畢業(yè)設(shè)計(jì) 棒材飛剪機(jī)的設(shè)計(jì).doc

畢業(yè)設(shè)計(jì)設(shè)計(jì)題目：棒材飛剪機(jī)的設(shè)計(jì)系別：_班級(jí)：_姓名：_指導(dǎo)教師：_2010年11月1日08機(jī)電機(jī)電一體化棒材飛剪機(jī)的設(shè)計(jì)摘要棒材飛剪機(jī)是現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)線上的咽喉設(shè)備，它負(fù)責(zé)鋼材的切頭切尾及定尺剪切。在高速軋線上，確保飛剪的定尺剪切精度，對(duì)提高軋鋼廠的成材率具有十分重要的意義。本課題從機(jī)械設(shè)計(jì)和氣動(dòng)控制等各個(gè)方面找出影響剪切精度的因素，從而設(shè)計(jì)出啟停特性好的飛剪機(jī)，并對(duì)飛剪的控制進(jìn)行一定的分析研究以確保飛剪的定尺精度。本課題的研究具有較高的應(yīng)用價(jià)值，同時(shí)對(duì)飛剪的設(shè)計(jì)制造具有一定的指導(dǎo)意義，并可為企業(yè)提高成材率，進(jìn)而創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)效益。而且，由于本課題綜合運(yùn)用了機(jī)電氣的相關(guān)知識(shí)，通過對(duì)飛剪機(jī)的精度控制分析,提出了一些響應(yīng)的改進(jìn)方法,值得在實(shí)際的設(shè)計(jì)制造中借鑒,提出了幾種飛剪機(jī)設(shè)計(jì)的新思路,可供參考。相關(guān)詞:飛剪機(jī)棒材精度控制剪切精度StrongmaterialflytocutmachineAbstractStrongmaterialflytocutmachineisthethroatequipmentonthemodernproductionlineofsteelrolling,itresponsiblesteelmaterialcutheadcutendandscalecut.Onrollinglinewithhighspeedensuretoflythescalethatcutscutprecision,forrisingsteelrollingmillbecomeusefultoleadhaveveryimportantmeaning.Thisprogramisfrommechanicaldesignandispneumatictofindoutinfluencewitheveryaspectssuchaselectricalcontroltocutthefactorofprecision,sodevisetostartstoppropertygoodflytocutmachine,andasflying,thecontrolthatcutcarriesoutcertainanalysisresearchsoasensuretoflythescaleprecisionthatcut.Theresearchofthisprogramhashigherapplicationvalue,atthesametimeasflying,thedesignproductionthatcuthascertainguidancemeaning,andcanbecomeusefulforenterpriseraisingtolead,andthencreateeconomicbenefits.,sincethisprogramissynthesizedwiththerelatedknowledgeofElectromechanicalair,passforflytocutmachineprecisioncontrolanalysis,haveputforwardsomeimprovementmethodsofresponding,deservetorefertoinactualdesignproduction,haveputforwardsomekindsofflytocutthenewtrainofthoughtofmachinedesign,forreference.Keywords:FlytocutmachineStrongmaterialPrecisioniscontroledCutprecision目錄引言.11任務(wù)的提出.21.1飛剪機(jī)的工業(yè)作用和分類.21.2飛剪機(jī)應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)要求.21.3飛剪機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書.22飛剪機(jī)機(jī)構(gòu)的選型.32.1剪切機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型.32.2飛剪機(jī)工作方式的選擇.33飛剪機(jī)機(jī)械系統(tǒng)的設(shè)計(jì).63.1飛剪機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)總的要求.63.2飛剪機(jī)基本參數(shù)的確定與選擇.63.2.1基本參數(shù)的確定.73.2.2力能參數(shù)的計(jì)算.93.2.3電動(dòng)機(jī)功率選擇.113.2.4飛輪力矩的確定.123.3齒輪的確定和齒輪間隙的清除.143.3.1傳動(dòng)齒輪參數(shù)的確定.143.3.2齒側(cè)間隙的消除的方法和調(diào)整.143.4剪切機(jī)構(gòu)剪刃動(dòng)點(diǎn)軌跡的運(yùn)動(dòng)分析與優(yōu)化.153.4.1曲柄式剪切機(jī)構(gòu)剪刃動(dòng)點(diǎn)軌跡計(jì)算式.163.4.2剪切機(jī)構(gòu)動(dòng)點(diǎn)軌跡分析.194飛剪機(jī)氣動(dòng)系統(tǒng)的設(shè)計(jì).204.1飛剪機(jī)的啟動(dòng)對(duì)離合器性能的要求.204.2飛剪機(jī)的制動(dòng)特性對(duì)制動(dòng)器的要求.204.3飛剪機(jī)對(duì)氣動(dòng)系統(tǒng)的氣壓高低和穩(wěn)定的要求.20謝辭.23參考文獻(xiàn).24畢業(yè)設(shè)計(jì)1引言飛剪機(jī)是在軋件運(yùn)動(dòng)中對(duì)軋件實(shí)施剪切工藝的一種設(shè)備，是連續(xù)式軋鋼生產(chǎn)線上不可缺少的，非常關(guān)鍵的設(shè)備之一。特別是隨著現(xiàn)代化鋼材生產(chǎn)的產(chǎn)量和品種的不斷增加，要求軋鋼生產(chǎn)向高速，連續(xù)化生產(chǎn)方式發(fā)展的今天，飛剪機(jī)的需求量不斷增加，自然而然的對(duì)飛剪機(jī)的設(shè)計(jì)和制造質(zhì)量提出了更高的要求。由于是運(yùn)動(dòng)中對(duì)軋件實(shí)施剪切，因此，對(duì)飛剪的運(yùn)動(dòng)特性，反應(yīng)靈敏性，以及工作穩(wěn)定可靠等各方面都必須有很高的要求。本設(shè)計(jì)采用氣動(dòng)離和器制動(dòng)器控制飛剪的剪切，簡化了電氣控制系統(tǒng)，降低了整機(jī)操作的難度，從而實(shí)現(xiàn)了整機(jī)的在小慣量下啟動(dòng)、制動(dòng)，在大慣量下剪切能量分配合理，控制運(yùn)轉(zhuǎn)穩(wěn)定的較為理想的飛剪機(jī)設(shè)計(jì)方案。畢業(yè)設(shè)計(jì)21設(shè)計(jì)任務(wù)的提出1.1飛剪機(jī)的工藝作用與分類飛剪機(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），以及事故處理和軋件的樣品剪切等。飛剪機(jī)的種類有很多種,主要有:按照軋制線上生產(chǎn)鋼材的種類分為鋼坯飛剪機(jī),板帶飛剪機(jī),.機(jī)；按其工作形式有可分為連續(xù)式飛剪機(jī),起停式飛剪機(jī)和連續(xù)起停復(fù)合式飛剪機(jī)。1.2飛剪機(jī)應(yīng)滿足的設(shè)計(jì)要求1.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.，但此時(shí)必須要考慮飛剪機(jī)剪切時(shí)的動(dòng)態(tài)降速。2.為保證軋件剪切面（平直）質(zhì)量，要求飛剪機(jī)的一對(duì)刀片在剪切過程中作平移（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)，兩刀片始終與軋件中心線相垂直。3.剪刃的運(yùn)動(dòng)曲線應(yīng)是一條封閉曲線，在剪切段應(yīng)盡量平直，在剪切過程中要求剪切速度均勻，.的初始位置，不影響軋件自由通過。4.應(yīng)能根據(jù)不同的軋件厚度，甚至軋件形狀，合理方便的調(diào)整剪刃側(cè)隙和重合量，以保證剪切工藝的正常實(shí)施。5.盡量減少參與剪切運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)零件部件的數(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GD2），減少速度變化量，提高飛剪機(jī)機(jī)構(gòu)的靈敏性和穩(wěn)定性，以及定位精度，從而通告飛剪機(jī)的剪切定尺精度。6.合理分配適合與飛剪機(jī)的同步機(jī)構(gòu)及前后設(shè)備，如夾送測(cè)速輥、末架1.3飛剪機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)書1.飛剪機(jī)剪切工藝要切機(jī)用于切頭、切定（倍）尺；為保證軋件剪切斷面質(zhì)量，剪切機(jī)構(gòu)采用曲柄+回轉(zhuǎn)（偏心+轉(zhuǎn)鼓）式。2.飛剪機(jī)剪切.剪切溫度：900；剪切定尺長度:可調(diào)。根據(jù)上述原始數(shù)據(jù)確定飛剪機(jī)的剪切能力,主體機(jī)構(gòu)的大小。3.飛剪機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所要求的基本條件。如機(jī)械傳動(dòng)中的潤滑,氣動(dòng)離合器和制動(dòng)器的使用氣源等見使用說明書。2飛剪機(jī)機(jī)構(gòu)的選型2.1剪切機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型畢業(yè)設(shè)計(jì)3在選型設(shè)計(jì)中,按照飛剪機(jī)設(shè)計(jì)任務(wù)數(shù)的要求,首先依照現(xiàn)有資料分析比較,初步選定飛剪機(jī)機(jī)構(gòu)的機(jī)構(gòu)形式。下表列舉出了這幾種飛剪的比較:表2-1飛剪機(jī)的幾種機(jī)構(gòu)形式投資電控系統(tǒng)剪切斷面/mm軋件速度m/s剪切誤差維護(hù)回轉(zhuǎn)式較省簡單10-3020較小80mm復(fù)雜經(jīng)常換設(shè)備曲柄式大較復(fù)雜30-70910mm較復(fù)雜復(fù)合式較大復(fù)雜10-70200-70mm復(fù)雜而就現(xiàn)在我們所要研究的小型線材飛剪機(jī)，其要剪切的范圍廣（12mm-25mm），成品速曲柄連桿機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)剪切；當(dāng)軋制斷面較小時(shí),線速度較高時(shí),采用回轉(zhuǎn)機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)剪切這種飛剪由于主動(dòng)機(jī)和某些傳動(dòng)不見在兩種狀態(tài)下用,因而大大節(jié)省了投資,也縮短了廠房長度。2.2飛剪機(jī)工作方式的選擇飛剪機(jī)是通過設(shè)置剪切機(jī)構(gòu)上對(duì)稱布置的上下剪切曲柄旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)一周來實(shí)現(xiàn)起動(dòng)剪切與制動(dòng)復(fù)位的。其工作方式根據(jù)其剪切機(jī)構(gòu)采用的工作制分為啟動(dòng)制和連續(xù)工作制。連續(xù)式飛剪機(jī)工作時(shí)剪切機(jī)構(gòu)是連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)的,剪切動(dòng)作是依靠空切或其他輔助設(shè)備(如空切機(jī)構(gòu),擺槽裝置等來實(shí)現(xiàn)的)啟動(dòng)式飛剪機(jī).選擇小些,但對(duì)離合器制動(dòng)器要求較高。啟動(dòng)工作制飛剪主要用于切頭切尾和切定尺。采用啟動(dòng)工作制飛剪定尺時(shí),必須使得軋件切去部分與剩余一部分之間有一定距離,一方面保證切去部.機(jī)構(gòu)順利送到冷床,另一方面保證熱金屬探測(cè)器(接受來鋼信號(hào))有機(jī)會(huì)恢復(fù)到原來狀態(tài)進(jìn)行新一輪的檢測(cè),這可用提高飛剪后轉(zhuǎn)輥道的速度的方法來達(dá)到。啟動(dòng)工作制飛剪必須是相鄰兩次剪切時(shí)間(最小值)足夠并大于飛剪系統(tǒng)完成啟動(dòng)和制動(dòng)的條件下才能采用。因此,當(dāng)速度高,定尺短和飛剪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量很大時(shí),不能采用啟動(dòng)工作制來剪切定尺。畢業(yè)設(shè)計(jì)4若軋鋼速度較高,但在相鄰兩次剪切間時(shí)(最小值)足夠并大于飛剪系統(tǒng)從接受到啟動(dòng)信號(hào)到完成啟動(dòng),剪切和制動(dòng)的總時(shí)間(最小值,即飛剪系統(tǒng)接受道啟動(dòng)信號(hào)后立即啟動(dòng),著2時(shí)飛剪系統(tǒng)的系統(tǒng)特性,與電器系統(tǒng)參數(shù)及元器件,啟動(dòng)系統(tǒng)參數(shù)元器件,機(jī)械系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)及零部件的材質(zhì),尺寸等有關(guān)),再加上兩次剪切之間的最小間隔這一條件的話,可采用圖2-1所示的最簡單工作制度(每一個(gè)工作循環(huán)即剪切周期對(duì)應(yīng)的剪刃轉(zhuǎn)過的角度為360)圖2-1簡單工作制飛剪剪刃運(yùn)動(dòng)軌跡2-2復(fù)雜工作制飛剪剪刃運(yùn)動(dòng)軌跡若飛剪的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量(飛輪矩)很大,剪切速度很高,剪刃來不及在360范圍內(nèi)完成加速到剪切速度,剪切及制動(dòng)到理想制動(dòng)位置這一循環(huán),(但啟動(dòng)階段和制動(dòng)階段均可以在剪刃轉(zhuǎn)一.2-2所示工作制度,即將剪切周期劃分為:啟動(dòng)加速階段1.勻速運(yùn)轉(zhuǎn)階段2.剪切階段3.正向剪切制動(dòng)階段4.反向復(fù)位啟動(dòng)加速階段5.反向復(fù)位勻速運(yùn)轉(zhuǎn)階段6.反向復(fù)位制動(dòng)階段7.爬行階段8.(滿足剪刃準(zhǔn)確定位)。.一圈,兩轉(zhuǎn)或更多轉(zhuǎn)得到時(shí)間內(nèi)進(jìn)行,也可采