160t振动剪切机设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 160T 振动剪切机 摘要 本次设计的是 160次设计内容包括总体方案设计、剪切机参数计算、剪切机电机容量的选择、主要零部件的强度计算、润滑方法的选择。其中，剪切机参数计算又包括了刀台、曲轴、连杆、齿轮的计算以及激振器的液压缸、活塞杆、换向阀阀芯和壳体的设计计算剪切机是轧钢车间生产的产品，一般都要经过切头、切尾并切成定尺长度，根据轧件的断面形状和对切断面质量的要求不同，所采取的切断方法也不同，剪切机通常用来切断方坯、扁坯、钢板和一些小型钢材。在此，根据给定参数对 160从而对 160T 振动剪切机有一定了解，对剪切机的设计有一定的认识，加深对剪切机的工作原理以及剪切机的设计参数、零件尺寸等的理解，以便以后能对剪切机能更好的运用。 关键词 ：剪切机；曲柄连杆机构；激振器； 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 160 t he of 60 t. of of of is of is it to of of of by of is is to to of 60 t a 60 t of to of of as so to in 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 目录 1 绪论 . 1 题背景与目的 . 1 内剪切机的发展历史及研究现状 . 1 内剪切机的发展历史 . 1 内剪切机的研究现状 . 1 计方法和内容 . 2 2 设计方案的确定 . 4 案设计参数 . 4 切机的分类 . 4 行刀片剪切机 . 4 刀片剪切机 . 4 盘式剪切机 . 4 剪机 . 5 切机工作原理 . 5 切式平行刀片剪切机 . 5 切式平行刀片剪切机 . 5 计方案的确定 . 6 3 剪切机参数计算 . 7 切机力能参数 . 7 大剪切力计算 . 7 切功的计算 . 7 切过程分析 . 7 切机结构参数 . 9 片行程 . 9 片尺寸 . 10 切次数 . 11 柄连杆机构的计算 . 11 轴偏心距的确定 . 11 图 片位移与曲轴转角关系图 . 11 片位移与曲轴转角的关系 . 11 切力与曲轴转角的关系 . 12 力矩的计算 . 14 机的选择和校核 . 14 动比的计算 . 15 传动比 . 16 配传动比 . 16 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 动装置动力参数 . 16 轴转速 . 16 轴功率 . 16 轴输入转矩 . 17 动系统设计 . 18 带轮的计算 . 18 速器的选用 . 20 轴与连杆的设计 . 24 轴 . 24 杆 . 26 的选择计算 . 27 开式齿轮轴上的键的设计 . 27 开式齿轮轴上的键的设计 . 27 振器的设计计算 . 28 定活塞的直径和机壳厚度 . 28 盖螺栓的计算 . 29 向阀设计 . 30 压马达选择 . 32 他零件设计 . 33 4 设备的可靠性与经济性评价 . 34 备完好率与利用率 . 34 备的可靠性 . 34 备可靠度的计算 . 34 备平均寿命 . 35 械设备的有效度 . 35 备的经济性评价 . 36 亏平衡分析 . 37 总 结 . 39 致 谢 . 40 参考文献 . 41 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 绪论 题背景与目的 用于对轧件进行切头，切尾或剪切成规定尺寸的机械称为剪切机。剪切机的用途是用来剪切定尺、切头、切尾、切边、切试样及切除轧件的局部缺陷等等。剪切机随着工业自动化进程的深入而得到越来越广泛的应用。 近二十年来，国内的轧钢生产得到了长足的发展，由于市场对产品不断提出新的要求，生产厂对各种剪切机的需求也在不断变化。 随着时代的发展和科学的进步，钢铁行业也得到了相应的发展。剪切机在钢铁行业中一直扮演着重要的角色。在轧件的处理上剪切机是不可或缺的。剪切机的工作情况直接影响到整个生产线的工作质量和工作效率。特别是在应对突发事故 12于其在轧钢机械辅助设备中的重要性，对于剪切机的技术改革和创新从来都没有停止过。本设计主要对振动剪切机进行研究。 内剪切机的发展历 史及研究现状 内剪切机的发展历史 随着时代的发展，对于剪切机的研究速度也在迅速发展。目前国内外有许多质量上乘，性能优良的剪切机。我国 剪切机 的研制应用起步于 20 世纪 80 年代中期，主要是作为废旧金属加工设备。原国家计委在发展中国钢铁工业中把废钢铁回收加工列入节能项目 , 宏观政策上鼓励发展。当时由商业部和国家物资局从捷克、日本、美国、西德等组织引进了部分废钢 打包机 、 剪切机 。首先武装京、津、沪等大中城市。然后通过技术引进、技术合作 , 逐步形成了我国废金属加工设备生产体系。 内剪切机的研究现状 技术水平是衡量一个企业是否具有先进性，是否具备市场竞争力，是否能不断领先于竞争者的重要指标依据。随着国内液压剪切机市场的迅猛发展，与之相关的核心生产技术应用与研发必将成为业内企业关注的焦点。了解国内外液压剪切机生产核心技术的买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 研发动向、工艺设备、技术应用及趋势， 对于企业提升产品技术规格，提高市场竞争力十分关键。 丁时锋等人针对板料剪切生产线采用人工控制，定长过程耗时过多，钢板长度尺寸不一致，同时剪切过程总是简单的重复劳动，工人劳动强度大等问题，改为继电器接触器控制，但控制柜接线复杂，使用维护不便。为了解决剪切过程中的板料定长问题，减少加工工时，提高生产效率，同时为了提高生产的自动化程度，并保证生产的稳定，对原系统进行了改造，设计了一种基于 系统工作性能稳定，完全解决了剪切过程中板料的定长问题，提高了生产线的自动化程度，并切实提高了 生产线的生产效率。 在棒料剪切机液压系统的研究方面，杜诗文等人应用液压大系统建模方法建立了数学模型，构建了仿真模型，对棒料高速剪切机液压系统动态特性进行了建模与仿真研究。实践表明：采用液气联合驱动、径向夹紧的棒料高速剪切机，生产效率高，棒料剪切断面质量得到显著提高。仿真结果表明：液压系统具有良好的动态特性，液压大系统建模方法与理论可广泛应用于液压系统动态特性分析。 为了解决精轧生产线取料问题，梁春光等人通过对剪切及剪应力的分析，同时根据液压剪的工作原理，进行了 其结构参数的设计。实验结果证明：该液压剪能快速剪切 20但保证了轧材的表面质量，还保护了设备，且经济效益显著。 计方法和内容 此次本人设计的 160T 振动剪切机属于平行刀片剪切机，它的特点为两个刀片平行，主要用于横向热剪切初轧坯和其它方形及矩形断面的钢坯，故又称为钢坯剪切机。有时，也用；两个成型刀片来冷剪管坯及小型圆钢等。 设计的内容主要包括： 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 件装配图、零件图的绘制 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 设计方案的确定 案设计参数 此次设计的振动剪切机剪切钢坯断面尺寸为 115115钢坯材质为 20 号钢，剪切温度为 760 C，剪切次数为 12 /分钟；激振频率为 400振振幅为 切机的分类 根据剪切机刀片形状、配置以及剪切方式等特点，剪切机可分为平行刀片剪切机、斜刀片剪切机、圆盘式剪切机和飞剪机。 行刀片剪切机 平行刀片剪切机 的特点为两个刀片平行，主要用于横向热剪切初轧坯和其它方形及矩形断面的钢坯，故又称为钢坯剪切机。有时，也用；两个成型刀片来冷剪管坯及小型圆钢等。 刀片剪切机 斜刀片剪切机的两个刀片中有一个相对于另一刀片是成某一角度倾斜布置的。一般是上刀片倾斜，其倾斜角为 1 6 。一般用来横向冷剪或热剪钢板 、带钢、薄板坯，故又称之为钢板剪切机。有时也也用来剪切成束的小型钢材。 盘式剪切机 圆盘式剪切机两个刀片均呈圆盘状，用来纵向剪切运动中的钢板，或将钢板剪成窄条一般均布置在连续式钢板轧机 的纵向机组的作业线上。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 剪机 飞剪机刀片在剪切轧件时随轧件一起运动。一般用来横向剪切运动中的轧件（钢坯、钢板、带钢和小型型材、线材等），一般安装在连续式轧机的轧制线上，或横切机组在作业线上。 切机工作原理 切式平行刀片剪切机 这种剪切机的特点是下刀固定不动，上刀则是上下运动的。剪切轧件的动作则是由上刀来完成的，其剪切机构是由最简单的曲柄连杆机构组成。剪切时上刀压着轧件下降迫使摆动台也下降。当剪切完毕时上刀上升时，摆动台在其平衡装置作用下也回升至原始位置。此类剪切 机由于结构简单广泛用来剪切中小型钢坯。 12345图 上切式平行刀片剪切机简图 切式平行刀片剪切机 这种剪切机的特点是：上下刀都运动，但剪切轧件的动作由下刀完成，剪切时上刀不会运动。由于剪切时下刀台将轧件抬离辊道（如图 故在剪切机后不设摆动台。由于以上所述的特点，下切式平行刀片剪切机普遍用来剪切中型和大型钢坯和板坯。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1234图 切式平行刀片剪切机机构简图 计 方案的确定 此次设计方案确定为 160T 振动剪切机，振动剪切机又称冲型剪切机。 传动原理 是由 电动机通过带轮、曲轴、连杆系统带动刀杆作往复运动。 振动剪切机是一种万能板料加工设备。 振动剪切机除具有剪切功能外 料、冲口、冲栩、压肋、翻边、折弯、锁口等加工，用途非常广泛 加工的板料厚度一般小于 10 它的优点是，体积小，重且轻 易侧造 作工具简单。它的缺点是，生产效率较低，剪切和工作时要人工操作，振动和嗓声大，加 工精度不高。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 剪切机参数计算 切机力能参数 大剪切力在设计剪切机时，首先要根据所剪切最大钢坯断面尺寸来确定剪切机的最大剪切力。最大剪切机可由下式计算： =P 式中 K 对于小型剪切 机，取 K=1.3 被剪金属在相应温度下最大单位剪切抗力； N/ F 被剪金属原始横断面面积 = 切功的计算 当不考虑刀片磨钝等因素时，可按下式计算 F h （ 式中 F 被剪金属原始横断面面积 h 被剪金属原始横断面高度 a 称为单位剪切功，查表得 a=47 则 A=115 115 115 47 =m 切过程分析 经过生产实践和科学证实：剪切过程由压入变形和剪切滑移两个阶段组成，剪切过=P 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 程的实质是金属塑性变形的过程。如图 3上剪刃下移与轧件接触后，剪刃便开始压入轧件，由于 轧件断面上产生的剪切力小予轧件本身的抗剪能力，因此轧件只产生局部塑性变形， 故这一阶段称为压入变形阶段。随着上剪刃下移量增加，轧件压入变形增大，力 剪刃压入到一定深度，轧件的局部压入变形阻力与剪切断面的剪切力达到相等，剪切过程处于由压入变形阶段到剪切滑移阶段的临界状态。当大于轧件本身的抗剪能力时，轧件沿着剪切面产生相对滑移，开始了真正的剪切，这一阶段称为剪切滑移阶段。在剪切滑移阶段，由于剪切断面不断变小，剪切力也不断变小直至轧件的整个截面被剪断为止，完成一个剪切过程。当剪刃压入轧件后，上下剪刃对轧件的压力 a，此力偶使轧件转动，但在轧件转动过程中，将遇到剪 刃侧面给轧件以侧推力 T， 则上下剪刃的侧推力又构成另一力偶 随着刀片的逐渐压入，轧件转动角度不断增大当转过一个角度，两力矩平衡，便停止转动。即 c （ 假设在压入变形阶段，沿面积 （ ）x T （ 式中 z 剪刃压入轧件的深度。 图 平行刃剪切机剪切过程受力分析 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 在此，为了使侧推力减小，减小刀架滑板的磨损和倾斜角度，故选择有压板剪切 =5 10 T（ P 取 =8 刀片切入深度为： z=2 =2115 =切机结构参数 片行程 刀片行程是剪切机最主要的结构参数，它决定了剪切机的高度。在剪切能力允许的范围内，它也决定了剪切的轧件最大断面高度。刀片行程根据轧件最大断面高度、剪切终了时刀片的重叠量以及下刀 片与辊道表面的距离等参数，计算公式如下： S+q+q+f+h=H 21 （ 式中： H 刀片行程； h 被轧轧件最大断面高度； f 轧件上表面与压板间距离； q 压板下表面与上刀的距离； q 下刀低于辊道表面的距离； S 上下刀片重叠量。 已知 h=115 f=50mm q =15mm q =10=10文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 则根据式 （ H=115+50+15+10+10=200 刀片尺寸 刀片尺寸包括刀刃长度 l，刀片横断面高度 h及宽度 b。这些尺 寸可以根据被切钢坯最大断面尺寸来选取。 l。由于该剪切机主要用于剪切方形钢坯，属于小型剪切机。 其计算公式为： l=(3 4) （ 式中：被剪轧件（钢坯）横截面最大宽度。 已知： 15有： l=(3 4)45 460 l=450 h=(1.5)h （ b= h/(3) （ 已知 h=115 h =(1.5)h =（ 115 = h =150文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 则 b =150/（ 3） =50 60 b =50 剪切次数 根据已知，剪切次数为 12 /分 柄连杆机构的计算 轴偏心距的确定 对曲柄连杆机构，曲轴偏心距 R 是刀片行程 R=H/2 =200/2 =100 片位移与曲轴转角关系图 片位移与曲轴转角的关系 根据上图刀片位移与曲轴转角关系图 ,曲轴偏心距 R,示连杆长度，当 A 点转 (?=0 ) 2 (?=180 )R O 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 到上极限位置 1A 点时，上刀架处于 1B 处；当 A 点转到下极限位置点 1A 时，上刀架移到 1B 。因此，点 21的距离对于曲轴连杆式剪切机就是上刀片行程 H； 取上刀架最高位置 1B 点为计算原点，此时曲轴转角 =0，据图中的几何关系，刀片的行程 H 与曲轴转角 的关系为： ( 1 c o s ) ( 1 c o s 2 ) 4 （ 经一系列关系转换，可得式 ： 212 ( 1 ) ( 1 )c o s 12 ( 1 ) （ 式中， K 为刀片行程与偏心距的比值； H 上刀片行程，由上刀片下死点计算； 曲柄转角，由曲柄上死点位置起计算； 连杆系数， =R/L,取 =1/9， L=R/=100/1/9=900 。 切力与曲轴转角的关系 当 =有最大剪切力 H=h+ =115+=H/R =00 =据式 （ 212 ( 1 ) ( 1 )c o s 12 ( 1 ) 0 . 1 5- 9 0 ）（）（）（ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 得 =与 的关系： R（ 根据式（ ）（ s c s R）（1 0 9s 0 1 0 0ar cs 当剪切开始时的曲轴转角 此时上刀片刚与钢坯接触， =0，剪切力 P=0。根据式 (H=h+h =115+10 = 125=H/R =125/100 =根据式 （ 212 ( 1 ) ( 1 )c o s 12 ( 1 ) ）（）（）（ 得 =根据式 （ R）（ s c s Rr c s （ 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 当剪切剪断时的曲轴 转角，此时 =根据式 （ 得 H=h+ =115+ =H/R =00 =据式 （ 212 ( 1 ) ( 1 )c o s 12 ( 1 ) ）（）（）（ 得 =力矩的计算 本设计中，由于只用到平均静力矩 需要计算 平均静力矩。 由剪切功确定平均静力矩； () （ 式中： A 剪切功，此处用最大剪切功即可满足， A=m； 完成一次剪切偏心轴的实际工作角度，当剪切 115坯时，= 根据式（ 3 () =（ =m 机的选择和校核 预选电机的额定转速为 750r/总传动比 i=750/15=50 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 m 5 07 5 01 0 0 0 0 0 0 式中 曲柄轴上平均静力矩， kNm； 预选电机额定转速， r/1 电动机过载系数，取 1 =i 总传动比。 所以，选择电机为 8，表 其详细性能参数 表 机参数 电机铭牌 额定转速 效率 功率 质量 8 740r/110230动比的计算 传动装置的总传动比可根据电机的满载转速和工作机轴的转速求出 总 （ 图 动装置简图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 传动比 总传动比可由电机满载转速 n 确定 =740/15 = 分配传动比 总传动比为每一级传动比的乘积 1 1i 为带传动传动比 2i 为一级减速机传动比3据文献 7表 171i =3， 2i =4， 3i = i=动装置动力参数 轴转速 根据已求得的传动比求得各轴转速： 1n =740r/n =n1/40/3=n=n2/n =n3/5r/ 各轴功率 由文献 7表 17得传动效率： 承 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 轮 由传动效率求得各轴传递的功率为： 1P =12 =23 齿轮轴承 =234 齿轮轴承 = 各轴输入转矩 根据转矩公式 T=n (求得 111 T =1000/740=m 222 T =1000/m 333 T =1000/m 444 T =1000/15=m 运动和动力参数结果如表 表 动和动力参数 轴号 功率 P/矩 T/（ N m） 转速 n/（ r/ 1 40 2 5 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 动系统设计 带轮的计算 计算功率 和带的工作情况系数 定的： 取 根据式 ( 43带的带型 根据计算功率43转速 1n =740r/文献 13图 8取普通 V 带带型为 D。 75带速 600001d（ = 0000 =s 则大带轮的直径为11=400125据文献 13表 8120a，并选择 ）一般初选的中心距为 ）（）（ 则 0选0a=1200文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 (2）计算相应的带长0（）（ L ）（）（ 由文献 13表 80003） 计算中心距及其变动范围 2aa L a+ (4)验算小带轮上的包角 1 a （=180 1120 90 (5)确定带的根数 z ( 4 3 圆整取 z=9 式中 0P 单根 文献 14表 8得0P= 0P 单根 文献 14表 8得0P= 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 K 包角修正系数，查文献 14表 8 K= 带长修正系数，查文献 14表 8 常用的带轮材料为 小带轮均采用轮辐式。 速器的选用 12A (式中 机械强度计算功率； 2P 负载功率； 工况系数，由文献 5表 16得 2； 安全系数，查文献 5表 16 1P 减速器公称输入功率， 则根据式（ 12A = i=4，及 2n =表 1600 1n =750r/P =844，折算功率为 1P =50= 1P =以选用 00 减速 器 213212t2 G （ 式中 计算热功率， 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1f 环境温度系数，查文献 5表 16 1f = f 载荷率系数，查文献 5表 16 2f =1 3f 公称功率利用系数，查文献 5表 16 3f=分别为无冷却装置和有冷却装置减速机热功率查文献 5表16115000根据式 （ 3212t2 = = =知15此可以选定 00 型减速器，采用油池润滑，不需冷却。 轮的设计计算 选用直齿圆柱齿轮传动由文献 13 表 10择小齿轮为 40质），硬度为280齿轮为 45钢（调质），硬度为 2408级精度。 z =36，则大齿轮齿数 31