畢業(yè)設(shè)計 棒材飛剪機的設(shè)計.doc

畢業(yè)設(shè)計設(shè)計題目：棒材飛剪機的設(shè)計系別：_班級：_姓名：_指導(dǎo)教師：_2010年11月1日08機電機電一體化棒材飛剪機的設(shè)計摘要棒材飛剪機是現(xiàn)代軋鋼生產(chǎn)線上的咽喉設(shè)備，它負責(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，對提高軋鋼廠的成材率具有十分重要的意義。本課題從機械設(shè)計和氣動控制等各個方面找出影響剪切精度的因素，從而設(shè)計出啟停特性好的飛剪機，并對飛剪的控制進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)用價值，同時對飛剪的設(shè)計制造具有一定的指導(dǎo)意義，并可為企業(yè)提高成材率，進而創(chuàng)造經(jīng)濟效益。而且，由于本課題綜合運用了機電氣的相關(guān)知識，通過對飛剪機的精度控制分析,提出了一些響應(yīng)的改進方法,值得在實際的設(shè)計制造中借鑒,提出了幾種飛剪機設(shè)計的新思路,可供參考。相關(guān)詞:飛剪機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飛剪機的工業(yè)作用和分類.21.2飛剪機應(yīng)滿足的設(shè)計要求.21.3飛剪機設(shè)計任務(wù)書.22飛剪機機構(gòu)的選型.32.1剪切機構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型.32.2飛剪機工作方式的選擇.33飛剪機機械系統(tǒng)的設(shè)計.63.1飛剪機系統(tǒng)設(shè)計總的要求.63.2飛剪機基本參數(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)的計算.93.2.3電動機功率選擇.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剪切機構(gòu)剪刃動點軌跡的運動分析與優(yōu)化.153.4.1曲柄式剪切機構(gòu)剪刃動點軌跡計算式.163.4.2剪切機構(gòu)動點軌跡分析.194飛剪機氣動系統(tǒng)的設(shè)計.204.1飛剪機的啟動對離合器性能的要求.204.2飛剪機的制動特性對制動器的要求.204.3飛剪機對氣動系統(tǒng)的氣壓高低和穩(wěn)定的要求.20謝辭.23參考文獻.24畢業(yè)設(shè)計1引言飛剪機是在軋件運動中對軋件實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，飛剪機的需求量不斷增加，自然而然的對飛剪機的設(shè)計和制造質(zhì)量提出了更高的要求。由于是運動中對軋件實施剪切，因此，對飛剪的運動特性，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)計采用氣動離和器制動器控制飛剪的剪切，簡化了電氣控制系統(tǒng)，降低了整機操作的難度，從而實現(xiàn)了整機的在小慣量下啟動、制動，在大慣量下剪切能量分配合理，控制運轉(zhuǎn)穩(wěn)定的較為理想的飛剪機設(shè)計方案。畢業(yè)設(shè)計21設(shè)計任務(wù)的提出1.1飛剪機的工藝作用與分類飛剪機的剪切工藝主要包括：對連軋生產(chǎn)線上的軋件實施切頭、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,板帶飛剪機,.機；按其工作形式有可分為連續(xù)式飛剪機,起停式飛剪機和連續(xù)起停復(fù)合式飛剪機。1.2飛剪機應(yīng)滿足的設(shè)計要求1.飛剪機的剪切速度應(yīng)與軋件同步，最理想的狀態(tài)是在剪切時，飛剪機的剪刃在軋件運動方向上.，但此時必須要考慮飛剪機剪切時的動態(tài)降速。2.為保證軋件剪切面（平直）質(zhì)量，要求飛剪機的一對刀片在剪切過程中作平移（平行移動）運動，剪刃間的刀片側(cè)隙應(yīng)盡可能保持不變，同時，兩刀片始終與軋件中心線相垂直。3.剪刃的運動曲線應(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施。5.盡量減少參與剪切運動機構(gòu)零件部件的數(shù)量和重量，以降低剪切機構(gòu)運動的慣量值（即飛輪矩GD2），減少速度變化量，提高飛剪機機構(gòu)的靈敏性和穩(wěn)定性，以及定位精度，從而通告飛剪機的剪切定尺精度。6.合理分配適合與飛剪機的同步機構(gòu)及前后設(shè)備，如夾送測速輥、末架1.3飛剪機設(shè)計任務(wù)書1.飛剪機剪切工藝要切機用于切頭、切定（倍）尺；為保證軋件剪切斷面質(zhì)量，剪切機構(gòu)采用曲柄+回轉(zhuǎn)（偏心+轉(zhuǎn)鼓）式。2.飛剪機剪切.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)確定飛剪機的剪切能力,主體機構(gòu)的大小。3.飛剪機正常運轉(zhuǎn)所要求的基本條件。如機械傳動中的潤滑,氣動離合器和制動器的使用氣源等見使用說明書。2飛剪機機構(gòu)的選型2.1剪切機構(gòu)的結(jié)構(gòu)選型畢業(yè)設(shè)計3在選型設(shè)計中,按照飛剪機設(shè)計任務(wù)數(shù)的要求,首先依照現(xiàn)有資料分析比較,初步選定飛剪機機構(gòu)的機構(gòu)形式。下表列舉出了這幾種飛剪的比較:表2-1飛剪機的幾種機構(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，其要剪切的范圍廣（12mm-25mm），成品速曲柄連桿機構(gòu)實現(xiàn)剪切；當(dāng)軋制斷面較小時,線速度較高時,采用回轉(zhuǎn)機構(gòu)實現(xiàn)剪切這種飛剪由于主動機和某些傳動不見在兩種狀態(tài)下用,因而大大節(jié)省了投資,也縮短了廠房長度。2.2飛剪機工作方式的選擇飛剪機是通過設(shè)置剪切機構(gòu)上對稱布置的上下剪切曲柄旋轉(zhuǎn)運動一周來實現(xiàn)起動剪切與制動復(fù)位的。其工作方式根據(jù)其剪切機構(gòu)采用的工作制分為啟動制和連續(xù)工作制。連續(xù)式飛剪機工作時剪切機構(gòu)是連續(xù)運轉(zhuǎn)的,剪切動作是依靠空切或其他輔助設(shè)備(如空切機構(gòu),擺槽裝置等來實現(xiàn)的)啟動式飛剪機.選擇小些,但對離合器制動器要求較高。啟動工作制飛剪主要用于切頭切尾和切定尺。采用啟動工作制飛剪定尺時,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.機構(gòu)順利送到冷床,另一方面保證熱金屬探測器(接受來鋼信號)有機會恢復(fù)到原來狀態(tài)進行新一輪的檢測,這可用提高飛剪后轉(zhuǎn)輥道的速度的方法來達到。啟動工作制飛剪必須是相鄰兩次剪切時間(最小值)足夠并大于飛剪系統(tǒng)完成啟動和制動的條件下才能采用。因此,當(dāng)速度高,定尺短和飛剪的轉(zhuǎn)動慣量很大時,不能采用啟動工作制來剪切定尺。畢業(yè)設(shè)計4若軋鋼速度較高,但在相鄰兩次剪切間時(最小值)足夠并大于飛剪系統(tǒng)從接受到啟動信號到完成啟動,剪切和制動的總時間(最小值,即飛剪系統(tǒng)接受道啟動信號后立即啟動,著2時飛剪系統(tǒng)的系統(tǒng)特性,與電器系統(tǒng)參數(shù)及元器件,啟動系統(tǒng)參數(shù)元器件,機械系統(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(每一個工作循環(huán)即剪切周期對應(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動軌跡2-2復(fù)雜工作制飛剪剪刃運動軌跡若飛剪的轉(zhuǎn)動慣量(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,剪切及制動到理想制動位置這一循環(huán),(但啟動階段和制動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:啟動加速階段1.勻速運轉(zhuǎn)階段2.剪切階段3.正向剪切制動階段4.反向復(fù)位啟動加速階段5.反向復(fù)位勻速運轉(zhuǎn)階段6.反向復(fù)位制動階段7.爬行階段8.(滿足剪刃準確定位)。.一圈,兩轉(zhuǎn)或更多轉(zhuǎn)得到時間內(nèi)進行,也可采