毕业设计 棒材飞剪机的设计.doc

毕业设计设计题目：棒材飞剪机的设计系别：_班级：_姓名：_指导教师：_2010年11月1日08机电机电一体化棒材飞剪机的设计摘要棒材飞剪机是现代轧钢生产线上的咽喉设备，它负责钢材的切头切尾及定尺剪切。在高速轧线上，确保飞剪的定尺剪切精度，对提高轧钢厂的成材率具有十分重要的意义。本课题从机械设计和气动控制等各个方面找出影响剪切精度的因素，从而设计出启停特性好的飞剪机，并对飞剪的控制进行一定的分析研究以确保飞剪的定尺精度。本课题的研究具有较高的应用价值，同时对飞剪的设计制造具有一定的指导意义，并可为企业提高成材率，进而创造经济效益。而且，由于本课题综合运用了机电气的相关知识，通过对飞剪机的精度控制分析,提出了一些响应的改进方法,值得在实际的设计制造中借鉴,提出了几种飞剪机设计的新思路,可供参考。相关词:飞剪机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目录引言.11任务的提出.21.1飞剪机的工业作用和分类.21.2飞剪机应满足的设计要求.21.3飞剪机设计任务书.22飞剪机机构的选型.32.1剪切机构的结构选型.32.2飞剪机工作方式的选择.33飞剪机机械系统的设计.63.1飞剪机系统设计总的要求.63.2飞剪机基本参数的确定与选择.63.2.1基本参数的确定.73.2.2力能参数的计算.93.2.3电动机功率选择.113.2.4飞轮力矩的确定.123.3齿轮的确定和齿轮间隙的清除.143.3.1传动齿轮参数的确定.143.3.2齿侧间隙的消除的方法和调整.143.4剪切机构剪刃动点轨迹的运动分析与优化.153.4.1曲柄式剪切机构剪刃动点轨迹计算式.163.4.2剪切机构动点轨迹分析.194飞剪机气动系统的设计.204.1飞剪机的启动对离合器性能的要求.204.2飞剪机的制动特性对制动器的要求.204.3飞剪机对气动系统的气压高低和稳定的要求.20谢辞.23参考文献.24毕业设计1引言飞剪机是在轧件运动中对轧件实施剪切工艺的一种设备，是连续式轧钢生产线上不可缺少的，非常关键的设备之一。特别是随着现代化钢材生产的产量和品种的不断增加，要求轧钢生产向高速，连续化生产方式发展的今天，飞剪机的需求量不断增加，自然而然的对飞剪机的设计和制造质量提出了更高的要求。由于是运动中对轧件实施剪切，因此，对飞剪的运动特性，反应灵敏性，以及工作稳定可靠等各方面都必须有很高的要求。本设计采用气动离和器制动器控制飞剪的剪切，简化了电气控制系统，降低了整机操作的难度，从而实现了整机的在小惯量下启动、制动，在大惯量下剪切能量分配合理，控制运转稳定的较为理想的飞剪机设计方案。毕业设计21设计任务的提出1.1飞剪机的工艺作用与分类飞剪机的剪切工艺主要包括：对连轧生产线上的轧件实施切头、切尾、切定（倍），以及事故处理和轧件的样品剪切等。飞剪机的种类有很多种,主要有:按照轧制线上生产钢材的种类分为钢坯飞剪机,板带飞剪机,.机；按其工作形式有可分为连续式飞剪机,起停式飞剪机和连续起停复合式飞剪机。1.2飞剪机应满足的设计要求1.飞剪机的剪切速度应与轧件同步，最理想的状态是在剪切时，飞剪机的剪刃在轧件运动方向上.，但此时必须要考虑飞剪机剪切时的动态降速。2.为保证轧件剪切面（平直）质量，要求飞剪机的一对刀片在剪切过程中作平移（平行移动）运动，剪刃间的刀片侧隙应尽可能保持不变，同时，两刀片始终与轧件中心线相垂直。3.剪刃的运动曲线应是一条封闭曲线，在剪切段应尽量平直，在剪切过程中要求剪切速度均匀，.的初始位置，不影响轧件自由通过。4.应能根据不同的轧件厚度，甚至轧件形状，合理方便的调整剪刃侧隙和重合量，以保证剪切工艺的正常实施。5.尽量减少参与剪切运动机构零件部件的数量和重量，以降低剪切机构运动的惯量值（即飞轮矩GD2），减少速度变化量，提高飞剪机机构的灵敏性和稳定性，以及定位精度，从而通告飞剪机的剪切定尺精度。6.合理分配适合与飞剪机的同步机构及前后设备，如夹送测速辊、末架1.3飞剪机设计任务书1.飞剪机剪切工艺要切机用于切头、切定（倍）尺；为保证轧件剪切断面质量，剪切机构采用曲柄+回转（偏心+转鼓）式。2.飞剪机剪切.剪切温度：900；剪切定尺长度:可调。根据上述原始数据确定飞剪机的剪切能力,主体机构的大小。3.飞剪机正常运转所要求的基本条件。如机械传动中的润滑,气动离合器和制动器的使用气源等见使用说明书。2飞剪机机构的选型2.1剪切机构的结构选型毕业设计3在选型设计中,按照飞剪机设计任务数的要求,首先依照现有资料分析比较,初步选定飞剪机机构的机构形式。下表列举出了这几种飞剪的比较:表2-1飞剪机的几种机构形式投资电控系统剪切断面/mm轧件速度m/s剪切误差维护回转式较省简单10-3020较小80mm复杂经常换设备曲柄式大较复杂30-70910mm较复杂复合式较大复杂10-70200-70mm复杂而就现在我们所要研究的小型线材飞剪机，其要剪切的范围广（12mm-25mm），成品速曲柄连杆机构实现剪切；当轧制断面较小时,线速度较高时,采用回转机构实现剪切这种飞剪由于主动机和某些传动不见在两种状态下用,因而大大节省了投资,也缩短了厂房长度。2.2飞剪机工作方式的选择飞剪机是通过设置剪切机构上对称布置的上下剪切曲柄旋转运动一周来实现起动剪切与制动复位的。其工作方式根据其剪切机构采用的工作制分为启动制和连续工作制。连续式飞剪机工作时剪切机构是连续运转的,剪切动作是依靠空切或其他辅助设备(如空切机构,摆槽装置等来实现的)启动式飞剪机.选择小些,但对离合器制动器要求较高。启动工作制飞剪主要用于切头切尾和切定尺。采用启动工作制飞剪定尺时,必须使得轧件切去部分与剩余一部分之间有一定距离,一方面保证切去部.机构顺利送到冷床,另一方面保证热金属探测器(接受来钢信号)有机会恢复到原来状态进行新一轮的检测,这可用提高飞剪后转辊道的速度的方法来达到。启动工作制飞剪必须是相邻两次剪切时间(最小值)足够并大于飞剪系统完成启动和制动的条件下才能采用。因此,当速度高,定尺短和飞剪的转动惯量很大时,不能采用启动工作制来剪切定尺。毕业设计4若轧钢速度较高,但在相邻两次剪切间时(最小值)足够并大于飞剪系统从接受到启动信号到完成启动,剪切和制动的总时间(最小值,即飞剪系统接受道启动信号后立即启动,着2时飞剪系统的系统特性,与电器系统参数及元器件,启动系统参数元器件,机械系统的结构及零部件的材质,尺寸等有关),再加上两次剪切之间的最小间隔这一条件的话,可采用图2-1所示的最简单工作制度(每一个工作循环即剪切周期对应的剪刃转过的角度为360)图2-1简单工作制飞剪剪刃运动轨迹2-2复杂工作制飞剪剪刃运动轨迹若飞剪的转动惯量(飞轮矩)很大,剪切速度很高,剪刃来不及在360范围内完成加速到剪切速度,剪切及制动到理想制动位置这一循环,(但启动阶段和制动阶段均可以在剪刃转一.2-2所示工作制度,即将剪切周期划分为:启动加速阶段1.匀速运转阶段2.剪切阶段3.正向剪切制动阶段4.反向复位启动加速阶段5.反向复位匀速运转阶段6.反向复位制动阶段7.爬行阶段8.(满足剪刃准确定位)。.一圈,两转或更多转得到时间内进行,也可采