关 键 词：

曲柄 板机 设计

资源描述：

曲柄式剪板机的设计,曲柄,板机,设计

内容简介：

河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）中期检查表指导教师： 陈东海 职称： 教授 所在院（系）： 机械与动力工程学院 教研室（研究室）： 机械设计教研室 题 目曲柄式剪板机的设计学生姓名李琳专业班级 08机制本4班学号 0828190043一、选题质量：（主要从以下四个方面填写：1、选题是否符合专业培养目标，能否体现综合训练要求；2、题目难易程度；3、题目工作量；4、题目与生产、科研、经济、社会、文化及实验室建设等实际的结合程度）该设计符合本科阶段培养专业设计的能力，能够很好的训练学生的机械综合能力，达到理论与实践的结合，开拓视野，培养了学生创新的意识。本课题设计难度中等，符合本科阶段要求，工作量大，需要同学认真查阅资料，扎实学好专业知识，与任课老师，相关的技术人员沟通，认真完成毕业论文。该题目是关于机械加工方面的机械设计，对于将要从事机械加工工作的学生来说，本次设计无疑是为学生深入了解机械加工提供了一个很好的学习机会。希望学生在接下来的设计中认真查阅相关资料，本着严谨的设计态度把接下来的设计搞好。从而为自己以后在工作中积累宝贵的经验。二、开题报告完成情况：确定了明确的课题设计方向；并对曲柄式剪板机在使用中经常出现的问题有一定的研究，且应用在设计计算中；已经开始对课题进行设计计算，并有了突破性的进展，设计过程已经快速地展开，确定了工作的内容和方法；同时，已完成了对相关资料的查阅，对课题有了总体的分析。开题报告顺利完成。三、阶段性成果：总体布置方案和主要结构参数已确定，并完成一些标准件的选型及和大多数零部件的设计计算工作。结构设计和校核工作正在进行中，部分零件图的绘制已经基本完成，英文翻译工作已结束，已开始制作设计说明书的工作。四、存在主要问题：1.在剪板机传动系统的设计上，专业性比较强设计的时候遇到了一定的阻力。2.由于剪板机的剪切量比较大，从力学的角度考虑，要在剪切量的要求内使提升机的整体设计成本最经济，因此在设计时要综合多方面的考虑。3.局部结构设计思路不清晰；设计内容不够连贯，系统性不强；在整体结构及零部件结构上存在一定问题；4.获得资料不够充分，需要跟住实际的设计情况取得参考资料。5.在选用零件和确定结构工艺参数时缺少经验和参考五、指导教师对学生在毕业实习中，劳动、学习纪律及毕业设计（论文）进展等方面的评语指导教师： （签名） 年 月 日 河南理工大学本科毕业实习报告目录一实习内容1二实习目的1三矿井简介1四主要设备简介：21、单绳缠绕式提升机的组成、工作原理.22 多绳摩擦式提升机的工作原理33、制动装置的有关规定和要求74. MG200一W型采煤机95. 液压支架116. 刮板输送机117. 带式输送机158. 矿用电机车的机械结构169. 辅助运输设备18五实习心得2020一实习内容1实习时间：2010年3月20日到4月2日2. 实习地点：焦煤集团九里山矿二实习目的1. 毕业设计是我们大学期间的非常重要的一部分，通过实习使我们对机械制造及其自动化专业知识有了更进一步的掌握，使我们的理论知识和生产实践相结合，把知识应用于实践，在实践中巩固知识，为马上要走上工作岗位的我们能更快的地适应自己的工作做好铺垫。2. 通过毕业实习，我们要切实了解现实工作与在学校理论学习的不同思路，不同方法，我们要以新的面貌，新的姿态，新的思维方式，最快的融入工作，适应工作的要求。3. 毕业实习的过程中，我们不仅要看到理论与实践的差距，更要看到它们的联系，看到两者的重要性，我们不能放弃任何一个，在马上要离开学校的时候，我们仍然不能放弃理论，反而要在现场工作中加强理论学习。4. 认识到严格服从领导指挥，按时上下班，坚守岗位和敬业精神的重要性，为毕业后的工作打下良好基础。三矿井简介九里山矿地处巍峨的太行山南麓，西距焦作市区18公里，北距世界地质公园云台山景区15公里南邻郑焦晋、济高速公路，矿区专用铁路与焦月铁路相连，交通运输便利，地理条件优越。井田面积24.7平方公里，地质储量17106.7万吨，煤层平均厚度为5.15米。立井双水平上、下山开拓，混合式通风系统，专用皮带运输大巷运煤，单一煤层开采。矿井于1970年7月1日建井，1983年4月30日简易投产，现有职工4000余人，是集团公司主力生产矿井之一。设计年生产能力、入洗能力各90万吨，重新核算能力为100万吨。产品为优质的无烟煤，主要品种有优质洗中块、洗小块、洗精煤、洗粒煤等，素有“香砟”之称，广泛用于化工、冶金、建筑、机械、电力等行业。建筑、机械、电力等行业。2001年通过IS09001质量认证荣获中国质量检验协会“国家监督抽查合格产品”称号，主要洗选产品远销国内十八省、市、自治区，还远销法国、韩国、土耳其和日本等国家。四主要设备简介：1、单绳缠绕式提升机的组成、工作原理.1)组成缠绕式提升机主要由下列六部分构成； (1)工作机构主轴装置：主轴承、卷简等； (2)制动系统制动器和液压传动装置； (3)机械传动系统减速器(包括联轴器)； (4)润滑系统润滑油站； (5)观察和操纵系统斜面操纵台、深度指示器与传动装置以及测速发电机装置等； (6)电气系统主电动机、电气控制以及自动保护系统。2)工作原理 缠绕式提升机两条钢丝绳在卷简上的缠绕方向相反，利用钢丝绳在卷简上缠绕和放出，实现容器的提升和下放。钢丝绳的一端固定在提升机卷简上，另一端绕过井架天轮与提升容器连接，当卷筒由电动机拖动以不同的方向转动时，钢丝绳在卷简上缠绕或放出，带动容器升降。 单卷筒提升机只有一个卷简，一般用于产量较小的斜井，作单钩提升。当在卷简上固定2根钢丝绳，且其缠绕方向相反时，也可作双钓提升u即一根钢丝绳自卷简放出，另一根则向卷筒缠绕，卷简表面为两绳共用，所以相对于双卷简提升机其质量和体积都小。不过单卷简提升机作双钩提升时，不便于调节绳长及更换水平。为此，有些制造厂将单卷筒制成可分离的两部分?部分与主轴固接：另一部分通过调绳离合器与主轴相连，调绳时两部分相对转动，这样的提升机称为可分离式单卷简提升机。 双卷简提升机在我国矿山应用最多，卷筒之一与主轴固接，称为固定卷简；另一卷简则滑装在主轴上，通过调绳离合器与主铀连接，称为游动卷筒。打开离合器时两个卷筒可相对转动，调节两个容器在井简中的相对位置，便于双容器多水平提升。3)应用范围 单绳缠绕式提升机适用于浅井及中等深度矿井。深并及大终端载荷对钢丝绳直径和卷简容绳面积要求很大、这将导致提升机体积庞大，给制造、使用带来不便，限制f单绳缠绕式提升机在深井条件下的使用。国产单绳缠绕式提升机有两个系列：JT系列，卷简直径为800mm1600mm，主要用于井下和歼石山，一般称为矿用绞车，有防爆及不防爆两种；瓜系列，卷简直径为2m一5m，属大型矿井提升机，主要用于立井提升。4). JK2-5m型矿井提升机有以下特点： (1)采用了盘式闲及液压站，不仅缩小了提升机的体积和质量，同时使制动工作更安全可靠； (2)采用了泊压齿轮离合器，结构简单、使用可靠、调绳速度快，尤其适用于多水平提升的桔况； (3)通过合理的设计和改进其提升能力提高了25，质量平均减轻25。单绳摩擦式提升机虽然解决了卷简宽度过大的缺憾，但井末解决主导轮直径和钢丝绳直径过大的问题。例如，我国菜单绳摩擦提升机主导轮直径7m，提升钢丝绳直径70mm，这样粗的钢丝绳无论是制造、运输和悬挂都是相当困难的。多绳摩擦式提升机是由多根钢丝绳代替一根钢丝绳与容器相连接，每根钢丝绳直径可以显著减小，解决了单绳摩擦式提升机存在的问题。 2 多绳摩擦式提升机的工作原理1). 工作原理多绳摩擦式提升机按布置方式分为塔式和落地式两种。多绳摩擦式提升机的提升钢丝绳3搭放在摩擦(主导)轮1的摩擦衬垫上，提升容器4悬挂在钢丝绳的两端，其底部悬挂有平衡层绳5为了提高防滑能力，没有导向轮2.当提升机工作时，承受拉力的钢丝绳必然以一定压力紧压在主导轮的摩擦衬垫上，当电动机带动主导轮向朵一方向转动时，主导轮上的摩擦衬垫对钢丝绳产生很大的摩擦力，使钢丝绳随主导轮一起转动，从而实现提升容器的提升和下故。多绳摩擦式提升与单绳缠绕式提升相比，主要有以下优点： (1)多绳摩擦式提升利用多根钢丝绳同时承受载荷，其安全性较高，并且在钢丝绳的安全系数、材料强度及总截面积相同的情况下，其钢丝绳直径较细。 (2)由于钢丝绳直径较细，其主导轮直径较小。 (3)由于主导轮直径较小，使整个提升机尺寸减小，质量减小；在相同的提升线速度条件下，可使用转速较高的电动机和质量较轻的减速器；如果提升量相同，则电动机的功率与电耗量较小。 (4)由于采用偶数根提升钢丝绳，而且钢丝绳捻向拉左右各半配置，消除了提升容器在提升过程中的摆动，减少了容器的罐耳对罐道的摩撩阻力，延长了罐耳和罐道的使用寿命。 多绳摩擦式提升机也存在着下列缺陷： (1)提升钢丝绳和平衡钢丝绳的悬挂、调整、维护和检查都比较因难。 (2)当一根钢丝绳需要更换时，为了保证每根钢丝绳承载的均匀性，必须更换全部提升钢丝绳。 (3)使用中的钢丝绳不能做定期试验o (4)双钩提升时，不能调节绳长，所以不能用于多水平提升。 (5)除不绕过主导轮的钢丝绳可以涂油外，其余钢丝绳只准涂浸专用的钢丝绳油(戈培油)或不涂油，钢丝绳得不到良好的防腐保护。(6)如果钢丝绳调整不好，会产生张力不平衡现象。多绳摩擦式提升机在煤矿立井中既可作为主井提升又可作为副井提升，可用于双箕斗或罐笼提升系统，也可用于带平衔锤的单容器提升系统。双容器提升系统只适用于单水平提升；带平衡锤的单容器提升系统，可用于多水平提升。多绳摩擦式提升主要用于中等深度和较深的矿井中。使用实践证明，多绳摩擦式提升机的临界提升高度为1400 m，超过临界提升高度时，钢丝绳的寿命会急剧下降。因为，一般认为，当提升高度超过1400 m时，采用多绳缠绕式提升机为宜。在浅井、斜井大提升量，不便采用摩擦式提升机的时候，单绳缠绕式又不能满足要求时，经济技术分析认为多绳缠绕式提升机具有一定的开发前景。3)多绳摩擦提升防过卷装置多绳摩擦提升防过卷装置，包括安在深度指示器卜和安装在井塔贮的过卷开关，以及设置在井塔和井底的两套楔形罐道装置。当提升容器过卷时，首先触动安装在深度指示器上的过卷开关，提升机立即进行安全制动，防止发生过卷事故。但是由于摔制失灵或误操作，提升速度没有及时减慢下来，再加上钢丝绳的蠕动、滑动与仲长等原因，深度指示器的过卷开关往往在容器过卷2m一4m后才动作，因此要保证容器过卷0.5m即进行安全制动，就必须依靠安装在并塔上的过卷开关。但是，实践证明，只有通过井塔过卷开关的速度低于2ms时，过卷开关才能保证在过卷2m距离内使提升容器停住。如果速度过高，其制动距离必然较大。或者提升机虽已闸住，但安全制动减速度常常超过防滑要求的数值而产生滑动，这时，容器会继续过卷。因此，多绳摩擦提升设备一般在井塔和井底设置两套楔形罐道，以保证在较高速度过卷时，提升容器冲入楔形罐道，罐耳对罐道产生挤压和摩擦，使提升容器得以制动，防止严重过卷事故。4)多绳摩擦提升钢丝绳张力平衡装置多绳摩擦提升的几根钢丝绳，在悬挂和提升过程中，必然出现长度偏差；钢丝绳的材质和加工精度不同会导致弹性模数和断面积不同；在主导轮表面上加工绳榴时，各绳槽直径有加工误差；而在提升过程中各绳槽的磨损程度也不相同。这些都是构成各条钢丝绳的张力不平衡因素，使钢丝绳受力不均匀。如此长期作用，各绳槽的磨损就更不均匀了。这是多绳摩擦提升的一个特殊问题。如何使各钢丝绳达到均匀受力，是增加钢丝绳和摩擦衬垫使用寿命、提高生产率的一个重要问题。 为使各提7l钢丝绳的张力接近平衡，提升容器的连接处装设有张力平衡的装置。平衡装置大致可分为四种： (1)平衡杆式平衡装置，如图311(a)所示； (2)角杆式平衡装置，如图311(b)所尔； (3)弹簧式平衡装置，如图311(c)所示；( 4)液压式平衡装置，如图311(d)所示。 5)导向轮 对于塔式多绳摩擦提升系统，当两个提升容器或提升容器与平衡锤之间的距离小于主导轮直径时，必须采用导向轮。导向轮由轮毅、轮辐和轮绦组成。轮缘绳榴内装有衬垫。导向轮的个数与提升钢丝绳的根数相等，其中一个导向轮固定在轴上，其余采用动配合套在轴上，可以相对于轴自由转动。3、制动装置的有关规定和要求按照煤矿安全规程及有关技术规范，提升机(绞车)的制动装置必须达到下列要求：1）提升机必须装设司机不离开座位就能操纵的常用闸(即工作闸)和保险闹(即安全闸)。保险闸必须能自动发生制动作用。常用闸和保险闸共同使用1套闸瓦制动时，操纵和控制机构必须分开；双卷简提升机的两套间瓦的传动装置必须分开。2）对具有2套闸瓦只有1套传动装置的双卷简绞车，应改为每个卷简各自有其控制机构的弹簧闸。提升绞车除设有机械制动外，还应设有电气制动装置。严禁司机离开工作岗位与擅自调整制动闸。3）保险闸必须采用配重式或弹簧式的制动装置，除可由司机操纵外，还必须能自动抱闸，并同时自动切断提升装置电源。常用闸必须采用可调节的机械制动装置。4）提升机除有制动装置外，应加设定车装置，以便调整卷筒位置或修理制动装置时使用。5）保险间或保险闸第一线由保护回路断电时起至闸瓦刚刚接触到间轮上的空动时间必须符合；压缩空气驱动闸瓦式制动闸不得超过0.5s储能液压驱动闸瓦式驱动间不得超过0.6s，盎式制动闸不得超过0.3s 对斜并提升，为保证上提紧急制动不发生松绳而必须延时制动时，上提空动时间不受此限。 盘式制动闸的闸瓦与制动盘之间的间隙应不大于2mm。保险闸施闸时，在杠杆和间瓦上不得发生显著的弹性摆动。6）提升绞车的常用闯和保险闸制动时，所产生的力矩与实际提升最大静载荷旋转力矩之比k值不得小于3;7）在调整双卷筒提升绞车卷简旋转的相对位置时(此时游动卷筒与主轴脱离连接)，制动装置在各卷简闸轮上所发生的力矩，不得小于该卷筒所悬重量(钢丝绳重量和提升容器重旦之和)形成的旋转力矩的1.2倍。8）在立井和倾角大于30的倾斜井巷，提升装置的保险闸发生作用时，减速度必须符合；下放重载时，不得小于1.5m；提升重载时不得大于5 m。在倾角小于30。的倾斜井巷，下放重裁时的制动减速度不得小于0.75m，提升重载时的制动减速度不得大于自然减速度。摩擦式提升绞车常用间或保险闸的制动，除必须符合上述5)、6)、7)、8)条的规定外，还必须满足以下防滑要求：（1）各种载荷(满载或空载)和各种提升状态(上提或下放重物)保险闸所能产生的制动减速度的计算值，不能超过滑动极限。钢丝绳与摩擦轮间摩探系数的取值不得大于0.25。由钢丝绳自重所引起的不平衡重必须计人。（2）在各种载荷及各种提升状态下，保险闹发生作用时，钢丝绳都不出现滑动。严禁用常用闸进行紧急制动。9）制动器的工作行程不得超过全行程的34，必须留有14作为调整时备用。司机操纵台上制动手把的移动应当灵活，在抱闸位置时，应有定位器来固定手把，防止手把从抱闸位置自动向前移动。10）制动轮的椭圆度在使用前(新安装或大修后)不得超过0.5mm一1mm；使用中如超过1.5mm时，应重新车削或更换。4. MG200一W型采煤机MG200系列滚筒式采煤机是我国研制的长壁回采工作面浅截式采煤机。MG200w型采煤机是该系列的基本型，由基本型的部件，可积木式组合成不同型号：系列中各机型间的零部件通用程度较高。MG200w型采煤机的主要组成部分：MG200w型采煤机适用于采高范围1.53.0m倾角小于35。煤质中硬以下的综采工作面。其总体结构如下图所示。 MG200w型采煤机由电动机1，牵引部泵箱2，左、右牵引机构9、10，左、右摇臂5、6，左、右滚筒7、8，左右牵截部固定齿轮箱3、4等组成。由于牵引部液压马达到牵引机构间的机械减速装置与裁煤部齿轮减速装置都安装在固定齿轮箱3、4内，故称3和4为牵裁部。此外采煤机还有底托架11、喷罗灭尘、电缆抱移等辅助装置。该采煤机设置的两旁牵引行走机构，分别由两台ZM一135斜轴式轴向往塞马达，经机械减速后驱动，从而可获得二倍于单牵引部的牵引力，并使采煤机运行更加乎稳。采煤机由煤壁儒的两组滚轮和操作侧的两个导向滑靴分别支承在输送机的铲煤板和销轨上行走机构的驱动轮与固定在输送机上的销轨啮合，迫使采煤机沿输送机移动。导向滑靴骑在输送机销轨上，其上装有倒钩，起着导向和防止采煤机掉道的作用。当销脱开销轨时，倒钩可挂佐销轨。牵引部和裁煤部机械传动装在一起，可以缩短机器的长度。牵引部分左右通用，并装在操作例的箱壳外部，有利于维护检查。大部分的液压元件装在泵箱内，如主泵、辅助泵、调高泵、阀与阀组、调速机构、伺服机构、精粗过滤器等。在箱体外例装有冷却器和电磁阀组。采煤机的格臂采用弯臂形式，以加大由螺旋滚筒向输送机装煤的煤流通道。主电机一侧装有电气控制箱。侧板上装有集中显示盘显示采煤机各部运转状况。机器两端设有操作手把，控制采煤机牵引速度和滚筒调高。5. 液压支架工作原理 液压支架是综合机械化回采工作面约支护设备。它主要由顶梁、立柱、底座、推移干斤顶、阀件及各种附属装置所组成。液压支架在工作过程中，不仅要可靠的支撑顶板，维护一定的安全工作空间，而且要随工作面的推进，进行移架和推移输送机。因此，支架要实现升、降、推、移四个基本动作。这些动作是利用泵站供给的高压液体，通过工作性质不同的几个液压缸来完成肋，如下图所示。6. 刮板输送机刮板输送机的组成部分、工作原理和使用范围刮板输送机是一种有挠性牵引机构的连续运输机械。它的牵引构件是刮板链，溜槽是它的承载装置，不同类型的刮板输送机，其各组成部分的形式和布置方式不尽相同，但其主要结构和基本组成部件是相同的。现以SGW一250型刮板输送机为例介绍其主要构成：机头部分3（包括机头架、传动装置、链轮组件等)：溜槽(分为中间标准溜槽6、调节溜槽7和连接槽4)；刮板链2，机尾部分11(包括机尾架、传动装置、链轮组件等)。此外，对于安装在采煤工作面的刮板输送机还在溜槽侧帮上安装有挡煤板8和铲煤板95机头、机尾备设有防滑锚固装置I和12；还有供移动输送机用的液压推移装置(与液压支架连在一起)和安装、紧链时用的液压紧链器10等附属装置。刮板输送机的传动系统示意图如下图所示。驱动电机经液力耦合器，减速器而驱动绕过机头链轮和机尾链轮进行无极闭合循环运行的刮板链，将作为承载机构的溜槽中的煤炭推移到机头处的卸载点。其上部溜槽是重载工作溜槽，下部溜槽是回空槽。刮板输送机在工作过程中要克服溜槽与刮板链及煤炭之间的滑动摩擦阻力，与相同运量和运距的带式输送机相比，刮板输送机的电机容量和电耗要大得多。但是它具有带式输送机所没有的优点，如它的结构强度高，机身低矮，可以弯曲，能适应采煤机工作面较恶劣的工作条件并可作为采煤机的运行轨道，有时还作为移置液压支架的支点；在推移刮板输送机时。铲煤板可自动情扫机道浮煤；档煤板后面有安装电缆、水管的槽架，并对电缆、水管起保护作用、推移输送机时，电缆、水管同时移动。所以，刮板输送机现在仍是缓倾斜长壁式采煤工作面J6的煤炭运输设备。刮板输送机适用于煤炭倾角不超过25的采煤工作面、但对于以兼作采煤机运行轨道、与机组配合工作的刮板输远视当工作面倾角大于10时要采取防滑措施，在果煤工作面的下顺槽和联络眼，也可以使用刮板输送机。中部檀中部槽是刮板输送帆的机身，由槽帮钢和中板焊接而成，如下图所示。上榴是装运物料承载槽。下槽底部敞开供刮板链返程用。为了减小刮板链返程的阻力，或在底板松软条件下使用时防止槽体下陷，在榴帮纲下加焊底板构成封底措。使用封底措安装下股刮板链和处理下股链事故较困难，可以间隔几节封底揩采用一节有可拆中板的封底槽的办法。以减小困难。 刮板链刮板链由链条和刮板组成是刮板输送机的牵引构件。刮板的作用是刮推槽内的物料目前使用的有单链、双中链、双边链和三链几种。如下图所示：7. 带式输送机带式输送机是以胶带兼作牵引机构和承裁机构的一种运输设备*它在矿井地面和井下运输中得到极其广泛的应用。其组成部分如下图所示。输送带是带式输送机的承裁构件，带上的物料随输送带一起运行，根据需要物料可在输送机端部或中间部位卸下。输送带用旋转的托辊文撑，运行阻力较小。带式输送机可沿水平或倾斜线路布置，使用光面输送带沿倾斜线路布置时，不同物料的最大运输倾角是不同的即使同一类物料当其湿度和块度组成不同时，其相应的最大输送倾角也将有所不同。在输送原煤时，设计向上最大输送倾角一般为17一I8。；向下最大输送倾角一般为15-16。当采用花纹输送带加之其它相应措施上运倾角可高达28一30；下运倾角可达25一28。，当采取某些特殊措施时，可实现更大约输送倾角，乃至垂直提升。由于带式输送机的结构特点决定其具有优良的性能，主要表现在：运输能力大且工作阻力小，耗电量低，约为副板输送帆耗电量的1315；由于物料同输送带一起移动，同刮板输送机相比其磨损量较小，物料的破碎率小；带式输送机的单机运距可以很长与刮板输送机比较，在同样运输能力及运距条件下，其所需设备台数少，转载环节少、节省设备和人员、并且维护比较简单。由于输送带成本较高且易损坏、故与其它运输设备相比，初期投资高且不适应于输送有尖棱角的物料。8. 矿用电机车的机械结构矿用电机车的外型如下图所示，其构造包括机械和电气设备两大部分。其机械部分包括车架、轮对、轴承和轴承箱、弹簧托架、制动系统、加砂系统、齿轮传动装置及联接理冲装置等；其电气部分包括牵引电动机、控制器、自动开关、起动电阻、集电弓(仅对架线式电机车)、照明系统及电流表等。机械部分的基本结构如下图所示9. 辅助运输设备辅助运输是指除了煤以外的一切材料、设备和人员的运输。其特点是运输类型多、运送去向多、巷道条件多样。类型多表现在既运物又运人，物品中有整件、散件，大小长短轻重差别很大，运送去向多是指需要运到各工作面和并下一切场所。钢丝绳牵引运输的方式及使用条件 钢丝绳牵引运输，是以绞车为动力装置，通过钢丝绳牵引矿车或其它运输机器，进行运输作业讨一种运输方式。钢绸运输，按其牵引方式分为单绳、双绳、首尾绳和无极绢等，按使用的容器和轨道不同可分为矿车运输、单轨吊车运输、卡轨车运输和架空索道运输等。单绳运输是用一台单滚筒绞车，通过钢丝绳牵引矿车组，沿倾斜向上运行、，向下靠矿车的自重沼放。这种方式的使用条件是能依靠矿车组的重力向下溜放、因此只能用于有一定坡度的斜巷。双绳运输是用一台双镕筒绞车，每个滚筒各牵引一组矿车；河丝绳在两个短简上的缠绕方向相反，绞车旋转时，一组矿车被牵引向上运行另一组靠自重向下溜放。使用条件与单绳运输相同，其运输能力几乎比单绳多一倍。由于两组矿车的自重得到平衡，故双绳运输所需牵引功率小。 首尾绳运输是用两台单滚筒绞车、各在线路一端分别向两个方向牵引矿车，、它使用在坡度不长或起伏的巷道，矿车组不能靠自重拖带钢丝绳向下溜故的巷道内、出可以用一台双滚筒绞车安装在线路一端，另一端用一个导向绢轮。 无极绳运输是用一台摩擦轮绞车装在线路一端，另一端用一个导向绳轮，钢丝绳接成封闭环并被张紧。依靠摩擦轮与钢丝绢之间的摩擦力驱动钢丝绳连续运转两股绳各在一条轨道上，从线路两端间隔一定距离分别向绳上挂一辆空、重车进行连续运输，到位后摘下矿车。五实习心得通过这次实习，我深刻的认识到了提升机在煤矿中的重要作用，同时让我对煤矿的整个运输体系有了较深的了解。从而我也认识到我们在学校书本上学的内容非常有限，需要我们不断到生产一线参观，认识实习，生产实习。这样才能不断拓宽视野，将书本上的知识和实际生产相结合，达到事半功倍的效果。更加重要的是我们通过实习学到了书本以外的许多知识，例如工人师傅吃苦耐劳和对工作一丝不苟的精神等等。同时本次实习为我们毕业设计提供了一些素材和新的思想，同时也为我们以后走向工作岗位打下了良好的基础。在此感谢我的实习老师陈老师，在实习中陈老师给了我很多帮助，也感谢我们毕业设计同组的同学们，是他们的帮助这次实习才能顺利完成。实习单位：焦作市九里山矿学院：机械与动力工程专业：机械设计制造及其自动化班级：机设本08-4班学号：0828190043姓名：李琳指导老师：陈东海河南理工大学万方科技学院本科毕业设计（论文）开题报告题目名称曲柄式剪板机的设计学生姓名 李 琳专业班级机设本08-4学号0828190043一、 选题的目的和意义：剪板机械在国防工业和民用工业中占有极其重要的地位。采用现代化的剪裁工艺生产工件具有效率高、质量好、能量省和成本低的特点。剪板机械广泛应用于汽车、农业机械、电器仪表、国防工业以及日用品等生产部门，伴随着工业的发展，剪板机的品种和数量越来越多，质量要求越来越高，能力越来越大，它在机械制造工业以及其他工业生产中的作用越来越显著。如果不采用高效自动化设备，产品的成本与质量在国内乃至国际市场上将失去竞争能力。因此制造和使用大吨位、高效率的自动剪板机，已成为工业先进国家的发展方向之一。二、 国内外研究综述：根据国内外的情况，剪扳机的发展趋势可概述如下：1剪板宽度在逐步增大，机架喉口深度在减小；2提高剪切质量，提高加工精度；3提高生产率和减轻劳动强度，提高自动化程度，完善安全设施；4液压传动及液压机械传动的剪板机在增多；5用微机控制的的剪切机及其流水生产线得到迅速发展。三、 毕业设计（论文）所用的主要技术与方法：本次设计，按照指导老师的要求完成设计。在设计之前首先到九里山矿实习。进行现场的参观学习，耐心倾听工人师傅给我们的讲解，了解设计时应注意的细节问题，回来后查阅大量的资料，掌握设计计算的基本方法。设计先初步确定总体方案，用CAD软件绘制总装图。然后再进行具体的零部件设计，在完成所有工作的情况下整理书写说明书。在设计中遇到的问题我们一般通过询问同学、网上查找的方式解决。如不能解决的问题我们就通过请教任老师，争取解决所有不懂的问题。四、 主要参考文献与资料获得情况：1. 何德誉 曲柄压力机修订版 北京：机械工业出版社,1981 曲柄连杆25-602. 唐保宁 高学满. 机械设计与制造简明手册 上海：同济大学出版社,1993 3. 赵呈林 锻压设备 西安：西北工业大学出版社, 1987 连杆96 转键1004. 山东大学 机械设计常用标准 ,2000.115. 何德誉 专用压力机 北京 机械工业出版社 1989 剪切机1846.蔺海荣 材料力学 北京：国防工业出版社，2001.10 7.(美)Hindhede,Zimmerman,Hopkins,et al. Machine Design FundamentalsA practical Approch, John Wiley&Sons,19838.华中工学院. 曲柄压力机，1972 9. 离合器结构图册第三章 第四节 10. 邱宣怀 机械设计 北京：高等教育出版社1997.7 带传动176-198 离合器404-429五、 毕业设计（论文）进度安排（按周说明）第一周至第三周（3.1-3.21）毕业实习，收集查阅并整理和破碎机有关的相关资料，进行毕业设计的开题；第四周至第五周（3.22 -4.4） 仔细阅读各相关资料，并完成开题报告的撰写；第六周至第九周（4.5-4.26） 进行提升机的总体设计，各部件的详细计算并绘制部件草图； 第十周至第十三周（4.27-5.23）完成提升机的装配图和各零件图的绘制，并完成中期检查，撰写设计说明书； 第十四周至第十五周（5.24-6.13）完善并整理设计说明书，并检查所有图纸，进行归纳整理以及准备论文答辩； 第十六周（6.14-6.20）进行论文答辩；六、 指导教师审批意见：指导教师： （签名）年 月 日 河南理工大学万方科技学院本科毕业论文摘要 曲柄剪板机是通过曲柄滑块机构将电动机的旋转运动转换为滑块的直线往复运动，对胚料进行成型加工的锻压机械。曲柄剪板机动作平稳，工作可靠，广泛用于冲压，挤压。锻模和粉末冶金等工艺。其结构简单，操作方便，性能可靠。关键词：剪板机，曲柄机构，机械制造Abstract Crank pressure machine is pass crank a slippery piece organization to revolve electric motor conversion for slippery piece of straight line back and forth sport, Carries the formed processing to the semifinished materials the forging and stamping machinery. The crank press movement is steady , the work is reliable, widely uses in crafts and so on ramming, extrusion, drop forging and powder metallurgy. Its structure is simple, the case of operation, the performance is reliable. The couping part uses the rigidity to transfer the key type coupling, the use service is convenient. Key word : pressure machine, crank organization, machine manufacturing 46河南理工大学万方科技学院本科毕业论文目录摘要IAbstractII前 言1第1章 绪论31.1 剪板机械的概况和发展趋势31.2 剪切工艺的特点及对剪切机的要求31.3 剪切原理41.4 国内的发展状况与差距81.5 课题的主要内容8第2章 拟定方案102.1总体方案的确定102.1.1 剪切机械介绍102.1.2 机械结构分析112.1.3 剪扳机的方案陈述142.1.4方案比较182.2 曲柄剪板机传动设计方案182.2.1 方案陈述192.2.2 方案比较192.3 剪板机的基本参数20第3章 曲柄连杆机构设计213.1 曲柄连杆机构213.2 曲轴设计计算213.2.1 曲轴强度验算223.3 连杆机构243.4 曲轴连杆机构中的滑动轴承243.5上刀架与床身导轨25第4章 离合器和制动器264.1 离合器的选用与计算264.1.1离合器的结构264.1.2离合器的操纵机构264.1.3 转键的材料与校核274.2 制动器的选择与计算28第5章 电动机的选择与飞轮设计及皮带传动设计305.1 电动机的选择305.1.1一个工作循环所消耗的能量305.1.2电动机的选择315.2 飞轮转动惯量的计算315.3皮带传动设计325.3.1 确定计算功率335.3.2 选择V带型号335.3.3 确定代的基准直径335.3.4确定中心距和带的基准长度345.3.5确定V带根数34第6章 机身设计356.1 机身结构及其主要尺寸356.2 开式机身强度计算366.3机身刚度校验37第7章 辅助装置407.1 压料器407.2 自动送料装置41结 论43致谢45参考文献46河南理工大学万方科技学院本科毕业论文前 言 四年的大学生活即将接近尾声，进行为期两个月的毕业设计，我们感受颇深。毕业设计是对大学四年所学的专业知识和基础知识的一个系统性的总结与运用，同时也是一次培养我们分析问题和解决问题的很好的机会，而且毕业设计也是大学教学的最后一个环节，所以我特别珍惜这一次最后的学习机会，认真扎实的完成我所分配的设计任务，使大学最后的几个月生活在学习和进取中充实的度过。另外，毕业设计还可以培养独立思考，开发思维和协调工作的能力，这对我参加工作后能否尽快地适应社会有很大的帮助。通过这一环节的训练，提高了以下能力：1、综合运用所学知识和技能，独立分析和解决设计问题的能力；2、熟练运用基本技能，包括绘图、计算机应用、翻译、查阅文献等等的能力；实验研究的能力；撰写科技论文和技术报告，正确运用国技术语言家标准和阐述理论和技术问题的能力：3、收集加工各种信息的能力，获取知识的能力；4、创新意识和严肃认真的科学作风。本次设计的是课题是曲柄剪板机的设计，剪板机是对黑色和有色金属的板料、型材、棒料，根据工艺需要进行下料并对其进行剪切或折弯的的机械。 剪扳机具有很高的加工效率和较高的加工精度，为了更好的完成本次设计，从3月底到现在，就不间断的结合自己的毕业设计进行了毕业实习。根据所选课题，我们重点选择了机械厂进行了毕业实习。在工厂里我们重点了解了剪扳机的结构和基本工作原理。从而对大型剪扳机有了一个更直接、感性的认识，对此次毕业设计有很大帮助。此次设计的主要内容有：问题的提出、总体方案的构思，可行性设计，结构设计及对未知问题的探索和解决方案的初步设计，装配图、零件图等一系列图纸的设计与绘制，最后包括毕业设计说明书的完成。 这次毕业设计是在陈东海老师的带领和指导下完成的。在搞毕业设计的期间，我遇到了很多困难，这就要求自己多向老师请教，这样给老师带来了很多麻烦，影响了老师的工作，但陈老师还是不厌其烦的解答我们的问题，一步步指导并使我们将毕业设计进行下去。毕业设计的阶段和过程老师都给了明确的计划，而不至于使整个设计过程没有任何的目标。设计进行每一步陈老师都认真检查，耐心细致的指出其中的错误和不当的地方，并指导修改和完善。本次设计的题目是自动送料剪扳机的设计。设计的机械应满足以下要求：首先是要求剪切机的机架和刀架具有足够的强度和刚度；要求高的剪切质量，剪板机普遍地减小剪切角和增大压料力；为了减小剪切力，剪扳机通常需具有固定的或可调的剪切角；为了保证剪切面齐整，上剪刀需以一个倾斜的角度向下运动，此种剪切称为斜剪切；为了改善剪切质量上下刀片之间必须有合适的间隙，正确的刀片间隙可使剪切的板料形成90度角的剪切面；要求提高劳动生产率和减轻劳动强度，为此，国内外剪扳机多采用机动后挡料架和读数机构，采用剪切角和刀片间隙的机动调节机构；对大量和批量生产工艺还要求剪切机械具有流水生产的性质。第1章 绪论1.1 剪板机械的概况和发展趋势剪板机械在国防工业和民用工业中占有极其重要的地位。采用现代化的剪裁工艺生产工件具有效率高、质量好、能量省和成本低的特点。剪板机械广泛应用于汽车、农业机械、电器仪表、国防工业以及日用品等生产部门，伴随着工业的发展，剪板机的品种和数量越来越多，质量要求越来越高，能力越来越大，它在机械制造工业以及其他工业生产中的作用越来越显著。如果不采用高效自动化设备，产品的成本与质量在国内乃至国际市场上将失去竞争能力。因此制造和使用大吨位、高效率的自动剪板机，已成为工业先进国家的发展方向之一。 近年来，剪板机械正向着高效率、高吨位、高精度的方向发展并努力降低噪音，提高安全性，扩大自动化程度，改善劳动条件，特别是开始不断地采用自动化控制。根据国内外的情况，剪扳机的发展趋势可概述如下：1剪板宽度在逐步增大，机架喉口深度在减小；2提高剪切质量，提高加工精度；3提高生产率和减轻劳动强度，提高自动化程度，完善安全设施；4液压传动及液压机械传动的剪板机在增多；5用微机控制的的剪切机及其流水生产线得到迅速发展。1.2 剪切工艺的特点及对剪切机的要求 剪切工艺的特点：剪切机主要用来对黑色和有色金属的板料、型材、棒料，根据工艺需要进行下料。对被剪板料，剪切工艺应保证剪坯表面的直线性和平行度要求，并尽量减少板材扭曲。若要求获得高质量的制件，可通过优选压料力、剪切角和刀片间隙等参数以及提高挡料精度来达到。 对剪切机的要求：剪切工艺对剪切机所提出的要求，首先是要求剪切机的机架和刀架具有足够的强度和刚度；要求高的剪切质量，剪板机普遍地减小剪切角和增大压料力；为了减小剪切力，剪扳机通常需具有固定的或可调的剪切角；为了保证剪切面齐整，上剪刀需以一个倾斜的角度向下运动，此种剪切称为斜剪切；为了改善剪切质量上下刀片之间必须有合适的间隙，正确的刀片间隙可使剪切的板料形成90度角的剪切面；要求提高劳动生产率和减轻劳动强度，为此，国内外剪扳机多采用机动后挡料架和读数机构，采用剪切角和刀片间隙的机动调节机构；对大量和批量生产工艺还要求剪切机械具有流水生产的能力。1.3 剪切原理通过生产实践和科学实验证实:剪切过程是由压入变形和剪切滑移两个阶段组成，剪切过程的实质是金属塑性变形的过程。如 图 1. 1 所示，当上剪刃下移与钢板接触后，剪刃便开始压入钢板，由于P力在开始阶段比较小，在钢板剪切断面上产生的剪切力小于钢板本身的杭前能力，因此钢板只能发生局部塑性变形，故这一阶段称为压入变形阶段。随着上剪刃下移量增加，钢板压入变形增大，力P也不断增加。当剪刃压入到一定深度，即力P增加到一定值时，钢板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断过渡到剪切滑移阶段的临界状态。当剪切力大于钢板本身的抗剪能力时，钢板沿着剪切面产生相对滑移，开始了真正的剪切，这一阶段被称为剪切滑移阶段。在剪切滑移阶段，由于剪切断面不断变小，剪切应力也不断变小，直至钢板的整个断面被剪断为止，完成一个剪切过程。下面分析一下剪切过程中作用力的变化。为了便于分析，我们忽略剪刃与钢板之间的摩擦力、剪刃的间隙、钢板的重量以及其它因素。由图 1.1看出，当剪刃压入钢板后，上下剪刃对钢板的压力P形成一力偶Pa，此力矩使钢板转动，但在钢板转动过程中，将遇到剪刃侧面的阻挡，即剪刃侧面给钢板以侧推力T，则上、下剪刃的侧推力又构成另一力偶Tc，力图阻止钢板转动。随着刀片的逐渐压入，钢板转动角度不断增大，当转过一个角度Y后便停止转动，此时两个力矩平衡，即 式 (1-1)假设在压入变形阶段，沿面积x和0.5z(这里取钢板宽度为1)上的单位压力均匀分布且相等，则 式(1-2) 式(1-3)式中z一为剪刃压入钢板的深度。由图 1.1 中的几何关系，得 式(1-4) 式(1-5)将式 (1 -3),( 1-4),( 1-5)代入式(1-1)中可得，剪切时，钢板的转角y与剪刃压入深度z的关系 式(1-6)由式(1- 6)知，剪刃的压入深度z越大，钢板转角y也越大，这会导致钢板剪切质量下降。并且钢板被剪断后，翘起的钢板端部会对设备产生冲击。由式(1-3)知，当钢板转角y增大时，侧推力T随之增大。这样，不仅使剪刃台与机架的滑道磨损加剧，而且当上下剪刃台的刚性较差时，还会改变剪刃的间隙，以致造成剪切困难。因此y角的增大对设备是很不利的。为了克服钢板在剪切过程中转动带来的缺点，一般剪切机都设置了专门的压板装置，其作用是给钢板一个压力Q，把钢板紧紧压在下剪刃台上，从而达到克服钢板转动的目的。在 剪刃的压入变形阶段，钢板作用在剪刃的力为 式(1-7)由式(1-6)，得，则 式（1-8） 设，则式(1-8)可改写为 式(1-9)式中p一单位面积上的压力(N/mm2);B钢板的宽度(mm);h一 钢板的厚度(mm);一 相对切入深度(%)。由上式可知，若认为剪刃压入阶段的单位压力P为常数，则总压力P随z值增加，即按一个抛物线增大，直到钢板开始沿整个剪切断面产生滑移时，p力达到最大值Pmax。在剪切滑移阶段，剪切力p按下式计算: 式(1-10) 式中a一被剪切钢板单位面积上的剪切抗力(N/mm2);从上述分析可得出，剪切过程中作用力及其变化规律:剪切力随着Z的增加而变化，当剪切力P为最大值后，钢板开始产生滑移。剪切力P的值是同单位剪切抗力a有关。单位剪切抗力并非常数，其数值大小和钢板材质、剪切温度、剪切速度、剪刃形状、剪刃间隙及相对切入深度等因素有关.单位剪切抗力的确定有实验曲线法和理论计算法两种。以下对影响单位剪切抗力公的因素进行定性的描述:金属性质:金属材料的强度极限越高，则单位剪切抗力越大;塑性越低，对应于剪断时的相对切入深度越小，即金属断的越早。因此单位剪切抗力与金属的强度和塑性有关。剪切温度:钢板剪切时的温度越高，单位剪切抗力越小，对应于剪断时相对切入深度则越大。变形速度热剪时，理论上变形速度与剪切速度成正比关系，单位剪切抗力随变形速度增加而增加;冷剪时，剪切速度对单位剪切抗力的影响很小，一般可不加以考虑。剪刃侧向间隙:剪刃侧向间隙的大小，可以使剪切时的受力状况发生变化。当侧向间隙由零逐渐增大时，钢板的受力状况分别为压缩一剪切弯曲状态，侧向间隙过小或过大都会使单位剪切抗力增加。因此，合理选择和保持剪刃侧向间隙的大小，对于正确使用剪切机是十分重要得。刀钝半径:刀钝半径的大小，直接影响单位剪切抗力的大小。刀钝半径越大，刀就越不“快”，剪切抗力就越大。但在压入阶段剪切力的计算中，不考虑刀钝半径的影响是允许得。剪切断面的宽高比b1h:当b1h小于1时，z与b1h几乎无关;当b1h大于1时，z值随b1h的增大而迅速增大。除上述因素影响外，压板、剪刃与钢板的摩擦系数及剪刃的几何形状等因素，对单位剪切抗力也都有一定的影响，但这些因素相对来说影响很小，可以忽略不计。1.4 国内的发展状况与差距与工业先进的国家比较，我国的剪板压力机制造业仍属落后，主要表现在质量不高，自动化程度不高，性能不好和品种不全等方面，特别缺乏大型高效的设备。普通剪板机需要的改进之处:（1）提高加工精度。普通剪板机的加工尺寸由操作人员用普通钢尺手动测得, 精度难以保证; （2）简化操作、提高效率、提高安全性、提高加工精度。将计算机控制技术、高精度同步带传动技术等引入普通剪板机的数控改造,实现剪板机测量自动化, 保证剪板机的加工精度, 提高工作效率。（3） 提高剪切设备工作的可靠性和安全性。减少设备故障时间、提高加工成功率、减少废品率、减少生产事故的发生；（4） 提高锻压设备的精度和刚度。延长剪板机械的使用时间和工作时间，减低成本。（5） 减少锻压设备的振动和噪音。提高生产环境的卫生和减少对环境的影响，减少对工人的影响。1.5 课题的主要内容本课题的主要内容是完成曲柄剪板机的二维设计。在设计中，根据加工产品的原料、性质、大小以及强度方面的要求，确定出生产过程、工艺过程方案。并根据此方案设计出剪板机的主机部分、传动系统、工作执行系统和辅助系统等，最后，将它们转化为能供指导制造、装配、安装、调试和维修用的设计图纸及各类说明书等技术文件。 总之，设计的主要内容分为机械传动系统、工作执行系统和辅助支撑系统三大部分。第2章 拟定方案2.1总体方案的确定2.1.1 剪切机械介绍剪切机的种类很多。对剪切机的分类，从不同的角度出发，有不同的分法。按剪切方式可分为横剪和纵剪;按被剪切钢板的温度分为热剪和冷剪;按剪切机的驱动方式分为机械剪、液压剪和气动剪;按机架的形式分为开式剪和闭式剪;按剪切钢板的品种又可分为钢坯剪切机、钢板剪切机、型钢剪切机和切管机等。通常，按剪切机的剪刃形状与配置等特点可分为平行刃剪切机(见图2-1)、斜刃剪切机(见图2-2)和圆盘剪切机(见 图2-3)。下面按剪切机的剪刃形状的分类对三种结构分别进行介绍:一 、平行刃剪切机平行刃剪切机的两个剪刃是彼此平行的，它通常用来在热态下横向剪切方形及矩形断面的钢坯。也可用来冷剪型材，将刀片做成成型剪刃来剪切非矩形断面的钢板。平行刃剪切机按剪切机构的运动特点，分为上切式和下切式两种型式。上切式剪切机的下剪刃是固定的， 由上剪刃的上下运动进行剪切。其剪切机构通常采用曲柄连杆机构。下切式剪切机的两个剪刃都运动，剪切过程是通过下剪刃上升来实现剪切的。其剪切机构通常有偏心轴式和浮动式。平行刃剪切机，在工作时能承受的最大剪切力是它的主要参数，故人们习惯上以最大剪切力来命名。图2-1 图2-2 图2-3二、 斜刃剪切机斜刃剪切机的一个剪刃相对另一个剪刃成某一角度放置。斜刃剪切机按剪切机构的运动特点也可分为上切式、下切式和复合式等。上切式斜刃剪:这种剪切机的下剪刃平直而固定，上剪刃是倾斜的并上下运动实现剪切。上切式斜刃剪通常是作为单独设备，用来剪切宽的板材，当板材厚度大于20mm时，可用在连续作业线上横切板材，但要有摆动辊道，另外，当板材厚度大于25mm不能用圆盘剪切边时，在连续作业线上的两边设置上切式斜刃剪进行切边。下切式斜刃剪:这种剪切机的上剪刃是固定的，由下剪刃上下运动进行剪切。由于它是下剪刃向上运动进行剪切，故不需要设置摆动辊道，一般多用于连续作业线上横切带材。这种剪刃机的剪刃通常上剪刃是倾斜的，下剪刃是水平的。但近来采用上剪刃是水平的，下剪刃是倾斜的愈来愈多，生产经验证明，这种型式能够保证钢板的剪切面相对带材中心线及表面垂直度。其缺点是由于压板要放在下面而造成结构复杂化。 复合式斜刃剪:在连续式作业线上的尾部，为了将原来焊接起来的长带材分成一定重量的卷材，设有复合式斜刃剪切机。这种剪中间有固定的双刃刀架，上下有活动刀架，也称上下双层斜刃剪切机。当带材通过固定双刃刀架上部，带材由一台卷取机卷取。当需要分卷时，上活动刀架下降切断带材，后面的带材通过固定双刃刀架下部，由另一台卷取机卷取。三 、 圆盘式剪切机这种剪切机的上下剪刃是圆盘状的。剪切时，圆盘刀以相等于钢板的运动速度做圆周运动，形成了一对无端点的剪刃。圆盘剪通常设置在板材或带材的剪切线上，用来纵向剪切运动的板材或带材。2.1.2 机械结构分析如前所述 ，剪板机结构分为平行刃剪板机、斜刃剪板机、圆盘剪板机三大类型。以下对其各自的特点进行分析:平行刃剪板机:平行刃剪板机的剪切方式有上切式和下切式两种。上切式平行刃剪板机，其下剪刃固定不动，上剪刃向下运动进行剪切。通常采用曲柄连杆机构。具有运动和结构简单的特点，主要缺点是被剪切钢板易弯曲，剪切断面不垂直， 以致影响剪切后钢板的工艺线上的顺利运行;当剪切厚钢坯时，需要增设一组摆动辊道。下切式平行刃剪板机的两个剪刃都运动，剪切过程是通过下剪刃上升来实现。广泛用于剪切厚钢坯。剪切过程的特点是:剪切开始时，上剪刃先下降，几乎达到与钢板接触后停止，其后下剪刃上升进行剪切;切断钢板后，下剪刃首先下降回到原来的位置，接着上剪刃上升恢复原位，一次剪切过程完成.这种剪切方法，具有下述优点:剪切时钢板高于工艺线，不需要增设摆动辊道;剪切长的钢板时，钢板不会产生弯曲;活动压板保证剪切断面较垂直;机架不承受剪切力;由于能缩短剪切周期的间隙时间，提高了剪切生产率。因此，钢坯剪板机(特别是大型钢坯剪板机)多采用下切式。下切式剪板机在结构上比上切式较复杂。 斜刃剪板机:斜刃剪板机的剪切方式可分为上切式、下切式和复合式等类型。以下仅对前二者的结构特点进行分析。上切式斜刃剪板机的类型中传统形式主要有单面传动斜刃剪板机、双面传动斜刃剪板机、下传动斜刃剪板机;现在为提高剪切质量，也出现了上刀台作摆动或滚动的摆式剪板机。1) 单面传动斜刃剪板机:上刀台的运动是通过电动机、三角皮带、齿轮和曲柄连杆机构而实现的。相对于双面传动形式而言，它的动力仅通过刀机的一侧进行传递。为制造方便，一般用直轴和两个偏心套筒组成曲柄轴。其特点是结构简单，制造方便，应用较为广泛。2) 双面传动斜刃剪板机:通过曲轴带动刀架两侧的齿轮，将上剪刃上下驱动。一般上刀台也是通过电动机、三角皮带、齿轮和曲柄连杆机构实现。它的曲轴短，受力好，制造方便。但装配较困难，特别是两对齿轮同步问题要求较严格。此类剪板机大多用于大型钢板剪板机。3) 下传动斜刃剪板机:下传动的动力源安放在剪机下部，可降低剪板机的高度，减轻设备重量。其缺点是机架不宜做成带凹口的C形结构，使剪切时不便观察，且其下部结构较复杂。4) 摆式斜刃剪板机:其组成结构见图2.1。摆动上切式斜刃剪板机的上刀台不是作直线往复运动，而是围绕一圆心作圆弧往复摆动。图2-4 摆动式上斜刃剪板机由图可见，上刀架下端通过支点O与机架铰接，作为摆动支点。支点O比下刀台高一个距离E。上刀架上端O铰接于曲柄连杆上。当曲柄连杆转动时，通过连杆使上刀架绕支点O摆动。由于上刀台摆动半径较大，刀片剪刃处的摆动轨迹近似于直线，相当于倾斜剪切，可以获得较好的剪切质量。 圆盘式剪板机:其广泛应用于纵向剪切厚度小于20-30mm的钢板及薄带钢。由于刀片是旋转的圆盘，因而可连续纵向剪切运动着的钢板或带钢。由于上述特点，目前各国都在研究扩大圆盘剪剪切厚度的范围。圆盘剪通常设置在精整作业线上，用来将运动着的钢板的纵向边缘切齐或切成窄带钢。根据其用途可将圆盘剪分为两种型式:剪切板边的圆盘剪和剪切带钢的圆盘剪。剪切板边的圆盘剪每个圆盘刀片均悬臂地固定在单独的传动轴上，刀片的数目为两对，这种圆盘剪用于中厚板的精整加工线、板卷的横切机组和连续酸洗等作业线上。剪切带钢的圆盘剪用于板卷的纵切机组、连续退火和镀锌等作业线上。这种圆盘剪的刀片数目是多对的，一般刀片都固定在两根公用的传动轴上，也有少数的圆盘剪固定在单独的传动轴上。圆盘剪板机在连续剪切钢板的同时要对其切下的板边进行处理，通常在圆盘剪后面设置碎边机，将板边剪成碎段送到专门的滑槽中去。此外，对于薄带带也有用卷取机来处理的，其缺点是需要一定手动操作，卸卷时要停止剪切等。2.1.3 剪扳机的方案陈述剪板机属于直线剪切类型，按其工艺用途的不同，可分为多用途剪板机和专用剪板机；按其传动方式的不同可分为机械传动式剪扳机和液压传动式剪扳机；按其上刀片相对下刀片位置的不同，可分为平刃剪板机和斜刃剪扳机；按其刀架运动方式的不同，可分为直线式剪扳机和摆动式剪板机。方案一：液压闸式剪板机液压式剪板机根据帕斯卡原理设计。工作原理如下图2-5所示。两个充满工作液体的具有柱塞或活塞的容腔由管道相连。当小柱塞上的作用力为F1时，液体压力为P=F1/A1。A1为柱塞1的工作面积。据帕斯卡原理：在密闭的容器里，液体压力在各个方向上是相等的，则压力P将传递到容器的每一点，故在大柱塞2上将产生向上的作用力F2且F2=F1*A2/A1(A2为大柱塞2的工作面积)。液压剪板机主要由机械系统与液压系统两部分组成：（1） 机械系统结构简图如图2-6： 图2-5 图2-6 液压机本体简图 机械系统由上、下横梁、立柱和若干个螺母组成一个封闭框架，框架承受全部工作载荷。（2）液压控制系统如简图2-7所示此液压控制系统控制液压剪板机工作循环：充液行程，工作行程，回程，停止。 充液行程：此时阀2处在右端，工作缸上腔接油泵，下腔接油腔，柱塞因为自重而下降，不足的油液由充液阀7补入。工作行程：此时，阀2仍处于右端，油泵的出口压力升高，高压油压入上腔，推动活塞下行。此时，充液阀自动关闭。回 程：阀2处于左端，高压油注入下腔，同时打开单向阀3，使上腔卸压，并打开充液阀，上腔的油排入充液阀。停 止：阀2处于中间。油泵直通油箱，被卸荷。下腔的油被单向阀4封闭在缸内，支持活塞及其运动部分停于任意所需的位置。 图2-7液压系统控制简图 方案二：摆式剪板机传动系统的旋转运动通过曲柄连杆使摆式刀架往复运动。刀架结构如图2-8图2-8 摆式刀架结构简图该刀架由钢板焊制而成，在工作时，运动方式为摆动式。其支点通过偏心套和定轴与机体固定，经连杆及销铀将曲轴和刀架联接。曲轴的旋转迫使刀架绕支点摆动，实现剪切动作。上刀片固定在弧形刃座上，保证与下刀片之间间隙均匀。方案三：曲柄剪板机曲柄剪板机传动系统的旋转运动通过曲柄连杆使上刀架形成往复运动，利用上下刀架之间的剪切作用实现剪切动作。曲柄剪板机一般由下列的几部分组成：（1） 能源系统，如电动机（2） 传动系统，如皮带轮，传动轴等。（3） 操纵系统，如离合器、制动器等。（4） 工作机构：曲柄连杆机构（5） 支撑部件：机身曲柄压力机的运动原理如图2-9所示：图2-9曲柄压力机结构简图电动机带动带轮，大带轮通过离合器带动曲轴旋转，曲轴通过连杆使上刀架上下往复运动。与在工作台上的下刀架产生剪切作用。由于生产工艺的需要，系统中装有离合器与制动器，实现间断运动。剪板机在整个工作周期内进行有效工艺操作的时间很短，大部分为无负荷的空程时间。为了使电动机的负荷均匀，有效地利用能量，有些结构中装有飞轮，有时，大皮带轮即起到飞轮作用。2.1.4方案比较一般说来，现行的冲裁机械中液压闸式剪板机常应用于中大型的剪板机械中，其优点主要有：基于液压传动原理；执行组件的结构简单；在任何位置均可产生额定的最大压力；可调压、限压；不容易超载等。但是液压机安装功率比相应的机械机大，且由于工作缸内升压及降压都需要一定时间，阀的换向也需要一定的时间，因此在快速性方面不如机械式剪板机；由于液体有可压缩性，在快速卸载时，可能会引起机体或液控系统的振动，产生噪音等。摆式剪板机有越来越多的被液压摆式所替代的趋势。 曲柄剪板机，曲柄连杆机构属刚性连接。上刀架的行程次数、速度和加速度按一定的规律变化，刀架的行程较短，工作时封闭高度不变，但是停止运动后可调节。工作时机身组成一个封闭的受力系统，对基础没有剧烈的冲击。 综合考虑：本论文的设计方案选用曲柄式剪板机。2.2 曲柄剪板机传动设计方案 曲柄剪板机是以曲柄连杆传动的机械。它一般有以下各部分组成：（1） 能源系统，如电动机（2） 传动系统，如皮带轮，传动轴等（3） 操纵系统，如离合器、制动器（4） 工作机构：曲柄连杆机构（5） 支撑部件：机身（6） 辅助机构：如送料机构、挡块等2.2.1 方案陈述 方案一：(1) 工作机构：曲柄连杆(2) 传动系统：齿轮传动，二级传动，下传动， (3) 操纵系统：双转键离合器(属于刚性离合器)，带式制动器(4) 能源系统：电动机，以大齿轮作飞轮(5) 支撑部件：开式机身结构 方案二：（1） 工作机构：曲柄连杆（2） 传动系统：皮带传动，单级传动，上传动（3） 操纵系统：摩擦离合器，带式制动器（4） 能源系统：电动机，以大带轮为飞轮（5） 支撑部件：闭式机身方案三：（1） 工作机构：曲柄连杆（2） 传动系统：皮带传动，单级传动，上传动（3） 操纵系统：双转键离合器，带式制动器（凸轮）（4） 能源系统：电动机，大带轮为飞轮（5） 支撑部件：开式机身2.2.2 方案比较（1）开式机身三面敞开，操作方便；闭式机身的刚度较大，主要适用于大型、中型机。（2）刚性离合器结构简单，易于制造；摩擦离合器与制动器协调工作，易于实现寸动行程，能传递的扭矩大，但是其结构复杂，尺寸大，制造困难，多用于大中型压力机械。（3）下传动的重心低，运行平稳，但是平面尺寸较大，且其造价高，维修不便，故选择上传动。本机械的公称压力为100KN,根据标准，其行程次数应不小于135次/min，故传动系统的传动比不大，应选单级传动。综上所述，拟选方案三。此外，电动机采用910r/min。离合器、制动器均置于曲轴之上。2.3 剪板机的基本参数根据任务书的要求选用开式机身；公称剪切力为70KN，属于小型机，故采用单边传动（只一端一个大带轮）；可以采取单点传动形式根据标准（一机部标准JB1395-74），其基本参数如下：发生公称压力时滑块离下死点距离：4mm滑块行程：固定行程60mm标准行程次数：不少于135次，选145次最大封闭高度：180mm封闭高度调节量：50mm滑块中心到机身距离：130mm工作台尺寸：左右360mm，前后240mm工作台板厚度：35mm第3章 曲柄连杆机构设计3.1 曲柄连杆机构曲柄连杆结构如图3-1所示：:图3-1 曲柄连杆结构简图曲轴连杆机构由曲轴、上连杆、下连杆组成。曲轴旋转时，连杆作摆动和上下运动，从而带动在导轨中的上刀架作上下往复运动。3.2 曲轴设计计算在曲柄压力机中，常见的曲轴有三种形式，即曲轴、曲拐轴和偏心轴。曲柄为压力机械的重要零件，受力复杂，故制造条件要求较高。材料选用45#调质钢。曲轴支撑颈需加以精车或磨光（Ra0.63）。为了延长曲轴寿命，在各轴颈特别是圆角处，最好用滚子辗压强化。曲轴的尺寸简图如图3-2曲轴的有关尺寸根据经验公式（参考文献1）取：,取，式中压力机公称压力（KN） 其他各部分尺寸见下表3.1曲轴各部分尺寸名称 代号 经验数据实际尺寸（mm）曲柄颈直径 54支撑颈长度 74/66曲柄两臂外侧面向长度 130曲柄颈长度 80圆角半径 4曲柄臂宽度 63曲柄臂宽度 87.5曲轴尺寸经验数据 表3.1 图32 曲轴的尺寸简图3.2.1 曲轴强度验算曲轴受力简图如3-3所示认为B-B、C-C为危险截面，并对载荷作如下简化（1）齿轮对曲轴的作用力比连杆对它的作用力小得多，可忽略不计。 （2）连杆对曲轴的作用力近似看成公称压力Pg,并分 别以Pg/2作用于连杆两侧。这样危险截面c-c弯矩Mw为:Mw=,c-c截面的最大应力 在曲轴颈上，除了受弯矩外，还受到扭矩作用，应按弯扭组合作用计算。但是由于弯矩比扭矩大的多，所以可以忽略扭矩。B-B截面上，与C-C处相反，扭矩比弯矩要大得多，忽略弯矩的影响。B-B截面扭矩为：Mq=, 最大剪应力为： 查表【1-5】可得：对45#调质钢 许用应力Pa3.3 连杆机构连杆主要尺寸的确定主要靠经验数据。根据一机部标准，封闭高度调节量为50mm.连杆材料用HT200。结构简图如下图3-4所示，尺寸确定：dB,取dB=50mm;d0,取d0=40mm;d4,取d4=70mm;d,取d=80mm图3-4 连杆结构简图3.4 曲轴连杆机构中的滑动轴承 在通用压力机械中，曲柄连杆机构的旋转或摆动速度较低，但载荷较大，因此应该检验作用在滑动轴承（或者叫做轴瓦）上的压强。连杆大端轴承的压强为： 曲轴两端轴承的压强为： 连杆小端轴承的压强为： 三种轴承的材料均选ZQSn6-6-3。类型为剖分式曲轴滑动轴承。 3.5上刀架与床身导轨 刀架是剪扳机的重要部件，被剪板料的剪切精度和断口质量在很大程度上与刀架以及机架上导轨的结构有关，因此设计剪板板机时应该注意刀架的强度和刚度。它的上端与连杆相联接，下部安装模上刀架，并在机身的导轨内上下运动。该剪板机采用整体焊接的直线运动的刀架。刀架结构如图3-5所示：图3-5 刀架结构简图第4章 离合器和制动器在剪板机传动系统中，一般都装有离合器和制动器，用来控制工作机构的运动和停止。剪板机常用的离合器可分为刚性离合器和摩擦离合器两类；常用的制动器有圆盘式制动器、带式制动器和闸瓦式制动器。本机采用刚性离合器和凸轮带式制动器。4.1 离合器的选用与计算压力机的离合器都是由主动部分、从动部分、联接零件以及操纵机构组成。刚性离合器，一般是靠结合零件把主动部分和从动零件连接起来。这类离合器根据结合零件的类型，可分为转键式、滑销式、滚柱式和牙嵌式等几种。本机选用双转键式离合器。4.1.1离合器的结构 离合器的结构如图4-1所示：4.1.2离合器的操纵机构如图4-2所示。按下手柄，挡块向下运动，曲轴就同中套一起转动。手柄上有拉伸弹簧，可以使手柄复位，这样曲轴就停止转动，完成一个工作循环。4.1.3 转键的材料与校核离合器结合时，转键承受相当大的冲击载荷，因此常用合金钢40Cr、50Cr或碳素工具钢T7、T10制造。热处理硬度为HRC5055，而在两端3040mm长度处回火至HRC3035。关闭器采用40Cr钢，热处理硬度为HRC5055.中套用45#钢，热处理硬度为HRC4045。内外套也采用45#钢制造。转键的圆柱表面要求粗糙度为Ra6.3，与孔配合用f9/H8。转键的结构和尺寸如图4-3所示： 图4-3校核如下：（1）离合器所能够传递的最大扭矩：而需要传递的扭矩： （2）工作速度：（n为曲轴转速，D1为轴键结合处曲轴直径） v应取在0.40.7m/s间，故n应取在127222rpm。 参照标准，取n=150rpm，则工作速度vm/s。 离合器内、外套与曲轴相配合的平键，尺寸。中套与大带轮相配合的平键尺寸：4.2 制动器的选择与计算压力机械上常用的制动器有三种，圆盘式制动器、带式制动器和闸瓦式制动器。本机采用带式制动器。常用的带式制动器有3种：偏心带式制动器、凸轮带式制动器和气动带式制动器。图4-4是凸轮带式制动器。制动带6的张紧是靠制动弹簧5，而松开是靠凸轮l、滚轮和杠杆4，因此，剪板机在非制动行程时可以完全松开制动带，能量损耗较小。有调查显示，J 2310压力机，制动器改为凸轮带式制动器以后，能量损耗与压力机电动机功率之比变为967，下降约50。顺便应说明点，由于小型机一般没有滑块平衡装置，因此，在压力机空程向下时，为了防止连杆等零件的“超前”现象，应提供一定的制动力矩。故非制动行程一般指回程。图4-4凸轮带式制动器1凸轮 2制动轮 3滚轮 4杠杆5制动弹簧 6制动带第5章 电动机的选择与飞轮设计及皮带传动设计5.1 电动机的选择5.1.1一个工作循环所消耗的能量(1) 工件变形功A1 (5-1)其中：Pg压力期公称压力（牛） 板料厚度(2) 拉延折合工作功A2A2= =J(5-2)其中：S0行程长度(3) 工作行程时由于曲柄连杆机构的摩擦所消耗的能量A3：A3=54.141 J(5-3)其中：M摩擦当量力臂 公称压力角(4) 工作行程时由于机体受力系统的弹性变形所消耗的能量A4：A4= J(5-4）其中：Yc机体总的受力变形（米） Ch机身的垂直刚度（千牛/毫米）(5) 飞工作时间阶段，空程向下和空程向上所消耗的能量A5：查表，取A5=100J(6) 飞轮空转时所消耗的能量A6查表知：N6=0.16 KW,t1=60/n=0.4，t=60/0.4n=1A6=1000N6（t-t1）=96 J(7) 离合器结合功A7=0.2A求得： 剪板机一个工作循环所消耗的总能量A=694.133 J5.1.2电动机的选择Nm= kw查表取k=1.6，得Ne=Nm=1.111 kw选额定功率为1.1kw转速为910的电动机，则k=Ne/Nm=1.585.2 飞轮转动惯量的计算冲裁工件之时，主要靠飞轮释放能量，如果忽略电动机在这时所输出的能量，即可得出：（5-5）式中：A0工作行程时压力机所消耗的能量Jf飞轮转动惯量1、2冲压工作开始前和结束后飞轮的角速度上式，可以写成：（5-6）或（5-7）上式中，m=（1+2）/2，为平均角速度也可写成： （5-8）上式中，称为不均匀系数，数值越大，表示飞轮角速度的波动越大由于1、2与许多因素有关，故欲准确地求出m是不容易的。但从压力机的工作性质及其试验曲线得知，e（电动机在额定转速下的飞轮角速度）在1、2之间，可以近似认为就在两者的中点，这样，就可认为;e=m=Ne/30i（5-9）上式中，Ne电动机额定转速i电动机到飞轮轴速比则Jf=A0/ （5-10）由于电动机到飞轮的传动一般为三角皮带传动，皮带传动时有滑动，相当于加大了电动机的滑差率，故实际上容许的不均匀系数为 （5-11）上式中：St在额定转速下皮带滑动时当量滑差率实际上，冲压工件使，电动机放出一部分能量，因此，考虑这部分能量时，（5-12）上式中，p工作行程角（度）取 Se=0.10,St=0.02，得kg/5.3皮带传动设计上述计算得出曲柄压力机的电动机功率为1.1KW,转速为910，三角皮带传动比为5.3.1 确定计算功率由机械设计表5-8查得工作情况系数由式（5-21）其中为电动机的额定功率5.3.2 选择V带型号开式曲柄压力机上常用的三角皮带有Z,A,B和C四种型号。由,和图5-10，确定选用A型窄V带。5.3.3 确定代的基准直径（1） 按设计要求，由表5-2查得，A型带轮的最小直径为80mm，再参看图5-10及表5-6，选择小带轮直径。（2） 验算带速 在525m/s之间，满足带速要求。（3） 计算从动轮基准直径 ，取，按带的基准直径系列取。实际传动比传动比相对误差值（在误差范围内），所选大带轮可用。5.3.4确定中心距和带的基准长度 即：取带长带长由机械设计表5-4，选取带的基准长度为，计算实际中心距5.3.5确定V带根数式中：由机械设计查得 单根V带的基本额定功率，取0.212KW 时传递功率的增值，取0.118KW 包角系数，取0.95 长度系数，取1.04 所以，Z=3.86根，取Z=4根。第6章 机身设计6.1 机身结构及其主要尺寸机身是剪板机的一个基本部件。所有的零部件都要安装在上面。工作时要承受全部的工件变形力。因此，机身的合理设计对于减轻机体的总重量，提高系统刚度，以及减少制造工时，都具有直接的影响。机身分为两大类型：开式机身和闭式机身。前者三面敞开，操作方便，但刚度差，适用于中小型剪板机；后者两侧封闭，刚度较好，但操作不如开式的方便，适用于中大型机以及某些精度要求高的小型机械。开式压力机按机身背后有无开口可分为双柱机身和单柱机身：按机身是否可以倾斜分为可倾机身和不可倾机身；按工作台是否可以移动分为固定台和活动台。不同的机身形式有不同的用途，双柱可倾机身便于从机身背部卸料，有利于冲压工作的机械化和自动化。活动台机身可以在较大范围内改变压力机的闭合高度，适用工艺范围较广。本机机身类型为：双柱可倾固定工作台机身。材料为HT200。机身结构如图6-1所示；6.2 开式机身强度计算开式机身由于三面敞开，是一个悬臂构件，刚度较差。特别是有角变形存在，影响工件精度和模具寿命。因此，应按刚度设计。但是刚度设计复杂，要等到整个机身的结构尺寸确定之后才能够计算。因此，为便于设计，先进行强度设计，然后进行刚度校验。在强度设计中，考虑到机身的刚度，许用压力一般取得较低。根据一机部标准和工艺需要，初定机身尺寸。然后核算危险截面。图6-2为开式机身强度计算简图图6-2为开式机身强度计算简图核算如下：（1）求危险截面的形心、截面积、惯性矩表6-1面积序号高Hi宽Bi面积Fi各矩形形心YiFiYiAi=|15080400025100000134.7731816.3762330206600215141900056.22720.865732040800390312000230.22742.40360.0267合计1879.64各矩形的面积、形心及惯性矩计算如表6-1所示。弯矩： 其中，Pg为公称压力，A为喉口深度最大拉应力：l= Pa最大压应力：y= Pa用上述的公式算出的应力与实测应力有较大出入，一般动态实测最大拉应力比理论计算的大一倍。对于铸铁l=200300Pa、y=300400Pa.可以认为此机构强度合适，无需再改变尺寸。6.3机身刚度校验开式压力机工作时，将产生弹性变形，它又两部分变形，即使装模高度产生改变的垂直变形和使滑块运动产生倾斜的角变形。这些变形特别是角变形的存在，将影响工作精度、模具寿命和加速滑块导向部分的磨损。要求压力机有足够的刚度。对应上述的两种变形有两个指针，即垂直刚度和角刚度。所谓垂直刚度是指压力机的滑块相对于工作台面产生单位角变形时所受的作用力，可用Ca表示，即： (千牛/微弧度)（6-1）其中， 压力机受载荷P时，使滑块产生倾斜的角变形对于开式压力机危害最大的是角变形。图6-3为开式机身刚度计算的原型简图 图6-3 机身刚度计算的原型图 （6-2） 式中：J1，J2，J3为，,截面对各自的形心惯形矩 AB，BC，CD通过三形心，且D、A两点在滑块中心线上。 L1,L2,L3为AB，BC，CD的长度。 E取N/ （千牛/微弧度） （6-3）求得：J1= 测得：L1=290mm,L2=550mm,L3=350mm,=56度将各值代入式（*）中，得，继而求得机身角刚度为：（千牛/微弧度）机身的许用刚度：Ca=0.0012Pg=0.12（千牛/微弧度） CaCa机身刚度足够第7章 辅助装置7.1 压料器剪板机的压料装置是确保剪切时压紧板料，以防发生板料位移而影响剪切质量的装置。实践论