毕业设计论文-保鲜膜机设计说明书

1、PAGE 目录 TOC o 1-3 h z u HYPERLINK l _Toc106427086 保鲜膜机设计 PAGEREF _Toc106427086 h 3 HYPERLINK l _Toc106427087 摘要 PAGEREF _Toc106427087 h 3 HYPERLINK l _Toc106427088 Abstract PAGEREF _Toc106427088 h 4 HYPERLINK l _Toc106427089 The Head Metal Clipper Design PAGEREF _Toc106427089 h 4 HYPERLINK l _Toc106

2、427090 1绪论 PAGEREF _Toc106427090 h 5 HYPERLINK l _Toc106427091 1.1课题选择的背景和目的 PAGEREF _Toc106427091 h 5 HYPERLINK l _Toc106427092 1.2 保鲜膜机国内外发展现状 PAGEREF _Toc106427092 h 6 HYPERLINK l _Toc106427093 1.3 保鲜膜机的现状 PAGEREF _Toc106427093 h 7 HYPERLINK l _Toc106427094 1.3.1保鲜膜机在车间布置和作用 PAGEREF _Toc106427094

3、 h 7 HYPERLINK l _Toc106427096 1.3.2保鲜膜机的类型和特点 PAGEREF _Toc106427096 h 7 HYPERLINK l _Toc106427097 1.3.3 保鲜膜机研究的内容和方法 PAGEREF _Toc106427097 h 8 HYPERLINK l _Toc106427098 2 方案的选择与评述 PAGEREF _Toc106427098 h 10 HYPERLINK l _Toc106427099 2.1方案选择 PAGEREF _Toc106427099 h 10 HYPERLINK l _Toc106427100 2.2方案

4、评述 PAGEREF _Toc106427100 h 10 HYPERLINK l _Toc106427101 3 电机的选择 PAGEREF _Toc106427101 h 12 HYPERLINK l _Toc106427102 3.1剪切力的计算 PAGEREF _Toc106427102 h 12 HYPERLINK l _Toc106427103 3.2剪切机的扭矩计算 PAGEREF _Toc106427103 h 12 HYPERLINK l _Toc106427104 3.3剪切时,转股稳定运转转速 PAGEREF _Toc106427104 h 13 HYPERLINK l

5、_Toc106427105 3.4电机型式及电机容量的选择 PAGEREF _Toc106427105 h 13 HYPERLINK l _Toc106427106 4 主要零件的强度计算 PAGEREF _Toc106427106 h 16 HYPERLINK l _Toc106427107 4.1减速机的计算 PAGEREF _Toc106427107 h 16 HYPERLINK l _Toc106427108 4.1.1减速机的传动比分配 PAGEREF _Toc106427108 h 16 HYPERLINK l _Toc106427109 4.1.2减速机齿轮设计 PAGEREF

6、_Toc106427109 h 16 HYPERLINK l _Toc106427110 4.1.3 齿轮轴的设计计算 PAGEREF _Toc106427110 h 24 HYPERLINK l _Toc106427111 4.2剪刃的设计 PAGEREF _Toc106427111 h 29 HYPERLINK l _Toc106427112 4.2.1材料的选择 PAGEREF _Toc106427112 h 29 HYPERLINK l _Toc106427113 4.2.2剪刃的结构设计 PAGEREF _Toc106427113 h 29 HYPERLINK l _Toc10642

7、7114 4.3转股轴承的选择及校核 PAGEREF _Toc106427114 h 30 HYPERLINK l _Toc106427115 4.4侧隙调整机构的设计 PAGEREF _Toc106427115 h 31 HYPERLINK l _Toc106427116 4.5电动机的起动力矩的验算 PAGEREF _Toc106427116 h 32 HYPERLINK l _Toc106427117 4.5.1系统飞轮力矩的计算 PAGEREF _Toc106427117 h 32 HYPERLINK l _Toc106427118 4.5.2起动时间的计算 PAGEREF _Toc1

8、06427118 h 33 HYPERLINK l _Toc106427119 4.5.3起动转角的校核 PAGEREF _Toc106427119 h 33 HYPERLINK l _Toc106427120 5 润滑方法的选择 PAGEREF _Toc106427120 h 37 HYPERLINK l _Toc106427121 5.1减速机润滑方法及润滑油的选择 PAGEREF _Toc106427121 h 37 HYPERLINK l _Toc106427122 5.2保鲜膜机的润滑 PAGEREF _Toc106427122 h 37 HYPERLINK l _Toc106427

9、123 6试车方法和对控制的要求 PAGEREF _Toc106427123 h 38 HYPERLINK l _Toc106427124 6.1试车要求 PAGEREF _Toc106427124 h 38 HYPERLINK l _Toc106427125 6.2对控制系统的要求 PAGEREF _Toc106427125 h 38 HYPERLINK l _Toc106427126 7设备可靠性与经济评价 PAGEREF _Toc106427126 h 39 HYPERLINK l _Toc106427127 7.1机械设备的有效度 PAGEREF _Toc106427127 h 39

10、HYPERLINK l _Toc106427128 7.2投资回收期 PAGEREF _Toc106427128 h 39 HYPERLINK l _Toc106427129 专题-电动机选择与探讨 PAGEREF _Toc106427129 h 41 HYPERLINK l _Toc106427130 1.三相异步电动机的旋转原理 : PAGEREF _Toc106427130 h 42 HYPERLINK l _Toc106427131 2.同步电动机在结构上大致有两种： PAGEREF _Toc106427131 h 43 HYPERLINK l _Toc106427132 3.电机固有

11、步距角： PAGEREF _Toc106427132 h 44 HYPERLINK l _Toc106427133 4.步进电机的一些特点： PAGEREF _Toc106427133 h 45 HYPERLINK l _Toc106427134 5.电动机的润滑 PAGEREF _Toc106427134 h 46 HYPERLINK l _Toc106427135 结论 PAGEREF _Toc106427135 h 47 HYPERLINK l _Toc106427136 致谢 PAGEREF _Toc106427136 h 48 HYPERLINK l _Toc106427137 参考

12、文献 PAGEREF _Toc106427137 h 49保鲜膜机设计摘要保鲜膜机是1700热连轧机的单体设备,它的用途是切头、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1700热连轧厂的保鲜膜机是为满足生产要求制造的，本设计就是改造切头、切尾保鲜膜机及其主传动系统。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，有一定的经济效益。该切头保鲜膜应用1700连轧

13、厂，切头和切尾，以及事故处理也可作为1700横切机构设计参考。关键词： 剪切机,转股,切头,切尾AbstractThe Head Metal Clipper DesignThe head metal clipper is 1,700 hot companies rolling mills monomer equipment. Its use is cuts away the forehead, cuts away the tail, When it appear catches the steel and iron accident, It cuts by the rolling part,

14、processing catches the steel and iron the matter. Sometimes also may cut the size which assigns, inspects is rolled over the part the quality.The Benxi iron and steel company 1,700 heat continuously roll over the manufacturing plant to cut away the forehead clipper are for satisfy the production req

15、uest manufacture，This design is the transformation cuts away the forehead, cuts away the rear part clipper and its the main transmission system. Rechooses the main electrical machinery, the new design decelerates the machine use originally to cut the machine the foundation, uses the double electrica

16、l machinery, cuts the organization the crank rocker type to alter to the rotor drum type, reduced the kinetic moment, enhanced has cut the quality.In the design, carries on the shearing force the computation, the choice main electrical machinery capacity, carries on the axis, the gear design calcula

17、tion, carries on cuts the organization the improvement design, obtains a better effect, has the certain economic efficiency.Should cut away the forehead to fly cuts should be used in 1700 continuously roll over the manufacturing plant, cuts away the forehead and cuts away the rear part, as well as t

18、he accident processes also may take 1,700 lateral shears organizations design reference.Key words: the cutting machine, the rotor drum type, cuts away the forehead, cuts away the tail1绪论1.1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，

19、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，为了进一步提高生产率，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

20、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3/4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。1700热连轧机组为了使粗轧后的轧件有更好的头尾形状，该热轧线上装有一台切头、切尾的保鲜膜机，该保鲜膜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。保鲜膜机使用中存在的问题，保鲜膜机采用发电机组供电调整困难

21、，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，由于保鲜膜机不能正常使用，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保鲜膜机进行改进设计，保证保鲜膜正常剪切，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。1.2 保鲜膜机国内外发展现状 要使保鲜膜适应轧机生产的要求和提高自动化水平，除不断改进保鲜膜性能外，在保鲜膜区还需增设有关设备与装置。 如图1.1所示，切头保鲜膜区的设备布置简图要求剪切的长度小于23的

22、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”。1、探测器 2、切头保鲜膜 3、破鳞夹角辊 4、测量装置 5、脉冲发生器6、9、10、测速发电机 7、主令控制器 8、自整角机图1.1 保鲜膜机区设备布置简图测量装置4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6，测定轧件的速度。热金属探测器1位于轧件的正上方，在A、B、C三处宽度差进行扫描，以A、B两处宽度差选择切头部位，B、C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5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

23、示带钢通过的长度。保鲜膜机将以脉冲数为根据进行启动剪切。保鲜膜机2的测速发电机9和测量装置测速发电机6配合控制剪刃的切头速度，与破鳞夹送辊3的测速发电机10配合控制切尾速度，使剪刃在切尾时的线速度与第一架精轧机轧件入口速度相适应。主令控制器7用于控制剪刃位置。自整角机8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，对保鲜膜的机械部分进行一些改进，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

24、保鲜膜的启动和制动。随着保鲜膜机设计的完善，提高保鲜膜机的剪切速度，以适应轧机速度的不断提高。1.3 保鲜膜机的现状1.3.1保鲜膜机在车间布置和作用R1可逆式粗轧机 R2、R3不可逆式四辊万能轧机 F1F7精轧机图1.2 切头保鲜膜区设备布置图保鲜膜机的作用：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，用保鲜膜切断，减少事故损耗。1.3.2保鲜膜机的类型和特点用保鲜膜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保鲜膜的性能不断完善。近年来，随着轧机速度的不断提高，提高保鲜膜的速度已成为人们普遍注意与研究的问题，各

25、国的保鲜膜设计研究工作者正在研究各类轧机用的高速保鲜膜及其生产过程的全部自动化，用电子计算机控制的保鲜膜已经用于生产。经过近百年的发展，在生产中使用的保鲜膜，其类型很多，目前较常用的保鲜膜型式有圆盘式保鲜膜、滚筒式保鲜膜、曲柄回转杠杆式保鲜膜、曲柄偏心式保鲜膜、摆动式保鲜膜和曲柄偏心摇杆式保鲜膜等，上述各类保鲜膜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。1 圆盘式保鲜膜这种保鲜膜一般用在小型车间，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切头，以保证精轧机组的轧制过程顺利进行。圆盘式保鲜膜工作可靠、结构简单并可应用于轧制速度10m/s以上的

26、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，但对切头影响不大。2 滚筒式保鲜膜滚筒式保鲜膜是应用很广泛的一种保鲜膜，它安装在连轧机前、后或横切机组上，用来剪切厚变小于12毫米的钢板或小型型钢。由于这种保鲜膜的刀片做简单的圆周运动，它可以剪切运动速度高达15m/s以上的轧件。此类保鲜膜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，故作为成品定尺保鲜膜以剪切小型型钢和薄板为宜。3 曲柄回转杠杆式保鲜膜这种保鲜膜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，这种保鲜膜缺点结构复杂，剪切机构运动质量较

27、多，动力特性不好，刀片运动速度不能太快。4 曲柄偏心式保鲜膜 这种保鲜膜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。此类保鲜膜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切头、切尾。1.3.3 保鲜膜机研究的内容和方法1 进行现场调研，了解保鲜膜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。2 制定合理的设计方案，并画出总图。3 对保鲜膜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。4 进行轴

28、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。5 进行保鲜膜设计的计算和动载荷分析，以减速系统的GD2，便于启制动。选择合理的电机类型和容载。2 方案的选择与评述2.1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0.42m/s，将原保鲜膜机二台直流电机容量加大，采用平刃剪切方式，配备一台减速机。从许多厂家使用情况看，转鼓式切头保鲜膜切头、切尾使用情况比曲柄连杆式要好。传动图如2.1所示：1、剪切机座 2、联轴器 3、减速器 4、联轴器5、制动器 6、电机图2.2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

29、带动剪刃剪切板材。剪刃只适用于平刃剪，不适用斜剪。2.2方案评述（1）采用双电机方便启制动，减少启动时间，以便满足剪切要求；（2）选用制动器以便快速停机，以便下次剪切；（3）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；（4）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（5）采用斜齿齿轮使转鼓同步转动。3 电机的选择3.1剪切力的计算带钢参数:带钢最大宽度:1550mm材质:Q235最大厚度:40mm剪切温度:1000轧件运行速度:2m/s剪切力计算: 2，236-246 (3.1) (3.2) 3.2剪切机的扭矩计算 滚筒式切头保鲜膜总扭矩可按

30、静力学方法计算,最大剪切总扭矩的计算公式为: (3.3)图3.1 受力简图式中:上 、下滚筒中心矩970mm剪刃重合量 3mm对应最大剪切力的剪切角 （3.4） 对应最大剪切力的相对切入深度 0.25 3.3剪切时,转股稳定运转转速 2.244 （3.5）式中：轧件运行速度 剪刃圆弧半径 开始剪切角 （3.6） 3.4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，这些特点满足保鲜膜机的要求，选用直流电机ZD2系列中型直流电动机：初选电机容量： （3.7） 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

31、乎完全由保鲜膜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ZD-173-18，N=630KW，n=400/1000 r/min两台，其性能参数见表3.1。表3.1 电机性能参数电 压（伏）电流（安）转速（r/min）工作过载倍数k切断过载倍数效 率（）飞轮转距GD2（kg.m2）重 量（N）6001030400/10002.52.750.9376595000图3.2电机结构尺寸(单位mm)4 主要零件的强度计算4.1减速机的计算4.1.1减速机的传动比分配电机功率为630kw,额定转数为400rpm,其传动比为9.635,每年300工

32、作日,三班制,每班8小时(实际按3小时),寿命10年。减速机采用双电机驱动，其齿轮排列形式如下：图4.1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4.1.2减速机齿轮设计1 选定齿轮类型、精度等级、材料及齿数（1）按所设计的传动方案，选用斜齿圆柱齿轮传动。（2）选用8级精度（GB10095-88）。（3）材料选择:小齿轮材料选用34CrNi3Mo，整体调质处理，强度极限=803.6MPa,屈服极限=686 MPa,弯曲疲劳极限=343 MPa,齿面硬度HB320;大齿轮选用40CrMn2Mo，调质处理，齿面硬

33、度HB290, 强度极限=862.4MPa,屈服极限=686 MPa,弯曲疲劳极限=274.4 MPa,接触疲劳极限均为820 MPa。（4）选小齿轮齿数，大齿轮齿数。（5）选取螺旋角。初选螺旋角=14。2 按齿面接触强度设计即： （4.1）（1）确定公式内的各计算数值试选Kt = 1.6。 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 （4.2）= 9.55=15041 计算应力循环次数 （4.3） （4.4） 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S=1得： （4.5）许用接触应力 （4.6）（2）

34、计算计算小齿轮分度圆直径，由计算公式得： 计算圆周速度 （4.7）计算齿宽b及模数 （4.8） （4.9） （4.10）计算纵向重合度 （4.11）计算载荷系数K已知使用系数=1。根据v = 8.3m/s，8级精度，查得动载系数；由表查得的计算公式:故 （4.12）查得，。故载荷系数： （4.13）按实际的载荷系数校正所算得的分度圆直径， 即： （4.14） 计算模数 （4.15）（3） 按齿根弯曲强度设计即： （4.16）A 确定计算参数计算载荷系数 （4.17）根据纵向重合度，由图查得螺旋角影响系数。计算当量齿数 （4.18） 查取齿形系数由表查得，；。查取应力校正系数由表查得，；。查取弯

35、曲疲劳强度极限由图查得，小齿轮MPa；大齿轮MPa。由图10-18查得:弯曲疲劳极限寿命系数: 计算弯曲疲劳许用应力,取安全系数,由式(10-12)得: （4.19）计算大、小齿轮的并加以比较 大齿轮的数值大。B 设计计算对比计算结果，由齿面接触疲劳强度计算的法面模数大于由齿根弯曲强度计算的法面模数，取，已可满足弯曲强度。但为了同时满足接触疲劳强度，需按接触疲劳强度算得的分度圆直径来计算应有的齿数。于是由： （4.20）取,则。（4）几何尺寸的计算 计算中心距 （4.21）将中心距圆整为810mm。按圆整后的中心距修正螺旋角 （4.22）4531因值改变不多，故参数、等不必修正。计算大、小齿轮

36、分度圆直径 （4.23） 其他齿轮计算略,齿轮结构如下所示 图4.2 齿轮1 图4.3 齿轮2 图4.4 齿轮3 图4.5 齿轮44.1.3 齿轮轴的设计计算（1）力能参数的计算轴 = 3 * ROMAN III传递的功率： 轴 = 3 * ROMAN III的转数： （2）材料的选用选取轴的材料为40Cr合金钢，调制处理。其机械性能为:表4.1性能参数686490333.2245117.668.6单位(MPa)（3）轴结构的初步设计:取=112，于是得： （4.24）拟定轴上零件的装配方案如图4.3:根据轴向定位的要求确定轴的直径和长度初步选用联轴器：选用齿轮联轴器CLZ19，d=460mm

37、,L=485mm。故轴承的选择: 因,所以只能选用双列滚锥轴承,拟选用351996,尺寸,额定动负荷为,故: ,图4.6 轴 = 3 * ROMAN III装配示意图 ,故:故,。轴向尺寸的确定 轴承宽，齿轮宽，齿轮与箱壁之间的距离为，联轴器（半）。 。 （4）计算各力: , （4.25） （4.26）水平面支反力 垂直面支反力： 1 2 3123联立解得：（5）绘制齿轮轴的受力简图，如图所示 计算弯矩：水平面弯矩：垂直面弯矩：合成总弯矩M： （4.27）图4.4 轴的载荷分布图（M，T的单位为Nm） （4.27）扭矩:按弯扭合成应力校核轴的强度：进行校核时，通常是校核轴上承受最大弯矩和扭矩的

38、截面（即危险截面的强度）。取a = 0.6，轴的计算应力为： （4.28）均小于,所以符合强度要求。其他轴的示意如下:I轴:图4.8 轴I示意图 = 3 * ROMAN II轴:图4.9 = 3 * ROMAN II轴示意图4.2剪刃的设计4.2.1材料的选择 剪刃材料要求具有高硬度、高耐磨性、高热硬性，因此，选用合金钢，该钢具有较高强度和高硬度，但塑性较低，较适用于做剪切机刀片。该钢含碳0.45%0.35%，含锰小于40%，含硅0.80%1.10%，含Cr1.00%1.30%，含W2.00%2.50%。选用淬火热处理，淬火介质用油，淬火温度为860900，淬火后硬度为HRC53，交货状态HB

39、217179。4.2.2剪刃的结构设计 为使剪后的轧件顺 利进入精轧机组，改善轧件头尾质量，剪刃设计成圆弧形状(垂直投影)使剪切掉头尾的轧件具有如图所示的形状。图4.10剪刃示意图4.3转股轴承的选择及校核选用10779/600,其尺寸为,其额定静负荷为991000kg。 查(对于左端轴承)故当量动载荷 （4.29）当量静载荷 （4.30） （4.31） EQ (h为小时)每年工作小时数:,故左端轴承可工作两年。对于右端轴承：查故 故左端轴承可工作两年，因此轴承的寿命够用4.4侧隙调整机构的设计为便于剪刃侧隙的调整，该剪切机安装了一套侧隙调整装置，如下图所示止推轴承内座圆通过端盖6与轴套固定在

40、滚筒轴承压盖2的端部，外座圈则由一个带螺杆的轴承套3和端盖11固定；轴套3装在夹筒1内，带内螺纹的轴环4拧在夹筒1的外螺纹上，并通过轴承套3的螺杆将其固定。为消除轴环4与夹筒1螺纹配合间隙，在轴环的端面有4个锁紧螺钉8。由于上下滚筒通过斜齿同步齿轮来传动，当一个斜齿轮作轴向移动时，显然与之相啮合的另一个滚筒旋转一个角度，改变了剪刃之间的侧间隙。当要调整剪刃侧向间隙时，首先松开锁紧螺钉8，转动轴环4，由于夹筒1固定在剪切机机架上，因而轴环4就相对夹筒1作轴向移动,并通过轴承套3,端盖11及止推轴承与滚筒轴承压盖2带动滚筒及其轴承内座圈一起做轴向移动来实现剪刃侧隙的调整。下滚筒允许轴向移动量为毫米

41、。侧间隙调整后还要使刀片圆弧对齐，这是将刀片固定螺丝松开开后，轴向移动刀片来达到。用上述机构只能调整一对剪刃的侧间隙，不能保证同时将两对剪刃侧间隙调整到要求的数值。由于一对剪刃的侧间隙调好后，就不允许滚筒有轴向运动，因而另一对剪刃侧间隙只能加垫片的办法调整。此保鲜膜同步传动齿轮没有装设副齿，齿轮不能在无侧间隙下工作，因而传动不够平稳。4.5电动机的起动力矩的验算4.5.1系统飞轮力矩的计算电机的飞轮力矩： 2，236-246双 电 机： 系统飞轮的转矩： 总飞轮转矩： 4.5.2起动时间的计算 电机空载力矩： 系统空载力矩： 总空载力矩： （4.32） 电机平均起动力矩： （4.33） 起动时

42、间： （4.34） 4.5.3起动转角的校核 （4.35） 即转股经过的角度即可达到41.226r/min。允许起动转角：式中： 剪刃的初转角 取 最大开始剪切角 取 电机满足起动要求。 图5.1 起动转角示意图 剪切后的角速度 （4.36）式中： 剪切时剪股稳定转速 （4.37） 1/sJ系统的转动惯量 （4.38）剪切角（4.39） 剪切力 （4.40）单位剪切力 表8-4 1/s m/s m/s 满足要求5 润滑方法的选择5.1减速机润滑方法及润滑油的选择 由于两齿轮半径差过大，因此采用喷油润滑,如按高速级选用齿轮润滑油,齿轮圆周速度m/s,按手册推荐选用时,运动粘度为5ncst的润滑油

43、;如按低速级选用齿轮润滑油,齿轮圆周速度,按手册推荐选用50ncst的润滑油,但考虑到减速机负载很大,而且为起动工作制.故选用高粘度润滑油,选用24号汽缸油。轴承的润滑采用飞溅润滑,即把传动零件飞溅到箱盖上的油汇集到箱体剖分面上的油沟中,然后流进轴承中进行润滑。5.2保鲜膜机的润滑保鲜膜机传动齿轮的圆周速度，速度低载荷大，故选用24号汽缸油，油池润滑。转股轴承采用干油润滑，干油选用4号钙基润滑脂，代号为ZG-4 GB501-65。油池内润滑油使用期为6个月，6个月更换一次。如没有24号汽缸油，可用蓖麻油代替汽缸油。6试车方法和对控制的要求6.1试车要求(1)试车前应详细检查，不得有卡住现象，剪

44、刃间隙应满足0.10.3mm.(2)试车前按图纸进行润滑，不得有漏油现象(3)试车时应从低速开始试车，试车速度分别以0.5m/s、1 m/s、1.5 m/s、2 m/s、2.4 m/s五种速度(指剪切速度)进行试车。试车时，要对剪刃在起动、加速、制动和行车各阶段中的速度和剪刃位置进行测定，不得有异常现象，试车正常可交付使用。(4)试车前要把安装、检查工具和影响试车的构件拿开，试车后要清扫现场。(5)试车次数不少于10次。6.2对控制系统的要求 (1)主传动系统安装保护措施由电流控制。 (2)系统制动由电机反接制动和制动器制动共同作用。 (3)要剪切后在 内制动，正好使剪刃停在起动位置。7设备可

45、靠性与经济评价7.1机械设备的有效度对于可维修设备，由于发生故障之后，可以修理恢复到正常工作状态。因此，从开始工作到发生故障即可靠度；从发生故障后进行维修恢复到正常工作阶段即维修度；二者结合起来，就是机械设备的有效度(有效利用率)。 8.9 (7.1) MTBF平均故障间隔期 (h) MTTR平均维修时间 设备工作时间10000h,可能发生10次故障，每次处理故障时间平均10h，检修时间400h。 7.2投资回收期表7.1有关资料表（万元）时间（年 ）12345678910投资20002000年净收益500800100015001800180020002500累计净收益-2000-4000-3

46、500-2300-13002002000380058008300投资回收期： =年行业投资回收期，重型机械，满足要求。专题-电动机选择与探讨电动机是把电能转换成机械能的设备。在机械、冶金、石油、煤炭、化学、航空、交通、农业以及其他各种工业中，电动机被广泛地应用着。随着工业自动化程度不断提高，需要采用各种各样的控制电机作为自动化系统的元件，人造卫星的自动控制系统中，电机也是不可缺少的。此外在国防、文教、医疗及日常生活中(现代化的家电工业中)电动机也愈来愈广泛地应用起来。 电动机也称为“马达”，利用电动机可以把发电机所产生的大量电能，应用构造和发电机基本上一样，原理却正好相反，电动机是通电于转子线

47、圈以引起运动，而发电机则是借转子在磁场中之运动产生电流。为了获得强大的磁场起见，不论电动机还是发电机，都以使用电磁铁为宜。电动机因输入的电流不同，可分为直流电动机与交流电动机：（1）直流电动机用直流电流来转动的电动机叫直流电动机。因磁场电路与电枢电路连结之方式不同，又可分为串激电动机、分激电动机、复激电动机；（2）交流电动机用交流电流来转动的电动机叫交流电动机。种类较多，主要有：整流电动机使串激直流发电机，作交流电动机用，即成此种电动机，因交流电在磁场与电枢电路中，同时转向，故力偶矩之方向恒保持不变，该机乃转动不停。此种电动机因兼可使用交、直流，故又称“通用电动机”。吸尘器、缝纫机及其他家用电

48、器等多用此种电动机。同步电动机电枢自一极转至次一极，恰与通入电流之转向同周期的电动机。此种电动机不能自己开动，必须用另一电动机或特殊辅助绕线使到达适当的频率后，始可接通交流电。倘若负载改变而使转速改变时，转速即与交流电频率不合，足使其步调紊乱，趋于停止或引起损坏。因限制多，故应用不广。感应电动机置转子于转动磁场中，因涡电流的作用，使转子转动的装置。转动磁场并不是用机械方法造成的，而是以交流电通于数对电磁铁中，使其磁极性质循环改变，可看作为转动磁场。通常多采用三相感应电动机（具有三对磁极）。直流电动机的运动恰与直流发电机相反，在发电机里，感生电流是由感生电动势形成的，所以它们是同方向的。在电动机

49、里电流是由外电源供给的感生电动势的方向和电枢电流I方向相反。交流电动机中的感应电动机，其强大的感应电流（涡流）产生于转动磁场中，转子上的铜棒对磁力线的连续切割，依楞次定律，此感应电流有反抗磁场与转子发生相对运动的效应，故转子乃随磁场而转动。不过此转子转动速度没有磁场变换之速度高，否则磁力线将不能为铜棒所切割。 一般电动机主要由两部分组成：固定部分称为定子，旋转部分称为转子。另外还有端盖、风扇、罩壳、机座、接线盒等。 定子的作用是用来产生磁场和作电动机的机械支撑。电动机的定子由定子铁心、定子绕组和机座三部分组成。定子绕组镶嵌在定子铁心中，通过电流时产生感应电动势，实现电能量转换。机座的作用主要是

50、固定和支撑定子铁心。电动机运行时，因内部损耗而发生的热量通过铁心传给机座，再由机座表面散发到周围空气中。为了增加散热面积，一般电动机在机座外表面设计为散热片状。 电动机的转子由转子铁心、转子绕组和转轴组成。转子铁心也是作为电动机磁路的一部分。转子绕组的作用是感应电动势，通过电流而产生电磁转矩。转轴是支撑转子的重量，传递转矩，输出机械功率的主要部件。 直流电机是通电导体在磁场中受力的原理旋转的.直流电机的旋转是磁场不动.导体运动. 1.三相异步电动机的旋转原理 :当向三项定子绕组中通过入对称的三项交流电时，就产生了一个以同步转速n1沿定子和转子内圆空间作顺时针方向旋转的旋转磁场。由于旋转磁场以n

51、1转速旋转，转子导体开始时是静止的，故转子导体将切割定子旋转磁场而产生感应电动势（感应电动势的方向用右手定则判定）。由于导子导体两端被短路环短接，在感应电动势的作用下，转子导体中将产生与感应电动势方向基本一致的感生电流。转子的载流导体在定子磁场中受到电磁力的作用（力的方向用左手定则判定）。电磁力对转子轴产生电磁转矩，驱动转子 沿着旋转磁场方向旋转。通过上述分析可以总结出电动机工作原理为：当电动机的三项定子绕组（各相差120度电角度），通入三项交流电后，将产生一个旋转磁场，该旋转磁场切割转子绕组，从而在转子绕组中产生感应电流（转子绕组是闭合通路），载流的转子导体在定子旋转磁场作用下将产生电磁力，

52、从而在电机转轴上形成电磁转矩，驱动电动机旋转，并且电机旋转方向与旋转磁场方向相同。单相交流电动机的旋转原理 :单相交流电动机只有一个绕组，转子是鼠笼式的。 单相电不能产生旋转磁场.要使单相电动机能自动旋转起来，我们可在定子中加上一个起动绕组，起动绕组与主绕组在空间上相差90度，起动绕组要串接一个合适的电容，使得与主绕组的电流在相位上近似相差90度，即所谓的分相原理。这样两个在时间上相差90度的电流通入两个在空间上相差90度的绕组，将会在空间上产生（两相）旋转磁场，在这个旋转磁场作用下，转子就能自动同步电动机是属于交流电机，定子绕组与异步电动机相同。它的转子旋转速度与定子绕组所产生的旋转磁场的速

53、度是一样的，所以称为同步电动机。正由于这样，同步电动机的电流在相位上是超前于电压的，即同步电动机是一个容性负载。为此，在很多时候，同步电动机是用以改进供电系统的功率因素的。2.同步电动机在结构上大致有两种：1、转子用直流电进行励磁。这种电动机的转子转子做成显极式的，安装在磁极铁芯上面的磁场线圈是相互串联的，接成具有交替相反的极性，并有两根引线连接到装在轴上的两只滑环上面。磁场线圈是由一只小型直流发电机或蓄电池来激励，在大多数同步电动机中，直流发电机是装在电动机轴上的，用以供应转子磁极线圈的励磁电流。 由于这种同步电动机不能自动启动，所以在转子上还装有鼠笼式绕组而作为电动机启动之用。鼠笼绕组放在

54、转子的周围，结构与异步电动机相似。 当在定子绕组通上三相交流电源时，电动机内就产生了一个旋转磁场，鼠笼绕组切割磁力线而产生感应电流，从而使电动机旋转起来。电动机旋转之后，其速度慢慢增高到稍低于旋转磁场的转速，此时转子磁场线圈经由直流电来激励，使转子上面形成一定的磁极，这些磁极就企图跟踪定子上的旋转磁极，这样就增加电动机转子的速率直至与旋转磁场同步旋转为止。2、转子不需要励磁的同步电机 转子不励磁的同步电动机能够运用于单相电源上，也能运用于多相电源上。这种电动机中，有一种的定子绕组与分相电动机或多相电动机的定子相似，同时有一个鼠笼转子，而转子的表面切成平面，。所以是属于显极转子，转子磁极是由一种

55、磁化钢做成的，而且能够经常保持磁性。鼠笼绕组是用来产生启动转矩的，而当电动机旋转到一定的转速时，转子显极就跟住定子线圈的电流频率而达到同步。显极的极性是由定子感应出来的，因此它的数目应和定子上极数相等，当电动机转到它应有的速度时，鼠笼绕组就失去了作用，维持旋转是靠着转子与磁极跟住定子磁极，使之同步。 步进电机的基本原理: 步进电机作为执行元件，是机电一体化的关键产品之一, 广泛应用在各种自动化控制系统中。随着微电子和计算机技术的发展，步进电机的需求量与日俱增，在各个国民经济领域都有应用。步进电机是一种将电脉冲转化为角位移的执行机构。当步进驱动器接收到一个脉冲信号，它就驱动步进电机按设定的方向转

56、动一个固定的角度(称为“步距角”)，它的旋转是以固定的角度一步一步运行的。可以通过控制脉冲个数来控制角位移量，从而达到准确定位的目的；同时可以通过控制脉冲频率来控制电机转动的速度和加速度，从而达到调速的目的。步进电机可以作为一种控制用的特种电机，利用其没有积累误差(精度为100%)的特点，广泛应用于各种开环控制。 现在比较常用的步进电机包括反应式步进电机（VR）、永磁式步进电机（PM）、混合式步进电机（HB）和单相式步进电机等。永磁式步进电机一般为两相，转矩和体积较小，步进角一般为7.5度 或15度；反应式步进电机一般为三相，可实现大转矩输出，步进角一般为1.5度，但噪声和振动都很大。反应式步

57、进电机的转子磁路由软磁材料制成，定子上有多相励磁绕组，利用磁导的变化产生转矩。混合式步进电机是指混合了永磁式和反应式的优点。它又分为两相和五相：两相步进角一般为1.8度而五相步进角一般为 0.72度。这种步进电机的应用最为广泛，也是本次细分驱动方案所选用的步进电机。步进电机的一些基本参数：3.电机固有步距角： 它表示控制系统每发一个步进脉冲信号，电机所转动的角度。电机出厂时给出了一个步距角的值，如86BYG250A型电机给出的值为0.9/1.8（表示半步工作时为0.9、整步工作时为1.8），这个步距角可以称之为电机固有步距角，它不一定是电机实际工作时的真正步距角，真正的步距角和驱动器有关。步进

58、电机的相数：是指电机内部的线圈组数，目前常用的有二相、三相、四相、五相步进电机。电机相数不同，其步距角也不同，一般二相电机的步距角为0.9/1.8、三相的为0.75/1.5、五相的为0.36/0.72 。在没有细分驱动器时，用户主要靠选择不同相数的步进电机来满足自己步距角的要求。如果使用细分驱动器，则相数将变得没有意义，用户只需在驱动器上改变细分数，就可以改变步距角。保持转矩（HOLDING TORQUE）：是指步进电机通电但没有转动时，定子锁住转子的力矩。它是步进电机最重要的参数之一，通常步进电机在低速时的力矩接近保持转矩。由于步进电机的输出力矩随速度的增大而不断衰减，输出功率也随速度的增大而变化，所以保持转矩就成为了衡量步进电机最重要的参数之一。比如，当人们说2N.m的步进电机，在没有特殊说明的情况下是指保持转矩为2N.m的步进电机。DETENT TORQUE：是指步进电机没有通电的情况下，定子锁住转子的力矩。DETENT TORQUE 在国内没有统一的翻译方式，容易使大家产生误解；由于反应式步进电机的转子不是永磁材料，所以它没有DETENT TORQUE。4.步进电机的一些特点：1一般步进电机的精度为步进角的3-5%，且不