行；即開始剪切時剪刃相對 于帶鋼的位置是傾斜的，僅僅在剪切終結(jié)是才能垂直與帶鋼。 定尺飛剪 定尺飛剪又有滾筒式、滑座式、擺式和曲柄式等幾種 1）切頭飛剪的形式及特點(diǎn) 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 16 2）定尺飛剪 10 滾筒式飛剪 滾筒式定尺飛剪的兩個滾筒旋轉(zhuǎn)方向相反，具有良好的平衡特性，因而可以在剪切速度很高的剪切線上工作。 應(yīng)用最廣的是滾筒式切頭飛剪，其滾筒上有 兩對剪刃，能夠按工藝要求分別將帶坯頭尾剪切成對稱弧形。 飛剪的類型、特點(diǎn)及工作原理 飛剪的類型 板帶車間的飛剪按用途可分為切頭飛剪和定尺飛剪兩大類。通常 采用直流電動機(jī)或通過裝設(shè)飛剪傳動裝置中的變速箱來達(dá)到改變刀片轉(zhuǎn)速 n 的目的。 當(dāng)?shù)镀膱A周速度與軋件運(yùn)動速度相等，且空切系數(shù) K=1 時，此時飛剪剪下的軋件長度稱為基本長度 L0 ，對應(yīng)的刀片轉(zhuǎn)速稱為基本轉(zhuǎn)速 n0 ，則公式可改寫為 nn 011000 60 DnvL ??? 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 14 式中 D1 —— 送料輥直徑； n1 —— 送料輥轉(zhuǎn)速。 由上述公式可知，連續(xù)工作制飛剪剪切定尺長度 L 取決與刀片的轉(zhuǎn)速 n， 相鄰兩次剪切時間內(nèi)刀片的轉(zhuǎn)數(shù) K（通常 v0 是常數(shù)）。 連續(xù)工作制飛剪的調(diào)長方式 在軋件運(yùn)動速度較高的情況下，用于剪切定尺長度的飛剪一般都采用連續(xù)工作制。刀片在位置 1 起動，到位置 2 開始剪切，剪切完了進(jìn)行制動，刀片在位置 3 轉(zhuǎn)入爬行速度，使刀片準(zhǔn)確的停于位置 1，從而完成一個剪切周期。為減少高溫軋件對剪切軸承的熱輻射， β 角（刀片原始位置 1）一般在 900 左右；開始剪切角 Φ 在同一臺飛剪中，是隨軋件厚度而改變的，最大可得到 4030 00 ~ ；位置 3 在刀片不碰軋件的條件下，按制動條件選擇。在這種情況下，就需要能保證較長的起動和制動持續(xù)時間的運(yùn)動線路圖來代替普通飛剪的運(yùn)動線路圖。 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 12 當(dāng)軋件定尺長度較短時，可能出現(xiàn) L 小于 Lg+ tvj0，此時，光 電管或機(jī)械開關(guān)就需要放在飛剪的前面，則 Ltv gjL ?? 0 當(dāng)兩次剪切的間隔時間能保證完成飛剪的起動和制動時，才能實(shí)現(xiàn)在上述工作制下進(jìn)行切頭和切定尺。 在調(diào)節(jié)定尺長度的時候，通常是不采用移動光電管位 置的方法，即改變 Lg值，而采用特殊的時間繼電器來改變時間 tj。飛剪的起動和制動是自動進(jìn)行的，當(dāng)軋件頭部作用于裝設(shè)在飛剪后的光電管或機(jī)械開關(guān)（見下圖 a） 徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 11 時，飛剪便自動起動。對于不同的工作制度的飛剪，改變時間 t 的方法亦不相同。上述公式就是飛剪調(diào)長的基本公式。如果軋件運(yùn)動速度 v0 為常數(shù)，而飛剪每隔 t秒剪切一次軋件，則被剪下的軋件長度 L 為 )(0 tftL v ?? 即被剪下的軋件長度等于在相鄰的兩次剪切間隔時間 t 內(nèi)軋件所走過的距離。因此，要求飛剪的剪切長度能夠調(diào)整。該機(jī)構(gòu)對帶鋼進(jìn)行的粗矯正，僅能保證帶鋼順利地進(jìn)入上下剪刃間。常見的勻速機(jī)構(gòu)有雙曲柄勻 速機(jī)構(gòu)、徑向勻速機(jī)構(gòu)、非圓齒輪勻速機(jī)構(gòu)、曲柄長度可調(diào)勻速機(jī)構(gòu)以及電動勻速裝置等。它有機(jī)械的、液壓的等徐州工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院 畢業(yè)設(shè)計(jì)論文 10