联合烫剪机设计

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与评述.方案选择.方案评述电机的选择.剪切力的计算.剪切机的扭矩计算.剪切时,转股稳定运转转速.电机型式及电机容量的选择主要零件的强度计算.减速机的计算减速机的传动比分配减速机齿轮设计齿轮轴的设计计算.剪刃的设计材料的选择剪刃的结构设计.转股轴承的选择及校核.侧隙调整机构的设计.电动机的起动力矩的验算系统飞轮力矩的计算起动时间的计算起动转角的校核润滑方法的选择.减速机润滑方法及润滑油的选择.烫剪机的润滑试车方法和对控制的要求.试车要求.对控制系统的要求设备可靠性与经济评价.机械设备的有效度.投资回收期专题电动机选择与探讨.三相异步电动机的旋转原理.同步电动机在结构上大致有两种.电机固有步距角.步进电机的些特点.电动机的润滑结论致谢参考文献附录外文翻译,建模与优化为的冷连轧联合烫剪机设计摘要联合烫剪机是热连轧机的单体设备,它的用途是联合切尾，出现卡钢事故时，将轧件剪断，处理卡钢事故。有时也可剪切定尺，检查轧件的质量。本溪钢铁公司热连轧厂的联合烫剪机是为满足生产要求制造的，本设计就是改造联合切尾烫剪机及其主传动系统。重新选择主电机，新设计的减速机利用原剪切机的底座，采用双电机，把剪切机构的曲柄摇杆式改成转鼓式，减少了动力矩，提高了剪切质量。设计中，进行剪切力的计算，选择主电机的容量，进行轴齿轮的设计计算，进行剪切机构的改进设计，取得较好的效果，有定的经济效益。该联合烫剪应用连轧厂，联合和切尾，以及事故处理也可作为横切机构设计参考。关键词剪切机,转股,联合,切尾绪论.课题选择的背景和目的钢材的生产在国民经济中占有重要地位，用轧制的方法生产钢材，具有生产率高品种多生产过程连续性强易于机械化自动化等优点。随着轧制工艺和设备的不断发展，以及国民经济各个部门对钢材品种要求的不断增长，轧制刚才的品种范围也在日益扩大。应该指出，性能参数相同的轧钢机采用不同的布置型式时，轧钢车间产品产量和轧钢工艺就不同。因此，轧钢机标称方法还不能全面反映各种轧钢车间的技术特征，还应考虑轧钢机布置型式。轧钢机布置型式可分为单机架式多机架顺列式横列式连续式半连续式串列往复式布棋式等，为了进步提高生产率，出现了连续式布置，此时各架工作机座沿轧制线依次排列，使轧件能同时在几个工作机座中连续轧制。在连续轧制时为了不使轧件在工作机座间拉断时产生很大的活套，各工作机座的轧制速度应符合“秒流量相等”的原则。连续布置的主要优点是单位产量投资少，轧制速度高，有较高的机械化和自动化水平。连续式布置的主要缺点是总投资大，建设周期教长，改变轧制规格时，轧机调整不方便。因此，有些热轧钢板车间采用半连轧和连轧布置型式。精轧机采用连续式，粗轧采用非连续式。随着带钢热连轧机的发展，产品精度会不断提高，除了提高轧机刚性外，还用厚度自动控制。采用电动液压压下装置，为了提高带钢向厚度公差和改善板型，在现代轧机上装有液压弯辊装置。热连轧机组为了使粗轧后的轧件有更好的头尾形状，该热轧线上装有台联合切尾的烫剪机，该烫剪机作用是切掉轧件的“舌头”和“燕尾”，出现卡钢事故时，将轧件剪断，处理卡钢事故，有时也用剪切定尺，检查轧件的质量。烫剪机使用中存在的问题，烫剪机采用发电机组供电调整困难，剪切机构的运动不见偏心套连杆惯性太大，电气控制部分难以实现。轧件速度和检测仪器不可靠，曲柄轴承进水等问题，由于烫剪机不能正常使用，致使黑头进精轧机组造成冲击符合大，轧件的“舌头”和“燕尾”很大，有时造成过钢和卷取卡钢事故，影响产品成材率，加大废品数量。本设计的目的就是对联合烫剪机进行改进设计，保证烫剪正常剪切，这样可以引进厚度控制系统使板卷卷取整齐，提高带卷质量，以满足市场对带钢的要求。.烫剪机国内外发展现状要使烫剪适应轧机生产的要求和提高自动化水平，除不断改进烫剪性能外，在烫剪区还需增设有关设备与装置。如图.所示，联合烫剪区的设备布置简图要求剪切的长度小于的距离，相应的剪切部位长度应给定。否则料头不能及时进入收集装置切掉头尾不规则区域不残存“铲头”和“鱼尾”。探测器联合烫剪破鳞夹角辊测量装置脉冲发生器测速发电机主令控制器自整角机图.联合烫剪机区设备布置简图测量装置位于剪前辊道的辊缝中，靠轧件和辊系表面的摩擦力带动测速发电机，测定轧件的速度。热金属探测器位于轧件的正上方，在三处宽度差进行扫描，以两处宽度差选择联合部位，两处宽度差选择切尾部位，使剪切部位既满足轧件的要求，又尽可能减少金属消耗。脉冲发生器是为防止被切掉部分过长而设置的，它装在测量装置中。用脉冲数指示带钢通过的长度。烫剪机将以脉冲数为根据进行启动剪切。联合烫剪机的测速发电机和测量装置测速发电机配合控制剪刃的联合速度，与破鳞夹送辊的测速发电机配合控制切尾速度，使剪刃在切尾时的线速度与第架精轧机轧件入口速度相适应。主令控制器用于控制剪刃位置。自整角机把剪刃的实际位置反映给操作台，使操作人员了解设备的运转情况。近年来，把上述控制用电子计算机自动控制取得了明显的效果其次，对烫剪的机械部分进行些改进，使剪刃剪切间隙和剪刃重叠量得到提高，把运动部件的动平衡更加科学以降低动载荷。把轴承密封进行改进，防止水进入轴承呢叨叨理想的润滑效果。传动装置设计更加合理，以减少运动负荷，以便于烫剪的启动和制动。随着烫剪机设计的完善，提高烫剪机的剪切速度，以适应轧机速度的不断提高。.烫剪机的现状烫剪机在车间布置和作用可逆式粗轧机不可逆式四辊万能轧机精轧机图.联合烫剪区设备布置图联合烫剪机的作用剪切轧件的头尾，以便轧件顺利进行精轧机，提高带钢卷取质量，减少消耗，提高成品率。处理轧制事故，当出现卡钢事故时，用烫剪切断，减少事故损耗。烫剪机的类型和特点用烫剪机来横向剪切运动着的轧件。人们在实践中不断改进与提高使烫剪的性能不断完善。近年来，随着轧机速度的不断提高，提高烫剪的速度已成为人们普遍注意与研究的问题，各国的烫剪设计研究工作者正在研究各类轧机用的高速烫剪及其生产过程的全部自动化，用电子计算机控制的烫剪已经用于生产。经过近百年的发展，在生产中使用的烫剪，其类型很多，目前较常用的烫剪型式有圆盘式烫剪滚筒式烫剪曲柄回转杠杆式烫剪曲柄偏心式烫剪摆动式烫剪和曲柄偏心摇杆式烫剪等，上述各类烫剪从剪刃运动轨迹来看基本上有两种，即剪刃做圆周运动和非圆周的复杂运动轨迹两种。圆盘式烫剪这种烫剪般用在小型车间，将它安装在冷床前对轧件进行粗剪，或者安装在精轧机组前对轧件进行联合，以保证精轧机组的轧制过程顺利进行。圆盘式烫剪工作可靠结构简单并可应用于轧制速度以上的场合，在小型车间得到较广泛的应用，它的缺点是剪切断面倾斜，但对联合影响不大。滚筒式烫剪滚筒式烫剪是应用很广泛的种烫剪，它安装在连轧机前后或横切机组上，用来剪切厚变小于毫米的钢板或小型型钢。由于这种烫剪的刀片做简单的圆周运动，它可以剪切运动速度高达以上的轧件。此类烫剪由于在剪切区刀片不是做平行移动，因而在剪切厚变轧件时，轧件端面不平，故作为成品定尺烫剪以剪切小型型钢和薄板为宜。曲柄回转杠杆式烫剪这种烫剪用于剪切较大的带材或钢坯，由于刀片垂直轧件，故可使剪切断面较为平直，在剪切钢板时可以采用斜刀刃，以便减少剪切力，这种烫剪缺点结构复杂，剪切机构运动质量较多，动力特性不好，刀片运动速度不能太快。曲柄偏心式烫剪这种烫剪用于剪切厚度较大的钢板和钢坯，剪切轧件时刀片垂直轧件，故可使剪切断面较为平直，剪切时刀片的重叠量也能得到保证。在剪切钢板时可以采用斜刀刃。通过改变偏心轴的偏心量，改变剪刃轨迹半径以调整剪切立尺长度。此类烫剪安装在连续钢坯轧机后面用于剪切钢坯，也可装在连轧带钢轧机前面用于联合切尾。烫剪机研究的内容和方法进行现场调研，了解烫剪机生产中存在的问题，并通过座谈收集改进方案，收集有关资料。制定合理的设计方案，并画出总图。对烫剪控制系统提出合理要求，以保证剪切的尺寸，提高成材率，减少浪费。进行轴承的密封设计，防止水汽进入轴承内，以改善润滑性能，提高轴承寿命。进行烫剪设计的计算和动载荷分析，以减速系统的，便于启制动。选择合理的电机类型和容载。方案的选择与评述.方案选择利用原机架，把原剪切机曲柄连杆式改为转鼓形式，剪切速度不变，仍为.，将原烫剪机二台直流电机容量加大，采用平刃剪切方式，配备台减速机。从许多厂家使用情况看，转鼓式联合烫剪联合切尾使用情况比曲柄连杆式要好。传动图如.所示剪切机座联轴器减速器联轴器制动器电机图.传动系统示意图注本方案的工作原理是通过双电机驱动减速器，通过减速器实现转鼓转动，从而带动剪刃剪切板材。剪刃只适用于平刃剪，不适用斜剪。.方案评述采用双电机方便启制动，减少启动时间，以便满足剪切要求选用制动器以便快速停机，以便下次剪切减速机的目的减速，以便电机容量减少，同时大齿轮相当于飞轮作用，以便减少剪切力矩剪鼓轮采用双剪刃提高剪切效率，且对称布置，以便剪切鼓轮平衡采用斜齿齿轮使转鼓同步转动。电机的选择.剪切力的计算带钢参数带钢最大宽度材质最大厚度剪切温度轧件运行速度剪切力计算，.剪切机的扭矩计算滚筒式联合烫剪总扭矩可按静力学方法计算,最大剪切总扭矩的计算公式为.图.受力简图式中上下滚筒中心矩剪刃重合量对应最大剪切力的剪切角.对应最大剪切力的相对切入深度剪切时,转股稳定运转转速式中轧件运行速度剪刃圆弧半径开始剪切角电机型式及电机容量的选择由于直流电机有优良的调速性能，调速范围大平滑方便过载能力大，可实现频繁的快速起动制动和反转，这些特点满足联合烫剪机的要求，选用直流电机系列中型直流电动机初选电机容量.电机采用起动工作制,每次剪切要求的加速时间非常短,电动机功率几乎完全由烫剪运动质量的加速条件决定的,剪切力对电动机功率实际上影响不大。该剪切机为便于起制动，选双电机驱动，初步选两台，其性能参数见表.。表.电机性能参数电压伏电流安转速工作过载倍数切断过载倍数效率η飞轮转距.重量.图.电机结构尺寸单位主要零件的强度计算.减速机的计算减速机的传动比分配电机功率为,额定转数为,其传动比为.,每年工作日,三班制,每班小时实际按小时,寿命年。减速机采用双电机驱动，其齿轮排列形式如下图.传动示意图分配原则按齿面接触强度相等，减速器具有最小的外行尺寸和较有利润滑条件的原则。经查表并比较，取高速级传动比低速级传动比减速机齿轮设计选定齿轮类型精度等级材料及齿数按所设计的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。选用级精度。材料选择小齿轮材料选用，整体调质处理，强度极限.,屈服极限,弯曲疲劳极限,齿面硬度大齿轮选用，调质处理，齿面硬度,强度极限.,屈服极限,弯曲疲劳极限.,接触疲劳极限均为。选小齿轮齿数，大齿轮齿数。选取螺旋角。初选螺旋角。按齿面接触强度设计即.确定公式内的各计算数值试选.。由图选取区域系数。由图查得则。由表选取齿宽系数。由表查得材料的弹性影响系数。计算小齿轮传递的转矩计算应力循环次数查取弯曲疲劳寿命系数由图查得，计算弯曲疲劳许用应力取弯曲疲劳安全系数得.许用接触应力.计算计算小齿轮分度圆直径，由计算公式得计算圆周速度