活動連桿剪切機項目匯報

.PAGE.機械系統(tǒng)設(shè)計活動連桿剪切機工程匯報目錄緒論2一、工作原理31.1活動連桿上切式平行刀片剪切機工作原理3二、剪切機構(gòu)造參數(shù)52.1刀片行程52.2、刀片尺寸52.3剪切機的理論空行程次數(shù)6三、力能參數(shù)計算73.1剪切過程分析73.2單位剪切阻力曲線與剪切力、剪切功83.3靜力矩103.4電動機功率的預(yù)選10四、實例分析11五、參考資料12緒論剪切機是機床的一種，它采用液壓驅(qū)動，平安性能可靠，操作方便。剪切機適用于金屬回收加工廠、報廢汽車拆解場、冶煉鑄造行業(yè)，對各種形狀的型鋼及各種金屬材料進展冷態(tài)剪斷、壓制翻邊，以及粉末狀制品、塑料、玻璃鋼、絕緣材料、橡膠的壓制成型。在軋制生產(chǎn)過程中，大斷面鋼錠和鋼坯經(jīng)過軋制后，其斷面變小，長度增加。為了滿足后續(xù)工序和產(chǎn)品尺寸規(guī)格的要求，各種鋼材生產(chǎn)工藝過程中必須有剪切工序，剪切機的用途就是用來剪切定尺切頭、切尾、切邊、切試樣及切除軋件的局部缺陷等。剪切機特點具有：1、采用液壓驅(qū)動，平安性能可靠，操作方便。2、電機按需求采用可編程控制器。3、液壓系統(tǒng)采用先進的插裝閥或滑閥系統(tǒng)控制，實行按鈕集中操作的液壓機。4、其壓力、速度和行程可根據(jù)工藝需要進展調(diào)節(jié)，并能完成壓制成型和定型兩種工藝方式。5、安裝不須底腳螺絲。6、無電源的地方可用柴油機作動力根據(jù)剪切機刀片形狀、配置以及剪切方式。剪切機可分為平行刀片剪切機、斜刀片剪切機、圓盤式剪切機和飛剪機。根據(jù)剪切軋件時刀片的運動特點，平行刀片剪切機可分為上切式和下切式兩大類。其中活動連桿上切式剪切機具有操作速度快，實際剪切次數(shù)多，活連桿取代傳統(tǒng)離合器，適應(yīng)不同的剪切工況要求〔如彎頭軋件〕等優(yōu)點。一、工作原理1.1活動連桿上切式平行刀片剪切機工作原理這種剪切機的特點是下刀片固定不動，上刀片是上下運動的。剪切軋件的動作由上刀來完成，上切式平行刀片剪切機的剪切機構(gòu)是由凸輪機構(gòu)組成的，除了剪切機本身外，尚有定尺機、切頭收集與輸送裝置等。由于下刀固定不動，為使剪切工作順利進展，剪切的軋件厚度大于30—60mm時，需在剪切機后裝設(shè)擺動臺或擺動輥道，其本身無驅(qū)動裝置。剪切時，上刀壓著軋件下降，迫使擺動臺也下降。當(dāng)剪切完畢，上刀上升時，擺動臺在其平和裝置作用下也上升至原始位置。上切式平行刀片剪切機由于構(gòu)造簡單，廣泛用來剪切中小型鋼坯。平行刀片剪切機一般都由電動機驅(qū)動，根據(jù)其工作制度，可分為啟開工作制和連續(xù)工作制兩種。前者多半才用直流電動機，每剪切一次，電動機啟動、制動一次，完成一次工作循環(huán)。此種工作制度的剪切機，根據(jù)剪切鋼坯厚度不同，可采用擺動循環(huán)工作方式，或采用圓周循環(huán)工作方式。擺動循環(huán)工作方式可以減少剪切過程中刀臺的空行程，從而提高了它的生產(chǎn)率。在連續(xù)工作制的剪切機上，一般均采用帶有飛輪裝置的交流繞線式異步電動機，在傳動系統(tǒng)中裝有離合器。電動機啟動后就連續(xù)運轉(zhuǎn)，每次剪切時，先將離合器合上，使傳動系統(tǒng)帶動剪切機構(gòu)進展剪切。剪切完了，將離合器翻開，使剪切機構(gòu)與傳動系統(tǒng)脫離。顯然，在這種剪切機上，離合器的性能直接影響剪切機的運轉(zhuǎn)及生產(chǎn)率。二、剪切機構(gòu)造參數(shù)2.1刀片行程H—它決定了該剪切機所能剪切鋼坯的最大高度。H=H1+j+q+sH1=鋼坯厚h+(50~75)mmj——壓板低于上刀的距離，j=5~50mmq——下刀低于輥道的距離，q=5~20mms——上下刀刃的重合量，s=5~25mm2.2、刀片尺寸2.2.1刀片長——由被剪鋼坯截面的最大寬度bmax確定； l=(3~4)bmax 小型方坯剪 l=(2~2.5)bmax 大、中型方坯剪 l=bmax+(100~300)板坯剪2.2.2刀片斷面高h′與寬b′h′=(0.65~1.5)hb′=h/(2.5~3)h——鋼坯厚度2.3剪切機的理論空行程次數(shù)它表示了該剪切機的生產(chǎn)率，理論空行程次數(shù)越多，那么生產(chǎn)率越高。它受電機功率與剪切機的型式的限制。具體數(shù)據(jù)見p259表8—2,剪切機剪切力從63噸——2500噸，其理論剪切次數(shù)從5~30次/分鐘變化。由于兩次剪切之間需要有許多如定尺、運輸?shù)容o助工作要完成，實際剪切次數(shù)一般小于該數(shù)據(jù)。三、力能參數(shù)計算3.1剪切過程分析實際剪切過程由兩個階段組成：刀片壓入階段與金屬滑移階段。如圖，刀片壓入后，上下刀受剪切力P與側(cè)向力T，在剪切力P形成的力偶Pa作用下，軋件沿順時針方向旋轉(zhuǎn)γ角，由力的平衡：a=x=0.5z/tgγ，c=h/cosγ-0.5zPa=Tc當(dāng)壓入到一定深度z時，P力增時坯料實際的剪切斷面變小，當(dāng)實際斷面上的剪應(yīng)力到達剪切變形抗力時，軋件產(chǎn)生滑移，直至剪斷。假定刀片與金屬接觸面上壓力均布且相等，設(shè)軋件寬為b,那么有：由以上關(guān)系消去P、a、c可以得出壓入深度z與轉(zhuǎn)角γ之間的關(guān)系：z/h=2tgγ.sinγ≈2tg2γ或：可知，壓入深度z越大，那么轉(zhuǎn)角γ越大，而由式8-9，T=Ptgγ知，側(cè)向力T也越大。在剪切機上，為減少側(cè)向力的值，一般均安裝有壓板將軋件壓在下刃臺上以減小γ角。在無壓板情況下，γ=10~20度，T=(0.18~0.35)P在有壓板情況下，γ=5~10度，T=(0.1~0.18)P有壓板后，剪切機的γ角減小，側(cè)向力減小，既提高了剪切質(zhì)量，又減少了設(shè)備磨損。這時壓板力為Q： Q=(0.04~0.05)Pmax由上面的假設(shè)可得出壓入階段的剪切力： P=pbx=pb.0.5z/tgγ，p——平均壓力由(8-10)可得出在滑移階段，剪切力為：τ——被剪金屬斷面的剪切變形阻力。由上述公式可以看出，在壓入階段，剪切力P隨壓入深度z增加而增加；在滑移階段，P隨z而減少。剪切過程中的軋件的變形與剪切力之間的關(guān)系可以用右圖表示。在相對壓入深度ε=ε0時，軋件被剪斷。ε0為軋件剪斷時的相對壓入深度，它與被剪金屬的性質(zhì)有關(guān)，金屬塑性越好那么其值越大。3.2單位剪切阻力曲線與剪切力、剪切功3.2.1、單位剪切阻力曲線〔τ—ε曲線〕定義：將金屬剪切過程中任一瞬時的剪切力P，除以試件的原始斷面積F，其商即單位剪切阻力。由以上定義可知，單位剪切變形阻力并不是軋件的實際剪切應(yīng)力，是一種名義應(yīng)力。

將試件的相對壓入深度與單位剪切變形阻力的關(guān)系繪成曲線，那么稱之為單位剪切阻力曲線〔τ—ε曲線τ=f(ε)〕。教材262-265所示為部份鋼種的τ—ε曲線。3.2.2最大剪切力Pmax可按以下公式計算：Pmax=KτmaxFmax (8-13)K為考慮刀片磨鈍、刀片間隙增大而使剪切力增大的系數(shù)。根據(jù)不同的剪切機的剪切能力，K=1.1-1.3。對于所剪材料無單位剪切阻力的實驗數(shù)據(jù)時，可用以下公式計算最大剪切力：Pmax=0.6KσtFmax (8-14)式中σt為所對應(yīng)溫度下的抗拉強度極限。近年來，采用彈塑性有限元法對剪切過程中的剪切力進展計算也取得了不少成果。3.2.3、瞬時剪切力及其計算曲線上面求出的是最大剪切力。如果想要準(zhǔn)確確實定電動機功率，那么必須要求出剪切力P與曲柄轉(zhuǎn)角α之間的關(guān)系P=f(α)。為此必須知道剪切力與刀片壓入深度之間的關(guān)系P=f(z)。〔或剪切力與相對壓入深度間的關(guān)系P=f(ε)〕瞬時剪切力可按以下公式算出： Pi=kτiF0 (8-15)由于τ與刀片的壓入深度z，相對壓入深度ε有確定關(guān)系，所以根據(jù)上式可以確定剪切力P與z或ε的關(guān)系。由以上關(guān)系作出的曲線即瞬時剪切力計算曲線。3.2.4、剪切功根據(jù)剪切功可以方便地確定剪切機所需電機功率。剪切功可按下式計算：a稱之為單位剪切功，它等于單位剪阻力曲線所包圍的面積。其意義為剪切高度為1mm斷面積為1mm2試件所需的剪切功。某些材料的單位剪切功見教材表8-5、8-6及圖8-83.3靜力矩3.3.1靜力矩的組成為了準(zhǔn)確地計算剪機各傳動部件的強度及電機功率，必須計算剪切機偏心軸上的靜力矩。它由以下三部份組成：Mj=Mp+Mf+Mkon 〔8-23〕分別表示剪切力矩、摩擦力矩及空轉(zhuǎn)力矩。由于剪切機負荷較大，摩擦力矩不能簡單地用效率考慮而要進展具體計算。3.4電動機功率的預(yù)選不帶飛輪的剪切機預(yù)選電動機時，可按靜力矩的大小直接選?。簬эw輪的剪切機預(yù)選電動機可按前面求出的靜負荷圖求出其平均值：預(yù)選電動機的額定力矩：Mer=(1.15—1.3)Mm四、實例分析活連桿上切式剪切機這種類型的上切式剪切機典型實例是剪切能力為1.6MN的鋼坯剪。電機經(jīng)減速機經(jīng)二級減速后驅(qū)動曲軸使活動連桿上下擺動。在不剪切時，上刀臺由剪機頂部的汽缸提至最高位置，活連桿由汽缸向左拉至上刀臺左側(cè)的空凹槽擺動。在剪切時，上刀臺下降，左汽缸將活連桿向右頂至上刀臺右方高出的剪切位置，連桿在曲柄的帶動下上下滑動將上下刀臺之間的鋼坯剪斷。完成剪切任務(wù)后，左汽缸再將連桿拉回左側(cè)上刀的空槽上下空擺動。上刀臺向上運動由向上的過平衡力實現(xiàn)，平衡重錘通過懸于剪機頂部的兩個鏈輪及鏈條將上刀臺吊起。頂部汽缸用以實現(xiàn)上刀臺的快速上下運動。完成一次剪切后，等待下一次剪切。五、參考資料"軋鋼機械"：