大型電機(jī)用冷軋硅鋼片剪切設(shè)備的設(shè)計(jì)開題報(bào)告.doc

上海 電 機(jī) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報(bào)告 課題名稱 _大型電機(jī)用冷軋硅鋼片剪切裝置 的設(shè)計(jì) _ 學(xué) 院 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動(dòng)化 班 級(jí) 學(xué) 號(hào) 姓 名 指導(dǎo)教師 定稿日期： 20 年 月日 1 大型電機(jī)用冷軋硅鋼片剪切裝置的設(shè)計(jì) 1 選題背景及其意義 電機(jī)定子鐵心沖片外徑一般小于 1m 的用圓整沖片，大于 0.99m 的用扇形沖片，上海電機(jī)廠生產(chǎn)的大型電機(jī)定子鐵心沖片為扇形的冷軋硅鋼片沖制而成。為了提高硅鋼片的下料利用率，剪切時(shí)必須考慮套裁，減料設(shè)備應(yīng)能剪切出與兩側(cè)面成非直角的冷軋硅鋼片。 本課題是根據(jù)用戶要求，進(jìn)行大型電機(jī)用冷軋硅鋼片剪切裝置的合理設(shè)計(jì)，使其達(dá)到結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、操作方便、性能可靠、有效保證產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的要求。 本課題內(nèi)容主要涉及工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、制圖公差等方面的知識(shí)，通過本次畢業(yè) 設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、檢索中外文獻(xiàn)和綜述的能力，綜合運(yùn)用專業(yè)理論、知識(shí)分析解決實(shí)際問題的能力和計(jì)算機(jī)繪圖等能力。 2 文獻(xiàn)綜述（國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì)） 隨著時(shí)代的發(fā)展，對(duì)于剪切機(jī)的研究速度也在迅速發(fā)展。目前國(guó)內(nèi)外有許多質(zhì)量上乘， 性能優(yōu)良的剪切機(jī)。 在國(guó)內(nèi) 2007 年 4 月 8 日，經(jīng)過馬鞍山公司近一年的攻關(guān)研究，年產(chǎn) 60 萬噸棒材生產(chǎn)線 850 噸冷剪切機(jī)及定尺機(jī)成套設(shè)備，順利通過了中國(guó)冶金設(shè)備總公司的試車和驗(yàn)收，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)完全符合設(shè)計(jì)要求。成為繼河南洛陽礦山機(jī)械廠之后，國(guó)內(nèi)第二家制造最大冶金剪切 設(shè)備的廠家。 850 噸冷剪切機(jī)及定尺機(jī)成套設(shè)備是年產(chǎn) 60萬噸棒材生產(chǎn)線設(shè)備。用于冷態(tài)圓鋼，螺紋鋼，棒材軋件定尺剪切，它的最大剪切力大于 850t，剪刃有效剪切寬度大于 1200mm，被剪切棒材規(guī)格 12-50mm 圓鋼，螺紋鋼，定尺長(zhǎng)度 6-12m。制作這臺(tái)工藝復(fù)雜，技術(shù)難度空前的單體設(shè)備在該公司尚屬首次，就是國(guó)內(nèi)也只有河南洛陽礦山機(jī)械廠一家。為此，公司把它作為新產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目。該公司工程技術(shù)人員大膽創(chuàng)新，按照意大利達(dá)涅利司圖紙的技術(shù)要求，設(shè)計(jì)出一套行之有效加工和裝配的工藝方案。為保證冷剪結(jié)構(gòu)件箱體各相對(duì)面和內(nèi)腔 體的軸孔尺寸公差和形位公差在同軸度和位置度上，便于穿過和擺放偏心軸，該公司利用捷克 250 數(shù)控鏜銑機(jī)進(jìn)行數(shù)控編程，加工，確保萬無一失。要在不足 10 平方米的箱體里裝配偏心軸，多級(jí)硬齒面齒輪，潤(rùn)滑系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)，氣動(dòng)系統(tǒng)及上述系統(tǒng)到設(shè)備的管路，困難可想而知。尤其是偏心軸與大齒輪采用大錐度無鍵聯(lián)結(jié)，只能通過刮研的方法實(shí)施傳動(dòng)，研磨率要求85%以上，從而使剪刃的平行度在 0.2 到 0.3mm 范圍之內(nèi)，達(dá)垂直剪切。裝配鉗工自行設(shè)計(jì)定位塊，偏正吊具等工裝，反復(fù)試驗(yàn)，終于解決裝配中這一技術(shù)難題。這套 850 噸冷剪機(jī)設(shè)備的成功制造 ，標(biāo)志著該公司的軋剛設(shè)備制造能力達(dá)到國(guó)內(nèi)一流水平。 美國(guó)拉邦迪公司生產(chǎn)有幾種尺寸型號(hào)的移動(dòng)式剪切機(jī)，主要用于廢料場(chǎng)作業(yè)，剪 2 切力為 9.8-118 百萬噸。液壓缸設(shè)計(jì)非常合理，易于聯(lián)通挖掘機(jī)上的液壓系統(tǒng)，上述剪切機(jī)所具有的剪切力可以切割車廂里的框架以及各類金屬梁，管和各種截面的電源線。美國(guó) Allied Gotr 公司有 AG,p,S 三種型號(hào)的移動(dòng)式剪切機(jī)。 AG 型剪切機(jī)由一個(gè)帶有突出部分的三角形機(jī)架和一個(gè)餃裝在機(jī)架上的雙臂杠桿組成，雙臂杠桿上除剪切刀桿之外。還裝有一個(gè)帶動(dòng)液壓缸的雙節(jié)機(jī)械裝置。機(jī)架前裝有剪刀吊 桿，而機(jī)架本身則固定在挖掘機(jī)懸臂上。由于是雙節(jié)餃合懸臂上。由于是雙節(jié)餃合機(jī)構(gòu)，當(dāng)剪切機(jī)處于較大剪切力時(shí)，可使剪口張大。 P 型剪切機(jī)再構(gòu)造型式于 AG 型相同，但被剪切材料可應(yīng)自動(dòng)固定在刀區(qū)內(nèi)，以使液壓缸產(chǎn)生的作用力得到有效的利用。 S 型剪切機(jī)安裝在帶有 2-3節(jié)懸臂的普通裝載機(jī)上。這種剪切機(jī)的剪切力的利用率與 P 型剪切機(jī)相同。 根據(jù)國(guó)內(nèi)外的剪切機(jī)發(fā)展不難發(fā)現(xiàn)，剪切機(jī)在軋鋼方面的巨大作用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展我相信我國(guó)剪切機(jī)的發(fā)展會(huì)更上一個(gè)臺(tái)階的。與世界現(xiàn)在剪切機(jī)的差距也會(huì)越來越小。 3 研究?jī)?nèi)容 2 電動(dòng)機(jī)的選擇 3 機(jī)械傳動(dòng)系統(tǒng) . 12 3.1 傳動(dòng)系統(tǒng)的類型及系統(tǒng)分析 . 12 3.2 三角皮帶傳動(dòng)設(shè)計(jì) . 14 3.3 齒輪傳動(dòng)的設(shè)計(jì) . 16 3.4 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì) . 19 3.5 平鍵 . 22 4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) . 24 5、剪切刀片間歇運(yùn)動(dòng)裝置 6、角度調(diào)整裝置 ： 5 離合器與制動(dòng)器 . 38 6 機(jī)身設(shè)計(jì) . 43 3 4 研究方案 剪料裝置的 總體方案： 機(jī)械壓力機(jī)工作時(shí) (圖 2-1 機(jī)械壓力機(jī)工作原理圖 ） ,由電動(dòng)機(jī)通過三角皮帶驅(qū)動(dòng)大皮帶輪（通常兼作飛輪 ） ,經(jīng)過齒輪副和離合器帶動(dòng)曲柄滑塊機(jī)構(gòu) ,使滑塊和凸模直線下行。鍛壓工作完成后滑塊回程上行 ,離合器自動(dòng)脫開，同時(shí)曲柄軸上的 制 動(dòng)器接通，使滑塊停止在上止點(diǎn)附近。 剪料機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)方案： 電機(jī) -剪刀 4 有以下主要部分組成： 1、壓料機(jī)構(gòu) ： 剪切過程應(yīng)有先壓緊然后剪切的過程，要有足夠的壓料力和壓料腳。 2、剪料機(jī)構(gòu)： 主要包括：電動(dòng)機(jī)、 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、 上下刀架； 剪切刀片間歇運(yùn)動(dòng)裝置 3、角度調(diào)整裝置 ：用來剪切帶有角度的工件。（極限位置表示） 4 機(jī)座：由底座、左右機(jī)架 等焊合而成。 5、操縱裝置： 平行刀片剪切機(jī)剪切方 式的方案： 上切式平行刀片剪切機(jī)： 這種剪切機(jī)的特點(diǎn)是下刀片固定不動(dòng)，上刀片是上下運(yùn)動(dòng)的。剪切軋件的動(dòng)作由上刀來完成，上切式平行刀片剪切機(jī)的剪切機(jī)構(gòu)是由最簡(jiǎn)單的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組成的，除了剪切機(jī)本身外，尚有定尺機(jī)、切頭收集與輸送裝置等。由于下刀固定不動(dòng)，為使剪切工作順利進(jìn)行，剪切的軋件厚度大于 30 60mm 時(shí)，需在剪切機(jī)后裝設(shè)擺動(dòng)臺(tái)或擺動(dòng)輥道，其本身無驅(qū)動(dòng)裝置。剪切時(shí)，上刀壓著軋件下降，迫使擺動(dòng)臺(tái)也下降。當(dāng)剪切完畢，上刀上升時(shí)，擺動(dòng)臺(tái)在其平和裝置作用下也回升至原始位置。上切式平行刀片剪切機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，廣泛用來 剪切中小型鋼坯，其剪切力一般小于 2.5MN。 下切式平行刀片剪切機(jī)： 5 這種剪切機(jī)的特點(diǎn)是上、下刀片都運(yùn)動(dòng)，但是剪切軋件的動(dòng)作是由下刀片來完成的。由于剪切時(shí)下刀臺(tái)將軋件抬離滾道，故在剪切機(jī)后就不設(shè)置擺動(dòng)臺(tái)。而且，這種剪切機(jī)的機(jī)架不承受剪切力。由于上述兩個(gè)特點(diǎn)，下切式平行刀片剪切機(jī)一般用來剪切中型和大型板坯和鋼坯，以減輕整個(gè)剪切機(jī)組的設(shè)備重量。這種剪切機(jī)剪切機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，往往由多桿機(jī)構(gòu)組成。 下切式平行刀片剪切機(jī)機(jī)構(gòu)類型比較多，在我國(guó)應(yīng)用最廣泛的是六連桿剪切機(jī)。 課題研究為大型電機(jī)用冷軋硅鋼片減料設(shè)備的設(shè)計(jì)， 上切式平行刀片剪切機(jī)由于剪切力較小不如下切式平行刀片剪切機(jī)更適合剪裁大型電機(jī)用冷軋硅光片。 剪切刀片間歇運(yùn)動(dòng)裝置 方案一：采用槽輪機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 剪料機(jī)構(gòu)采 用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，它的運(yùn)動(dòng)由槽輪機(jī)構(gòu)來控制，曲柄 AD 和 BC 分別固定 6 到兩個(gè)齒輪上，同過槽輪機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)傳給齒輪實(shí)現(xiàn)曲柄的轉(zhuǎn)動(dòng)， 槽輪機(jī)構(gòu)由主動(dòng)撥盤和從動(dòng)槽輪和機(jī)架組成，主動(dòng)撥盤獲得動(dòng)力，勻速回轉(zhuǎn)使得從動(dòng)槽輪間歇回轉(zhuǎn)，從動(dòng)槽輪由通過齒輪將運(yùn)動(dòng)傳遞給曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)剪切運(yùn)動(dòng)。 槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、外形尺寸小、機(jī)械效率高，并能較平穩(wěn)的實(shí)現(xiàn) 間歇運(yùn)轉(zhuǎn) ，存在柔性沖擊。 方案二：凸輪機(jī)構(gòu) 本剪料機(jī)構(gòu)采用凸輪機(jī)構(gòu)如圖， 讓凸輪實(shí)現(xiàn)刀具的停歇與運(yùn)動(dòng) ，達(dá)到剪板目的。 凸輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是只要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)出輪廓曲線，就可以使推桿得到準(zhǔn)確的軌跡，相應(yīng)快速，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單。 綜合以上：剪板機(jī)采用方案二。 5 進(jìn)度計(jì)劃 2013 年 12 月 - 2014 年 1 月： 收集資料，閱讀技術(shù)文獻(xiàn)及翻譯有關(guān)外文資料。 2014 年 1 月 - 2014 年 2 月：確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案，書寫開題報(bào)告。 2014 年 2 月 - 2014 年 3 月： 方案設(shè)計(jì)。主要是決定裝置的布置形式、基本組成部分的位置和結(jié)構(gòu)選擇。 2014 年 3 月 - 2014 年 4 月： 零部件的具體設(shè)計(jì)，確定相關(guān)參數(shù)。繪圖。 2014 年 4 月 - 2014 年 4 月中旬： 中期答辯 2014 年 4 月 - 2014 年 5 月： 編寫畢業(yè)論文。 2014 年 5 月 - 2014 年 6 月： 畢業(yè)答辯準(zhǔn)備和答辯。 參考文獻(xiàn) 7 1鄒家祥 軋鋼機(jī)械冶金工業(yè)出版社 2005 年第 3 版 2邊金生 軋鋼機(jī)械設(shè)備 冶金工業(yè)出版社 2007 年出版 3施東成 軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)方法 冶金工業(yè)出版社 1991 年出版 4濮良貴機(jī)械設(shè)計(jì)高等教育出版社 第八版 5唐保寧 高學(xué)滿機(jī)械設(shè)計(jì)與制造簡(jiǎn)明手冊(cè)同濟(jì)大學(xué)出版社 1993 年出版 6朱云冶金設(shè)備 冶金工業(yè)出版社 2009 年出版 7 濮良貴 .機(jī)械設(shè)計(jì) (第 9 版 ) M. 北京：高等教育出版社， 2013 8 何銘新 .機(jī)械制圖 (第 6 版 ） M. 北京：高等教育出版社 , 2010. 9 楊鐵牛 .互換性與技術(shù)測(cè)量 M. 北京：電子工業(yè)出版社 , 2010. 10 成大先 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè) M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 , 2007. 11 吳宗澤 .簡(jiǎn)明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊(cè) M. 北京：中國(guó)電力出版社 , 2011. 12 蔣曉 . Pro/ENGINEER Wildfire 4.0 中文版標(biāo)準(zhǔn)實(shí)例教程 M. 北京：清華大學(xué)出版社 , 2010. 13 顧曉勤 .工程力學(xué) M. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社 ,2008 14 盧秉恒 .機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ) M 北京 ： 機(jī)械工業(yè)出版社 ,2008 15 J.B. Mosher, C.B. Tague, Conduct and precision of Bond grindability testing, Miner. Eng. 14 (2001) 1187 1197. 16 R.A. Bearman, C.A. Briggs, T. Kojovic, The application of rock mechanics parameters to the prediction of comminution behaviour, Miner. Eng. 10 (1997) 255 264. 17 D.M. Weedon, F. Wilson, Modelling iron ore degradation using a twin pendulum breakage device