1646-圓盤(pán)剪切機(jī)設(shè)計(jì)

1646-圓盤(pán)剪切機(jī)設(shè)計(jì),圓盤(pán),剪切,設(shè)計(jì) 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 1 頁(yè)本設(shè)計(jì)已經(jīng)通過(guò)答辯，如果需要圖紙請(qǐng)聯(lián)系 QQ 251133408 另專業(yè)團(tuán)隊(duì)代做畢業(yè)設(shè)計(jì)，質(zhì)量速度有保證圓盤(pán)剪切機(jī)設(shè)計(jì)1.緒論1.1 選題的背景和目的剪切機(jī)有各種類型，平刃剪、斜刃剪、圓盤(pán)剪和飛剪。平刃剪用于剪切方坯，斜刃剪用于剪切板材，而圓盤(pán)剪廣泛用于縱向剪切厚度小于 20~30 毫米的鋼板及薄帶鋼。而飛剪用于剪切運(yùn)動(dòng)著的軋件，其剪刃有平刃、斜刃和圓盤(pán)式飛剪。圓盤(pán)式剪切機(jī)由于刀片是旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)，因而可連續(xù)縱向剪切運(yùn)動(dòng)鋼板和帶鋼。圓盤(pán)式剪切機(jī)通常設(shè)置在精整作業(yè)線上用于將運(yùn)動(dòng)著的鋼板縱向邊緣切齊和剪切或者切成窄帶鋼，根據(jù)其用途可分為剪切板邊的圓盤(pán)剪和剪切帶鋼的圓盤(pán)剪。剪切板邊的圓盤(pán)剪，每個(gè)圓盤(pán)刀片均以懸臂的形式固定在單獨(dú)傳動(dòng)的軸上，刀片的數(shù)目為兩對(duì)。這種圓盤(pán)剪用于厚板精整加工線。板卷的橫切機(jī)組和連續(xù)酸洗機(jī)組等作業(yè)線。剪切帶鋼的圓盤(pán)剪用于板卷的縱切機(jī)組，連續(xù)退火和渡鋅機(jī)組等作業(yè)線上。鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 2 頁(yè)將板卷切成窄帶鋼，作為焊管坯料和車圈的坯料等。這種圓盤(pán)剪的刀片數(shù)目是多對(duì)的，一般刀片都固定在兩根公用的運(yùn)動(dòng)軸上，也有少數(shù)的圓盤(pán)刀片是固定在獨(dú)立的傳動(dòng)軸上的。這次選圓盤(pán)式剪切機(jī)作為設(shè)計(jì)題目是在對(duì) 1700 橫切機(jī)組的調(diào)研的背景下進(jìn)行的。1700 橫切機(jī)組使用多年，其中圓盤(pán)剪使用過(guò)程中存在一些問(wèn)題。該廠對(duì)該剪切機(jī)也進(jìn)行了多次改造。圓盤(pán)剪使用過(guò)程中傳動(dòng)系統(tǒng)精度底，徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)和刀片側(cè)向調(diào)整精度低，迫切要求更新和改造設(shè)計(jì)。這次設(shè)計(jì)的目的就是通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)主軸傳動(dòng)系統(tǒng)，刀片側(cè)向調(diào)整機(jī)構(gòu)，特別是各個(gè)機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程掌握?qǐng)A盤(pán)剪單體機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，使所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際結(jié)合起來(lái)，提高設(shè)計(jì)能力，獨(dú)立分析能力和繪圖技術(shù)，進(jìn)行規(guī)范化的的訓(xùn)練為今后的工作打下有力的基礎(chǔ)。1.2 圓盤(pán)式剪切機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀圓盤(pán)剪切機(jī)有下列幾個(gè)機(jī)構(gòu)組成：刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)，刀盤(pán)徑向調(diào)整和刀片的側(cè)向調(diào)整，剪切寬度的調(diào)整等。剪切寬度的調(diào)整實(shí)際上就是對(duì)機(jī)架的距離調(diào)整。早期圓盤(pán)式剪切機(jī)速度較低，圓盤(pán)式剪切機(jī)刀片旋轉(zhuǎn)是用電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)，以及和萬(wàn)向連接軸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。刀盤(pán)徑向間隙調(diào)整用電機(jī)通過(guò)蝸桿蝸輪傳動(dòng)是偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而刀片側(cè)向間隙是 用手動(dòng)通過(guò)蝸輪傳動(dòng)使刀片軸軸向移動(dòng)來(lái)完成的。隨著生產(chǎn)的發(fā)展，圓盤(pán)式剪切機(jī)剪切速度在逐漸提高，由于受到碎邊機(jī)的限制，現(xiàn)在大型圓盤(pán)剪切機(jī)的剪切速度通常為 0.4 米/秒。目前圓盤(pán)式剪切機(jī)裝在橫切機(jī)組上，剪切厚度為 0.6~2.5 毫米，寬度為 700~1500 毫米。帶鋼剪切速度達(dá)到 1~3m/s。刀片傳動(dòng)通過(guò)減速機(jī)和 4 個(gè)相同尺寸的齒輪同時(shí)傳動(dòng)兩對(duì)刀片。為保證刀片同步，4 個(gè)齒輪組成相當(dāng)于連桿機(jī)構(gòu)，使齒輪傳動(dòng)的中心距不變，提高了齒輪傳動(dòng)精度，為調(diào)整上刀片徑向間隙，上刀片軸承座可沿機(jī)架滑道上下移動(dòng)?；苿?dòng)用針齒擺線減速機(jī)，它體積小速比大調(diào)整精度高。刀片軸向距離調(diào)整也采用針齒擺線減速機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿和螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為了提高傳動(dòng)精度，傳動(dòng)系統(tǒng)增加了測(cè)速裝置，進(jìn)行主傳動(dòng)速度調(diào)整。圓盤(pán)剪后設(shè)置碎邊剪，將剪切下來(lái)的板邊剪成碎段送到下面的滑槽中，也可對(duì)剪下來(lái)的薄板邊用卷取機(jī)卷起來(lái)，然后停車卸卷。為了使切下來(lái)的板邊的鋼板平直，在出圓盤(pán)剪時(shí)切邊應(yīng)向下彎曲，現(xiàn)在采用上刀片軸相對(duì)下刀片軸移動(dòng)一個(gè)不大的距離或鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 3 頁(yè)者上刀片直徑比下刀片直徑小一些來(lái)實(shí)現(xiàn)見(jiàn)圖 1.1。圖 1.1 使鋼板保持水平位置的方法目前，各國(guó)都在研究擴(kuò)大圓盤(pán)剪的剪切范圍，有的國(guó)家已經(jīng)采用兩臺(tái)連續(xù)圓盤(pán)剪，剪切厚度為 10 毫米的鋼板，第一臺(tái)圓盤(pán)剪切入板厚的 5%~10%，緊接著由第二臺(tái)圓盤(pán)剪將鋼板全部切斷，見(jiàn)圖 1.2。在冷軋橫切機(jī)組上采用不帶驅(qū)動(dòng)裝置的圓盤(pán)剪，其圓盤(pán)剪刀片的傳動(dòng)是由帶有一定張力的被剪切的帶鋼來(lái)帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)拉剪方式。分條圓盤(pán)剪為了提高工作效率，從而采用了兩套機(jī)架，輪流使用，整體更換使設(shè)備的維修性提高，但投資費(fèi)用大。1.3 圓盤(pán)剪切機(jī)研究的內(nèi)容和方法1.3.1 圓盤(pán)剪切機(jī)在機(jī)組的布置和作用1、熱軋鋼板精整機(jī)組熱軋鋼板精整機(jī)組示意圖如圖 1.3 所示鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 4 頁(yè)圖 1.2 雙重圓盤(pán)剪示意圖1. 運(yùn)輸輥道 2. 前斜刃剪 3. 后斜刃剪 4. 圓盤(pán)剪 5.碎邊機(jī)圖 1.3 熱軋鋼板精整機(jī)組示意圖熱軋鋼板冷卻后由運(yùn)輸輥道運(yùn)輸?shù)胶笮比屑暨M(jìn)行切頭，然后送到圓盤(pán)剪切邊，在達(dá)到一定寬度要求后送到冷床。切下的邊由碎邊機(jī)剪切成小段后運(yùn)走。為滿足鋼板的長(zhǎng)度要求，再由輥道運(yùn)回前斜刃剪，加工成一定的尺寸長(zhǎng)度。圓盤(pán)剪的作用是剪切鋼板寬度尺寸，即去掉兩邊并切齊滿足寬度要求。2、1700 橫切機(jī)組1700 橫切機(jī)組的布置見(jiàn)圖 1.4 所示。由吊車將鋼卷吊來(lái)放到鏈?zhǔn)絺魉蜋C(jī)上進(jìn)入拆卷機(jī)拆卷，由伸直機(jī)將板頭伸直，由下切剪切頭后經(jīng) 17 輥矯直機(jī)初矯后到圓盤(pán)剪進(jìn)行切邊，再送入 1700 矯直機(jī)進(jìn)行膠直，最后由飛剪組合控制剪切帶鋼的長(zhǎng)度，帶鋼連續(xù)運(yùn)行切斷，由涂油機(jī)經(jīng)給料輥進(jìn)入磁鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 5 頁(yè)力輥1. 拆卷機(jī) 2. 伸直機(jī) 3. 下切剪 4. 17 輥矯直機(jī) 5. 圓盤(pán)剪6. 17 輥矯直機(jī) 7. 飛剪機(jī) 8. 涂油機(jī) 9. 給料機(jī) 10. 垛板臺(tái)圖 1.4 1700 橫切機(jī)組示意圖道（或磁性皮帶）送到垛板臺(tái)上落下垛起，當(dāng)達(dá)到一定高度后由吊車運(yùn)走。圓盤(pán)剪的作用就是將矯直后的帶鋼連續(xù)切邊，并使其達(dá)到一定寬度要求，再送到飛剪機(jī)連續(xù)剪切到要求的長(zhǎng)度尺寸。3、1700 冷縱剪切機(jī)組1700 冷縱剪切機(jī)組布置見(jiàn)圖 1.5 所示。1. 拆卷機(jī) 2. 伸直機(jī) 3. 下切剪 4. 給料機(jī)5. 圓盤(pán)剪切機(jī) 6. 卷邊機(jī) 7. 風(fēng)動(dòng)分離盤(pán) 8. 分卷卷取機(jī)圖 1.5 1700 冷縱剪切機(jī)組示意圖縱剪就是將鋼板破成窄條。鋼卷由吊車吊到拆卷機(jī)處拆卷，將頭伸直經(jīng)下剪切頭由給料機(jī)送到圓盤(pán)剪切縱切后切成窄條，給風(fēng)動(dòng)分離盤(pán)，由分卷取機(jī)卷成窄帶卷，卸卷后由吊車吊走送入成品庫(kù)。切下的帶鋼邊，由板卷機(jī)卷成卷，卸下后送走。鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 6 頁(yè)圓盤(pán)剪切機(jī)的作用是將冷軋成卷帶鋼切成窄條，并卷成窄帶鋼卷。其窄帶鋼卷的寬度由刀盤(pán)軸定位環(huán)調(diào)整，使刀盤(pán)之間位置變化。1.3.2 圓盤(pán)剪切機(jī)的類型和特點(diǎn)圓盤(pán)剪切按用途分為剪切板邊圓盤(pán)剪和剪切帶鋼縱切圓盤(pán)剪。1、剪切板邊的圓盤(pán)剪熱軋鋼板圓盤(pán)剪，剪切厚度小于 20 毫米，徑向調(diào)整采用偏心套，同步齒輪與刀片軸用萬(wàn)向連接軸傳動(dòng)。熱軋鋼板圓盤(pán)剪的另一種類型，剪切厚度在 40~50 毫米，采用二架圓盤(pán)剪同時(shí)剪切，第一架切入一定的深度后第二架圓盤(pán)剪再將其完全切斷。冷軋帶鋼圓盤(pán)剪，剪切厚度 0.5~2.5 毫米之間，徑向調(diào)整移動(dòng)上刀盤(pán)同步齒輪采用四連桿機(jī)構(gòu)。有的冷軋帶鋼圓盤(pán)剪采用測(cè)速裝置，使剪切精度更準(zhǔn)確。冷軋帶鋼圓盤(pán)剪的另一中類型，刀盤(pán)不帶驅(qū)動(dòng)，而是利用帶鋼拉著剪切。2、剪切帶鋼縱切圓盤(pán)剪縱切圓盤(pán)剪將帶鋼連續(xù)破條剪切，采用多對(duì)刀盤(pán)，刀盤(pán)軸傳動(dòng)有兩種：一種是集中驅(qū)動(dòng)，另一種刀盤(pán)軸分別驅(qū)動(dòng)。1.3.3 圓盤(pán)剪切機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法1、通過(guò)靠工廠調(diào)研，了解同類圓盤(pán)剪生產(chǎn)中存在的問(wèn)題，查閱相關(guān)資料掌握?qǐng)A盤(pán)剪的發(fā)展現(xiàn)狀。2、制定圓盤(pán)剪設(shè)計(jì)方案，在認(rèn)真研究，有創(chuàng)新和改進(jìn)，方案合理，并進(jìn)行方案評(píng)述。3、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，保證機(jī)件強(qiáng)度和剛度，計(jì)算公式采用要有依據(jù)。4、畫(huà)出總圖，部分部件圖和零件圖，利用計(jì)算機(jī)繪圖。5、對(duì)設(shè)計(jì)中控制系統(tǒng)提出要求，選擇潤(rùn)滑方法。6、試車方法和維修技術(shù)，保證維修方便。7、對(duì)設(shè)備進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和評(píng)價(jià)，降低設(shè)計(jì)成本。2. 設(shè)計(jì)方案的選擇和方案評(píng)述按給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)題目是 1700 橫切機(jī)組的圓盤(pán)式剪切機(jī)有兩中類型，一種是一般的切邊圓盤(pán)剪。有的設(shè)有測(cè)速電機(jī)，另一種靠帶鋼拉動(dòng)圓盤(pán)剪刀進(jìn)行剪切稱為鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 7 頁(yè)拉剪。設(shè)計(jì)方案選擇設(shè)有增速機(jī)構(gòu)的圓盤(pán)剪，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖 2.1 所示。1. 帶電機(jī)擺線針輪減速器 2. 徑向調(diào)整減速機(jī) 3. 調(diào)整絲桿 4. 刀盤(pán)5. 離合器 6. 增速機(jī)構(gòu) 7. 減速機(jī) 8. 電機(jī) 9.10.11.12 同步齒輪13. 刀盤(pán)側(cè)向間隙調(diào)整裝置 14. 機(jī)座移動(dòng)機(jī)構(gòu) （寬度調(diào)整機(jī)構(gòu)）圖 2.1 圓盤(pán)剪結(jié)構(gòu)示意圖該圓盤(pán)剪裝在橫切機(jī)組上，用來(lái)剪切厚度為 0.6~2.5 毫米，寬度為 700~1500 毫米的帶鋼。剪刃線速度為 1~3 米/秒。主傳動(dòng)由電機(jī) 8 通過(guò)減速機(jī) 7 同時(shí)傳動(dòng)兩對(duì)刀盤(pán)，上刀盤(pán)與齒輪 9 相連，下刀盤(pán)與齒輪 10 相連，齒輪 9、11，12 之間用連桿相連，以保證各齒輪中心距不變。因此在調(diào)整刀盤(pán)徑向間隙（調(diào)整上刀盤(pán)位置）各齒輪能很好的嚙合，刀盤(pán)側(cè)向間隙調(diào)整，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使螺紋套筒旋出使下刀盤(pán)做軸向移動(dòng)調(diào)整間隙很小，調(diào)整好在鎖緊。刀盤(pán)徑向調(diào)整通過(guò)帶電機(jī)的減速機(jī) 1，調(diào)整減速機(jī) 2，及調(diào)整螺絲帶動(dòng)上刀盤(pán)軸的鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 8 頁(yè)軸承座沿著架體內(nèi)滑道上下移動(dòng)。在剪切機(jī)下部設(shè)置機(jī)架橫移機(jī)構(gòu)，由電機(jī)通過(guò)行星減速機(jī)傳動(dòng)左右兩端螺紋方向相反的絲桿，由固定機(jī)架的螺母帶動(dòng)機(jī)架沿著導(dǎo)軌作相同或者相反移動(dòng)從而達(dá)到調(diào)整帶鋼寬度的目的。該設(shè)計(jì)方案做下列改進(jìn)：其一,徑向間隙調(diào)整比偏心套調(diào)整可靠利用連桿機(jī)構(gòu)比萬(wàn)向接軸精度高。其二，側(cè)向間隙調(diào)整增加自鎖裝置，安全可靠。其三，寬度調(diào)整采用行星齒輪減速機(jī)比蝸桿減速機(jī)效率高占地空間小。最后增加了測(cè)速機(jī)構(gòu)，為電機(jī)提供信號(hào)，為電機(jī)達(dá)到精確的轉(zhuǎn)速提供的保障，從而使整機(jī)更完善。由以上所述方案是比較好的，并且可行的。3. 電機(jī)容量的計(jì)算3.1 定性選電機(jī)鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 9 頁(yè)電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種，由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 價(jià)格較高，維護(hù)比較不便等缺點(diǎn)，因此無(wú)特殊要求是不宜采用。冶金行業(yè)生產(chǎn)單位一般為三相交流電源，因此，應(yīng)選用交流電動(dòng)機(jī)，同時(shí)交流電動(dòng)機(jī)又分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類，我國(guó)新設(shè)計(jì)的 Y 系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便； 2、適用于不易然，不易爆，無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械上；3、由于起動(dòng)性能較好，也適用與某些要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的機(jī)械。所設(shè)計(jì)圓盤(pán)剪切機(jī)已知原始數(shù)據(jù)：剪切帶鋼速度 V=1~3 m/s, 取 3 m/s; 剪切帶鋼強(qiáng)度 ≤600 MPa 取 600 MPa；b?剪切帶鋼厚度 h=0.5~2.5 mm；剪切帶輪寬度 B=700~1500 mm；剪刃的擺動(dòng)不超過(guò) 0.1 mm， 不平行度 0.01 mm；?上下剪刀的側(cè)間隙 0.05 mm， 重疊度 S=0~0.3 mm。??由于圓盤(pán)剪切機(jī)屬于一般冶金機(jī)械設(shè)備，無(wú)特殊要求，連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，要求起動(dòng)性能好，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高，故選擇交流異步電動(dòng)機(jī) Y 系列。3.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量1、圓盤(pán)刀片尺寸 圓盤(pán)刀片尺寸包括圓盤(pán)刀片直徑 D 及其厚度 。圓盤(pán)刀片直徑 D?主要決定于鋼板厚度 h，查文獻(xiàn)[1，295]，其計(jì)算公式為：1cos????h（3.1）上式中的最大咬入角 ，一般取為 ~ 。 值也可以根據(jù)剪切速度 V 來(lái)選取，同1??05?時(shí)當(dāng)咬入角 = ~ 時(shí)，我們可以引用一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，圓盤(pán)刀盤(pán)直徑通常在下列范1?05圍內(nèi)選取鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè)D=(40~125)h (3.2)帶入數(shù)值計(jì)算得：D=125 2.5=312.5 mm?圓盤(pán)刀片厚度 一般取為?(3.3)D)1.0~6.(??帶入數(shù)值計(jì)算得：mm25.3..1.0?同時(shí)根據(jù)表[1.表 8-13]一般圓盤(pán)刀片直徑、厚度與被剪切帶材厚度的關(guān)系，可取的各數(shù)值：D=270 mm、 =20 mm，為了保證剪切力及刀片的強(qiáng)度和使用壽命，我們?nèi)?=30 ? ?mm。2、上下刀盤(pán)的側(cè)間隙 我們?nèi)☆A(yù)定值 0.05 mm。?3、剪切速度 V 我們?nèi)☆A(yù)定值 3 m/s。4、剪切力與剪切功率 作用在一個(gè)刀片上的總的剪切力是由兩個(gè)分力所組成的，即21P??式中 —純剪切力；1p—鋼板被剪掉部分的彎曲力；2PhdxqdPx??1式中 —作用在接觸弧 AB 水平投影單位長(zhǎng)度上的剪切力。xq由相對(duì)切入深度知hx??tan2?微分后得 ?dxtan2所以純剪切力為??hp?1鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè)?????dhtan2t式中的 值可利用平行剪單位功數(shù)據(jù)。a在圓盤(pán)剪上冷剪時(shí)， 值可按下面公式計(jì)算a??bbK?21%06?=120式中取系數(shù) ， 為金屬材料延伸率，查手冊(cè)取 20%。121??K?所以 ahP?tn21??0t5.N3127.??查文獻(xiàn)[1 ，297]總剪切力的計(jì)算公式為(3.4))tan(1??Zp?)%201t4.27.3???N315.4考慮到刀刃磨鈍的影響，增大 15%~20%，這里取增大 20%。N331072.)0(72. ?????P圓盤(pán)剪上的剪切力可根據(jù)作用在刀片上的力矩來(lái)確定。在上下刀片直徑，速度相等而且都驅(qū)動(dòng)時(shí)，則與簡(jiǎn)單軋制情況相似，合力 P 垂直作用在刀片上，這時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)一對(duì)刀盤(pán)所需之力矩為(3.5)?sin1DM?鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè)?10sin27.107.53??N m826?而驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)剪的總力矩為 )(21Mn??式中 n —刀片對(duì)數(shù)M2—一對(duì)刀片軸上的摩擦力矩， ，其中 為刀片軸軸頸的直徑，這里?Pd2取 =170mm， 為刀片軸承處的摩擦系數(shù)，查手冊(cè)取 0.004。d?所以總的力矩為 )(21Mn?? )04.170.58633????=544.11 N m?查文獻(xiàn)[1 ，298]圓盤(pán)剪電動(dòng)機(jī)功率可按下式確定(3.6)??DMv102?式中 —考慮刀片與鋼板間摩擦系數(shù)， =1.1~1.2；1?—鋼板運(yùn)動(dòng)速度，m/s；v—傳動(dòng)系統(tǒng)效率， =0.93~0.95。??代入數(shù)據(jù)后 ??DMvN102?93.754.?=15.6 KW3.3 確定轉(zhuǎn)速根據(jù)以上計(jì)算所得數(shù)據(jù)，查找專業(yè)手冊(cè)，選取合適電機(jī)。容量相同的同類型的電動(dòng)機(jī)，有幾種不同的轉(zhuǎn)速系列，此種情況下我們綜合考慮，分析比較電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)裝置的性能、尺寸、重量和價(jià)格等因素，再考慮到機(jī)械在實(shí)際中的運(yùn)轉(zhuǎn)，他的可靠性鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè)與電機(jī)相連接的減速機(jī)，以及以后的發(fā)展，適當(dāng)?shù)脑黾与姍C(jī)功率，最后選同步轉(zhuǎn)速1500r/min的電動(dòng)機(jī)。綜上，選取電機(jī)型號(hào)為：Y180L—4，其主要性能見(jiàn)表 3.1表 3.1 電機(jī)主要性能參數(shù)表型號(hào) 額定功率/kW轉(zhuǎn)速/(r/min)電流/A效率（% ） 額 定 轉(zhuǎn) 矩最 大 轉(zhuǎn) 矩 重量/kgY180L—4 22 1470 42.5 91.5 2.2 1903.4 電動(dòng)機(jī)的校核電機(jī)的校核主要是針對(duì)電機(jī)的過(guò)載能力校核。過(guò)載能力是指電動(dòng)機(jī)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可以在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的電流或轉(zhuǎn)矩的允許倍數(shù)，對(duì)不同類型的電動(dòng)機(jī)不完全一樣，對(duì)異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，校核其過(guò)載能力時(shí)即最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù) 時(shí)，要考慮到交流電網(wǎng)電壓可能向下波動(dòng) 10%~15%，因此，最大轉(zhuǎn)矩按?（0.81~0.72） 來(lái)考慮，他應(yīng)該比負(fù)載最可能出現(xiàn)的最大轉(zhuǎn)矩大。NT齒輪轉(zhuǎn)速： =n?dv= 6012703??=212.3 r/min其中： d—齒輪的分度圓直徑，單位：mm 負(fù)載最大轉(zhuǎn)矩： 2WT?1.54=272.06 N m?傳動(dòng)比 nid?= 3.21470=6.92鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè)粗略計(jì)算電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩 iT?max= 92.607=40.35 N m?由電動(dòng)機(jī)的參數(shù)可知 .2?額 定 扭 矩最 大 扭 矩?(3.7)dNnPT095= 1472?=142.63 N m?其中 —電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，單位： r/mindn所以 63.142.702.??NT?=226.40 N m >40.35 N m =??axT故安全。鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè)4. 主要零件強(qiáng)度計(jì)算校核4.1 齒輪的計(jì)算與校核4.1.1 齒輪的計(jì)算1、材料： 鋼#45表面處理：調(diào)質(zhì)處理 HB 228 ~ 2692、機(jī)械性能：查文獻(xiàn)[2，表 3.2-42]可知：=980 MPa =835 MPaB?S?3、齒輪參數(shù)：模數(shù) m=5 齒數(shù) =47 分度圓直徑 =235 mm 2Zd壓力角 =1 =0.25 0???ah?c?0??x=225 mm =245 mm =10mm B=80 mmfddh與之嚙合的齒輪齒數(shù) =601Z4、齒輪受力分析齒輪傳動(dòng)一般均加以潤(rùn)滑，嚙合輪齒間的摩擦力通常很小，計(jì)算輪齒受力時(shí)，可不予考慮。從作用力來(lái)說(shuō)，沿嚙合線作用在齒面上的法向載荷 垂直于齒面，為了計(jì)nF算方便，一般將法向載荷 在節(jié)點(diǎn) P 處分解為兩個(gè)相互垂直的分力，即圓周力 與徑nF tF向力 ，如圖 4-1，由此得：rF 12dTt??antrFcostn式中： —小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為 N·mm；1T—小齒輪的節(jié)圓直徑，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪即為分度圓直徑，單位為 mm；d鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè)—嚙合角，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪， = °。??204.1.2 按接觸疲勞強(qiáng)度校核齒輪在工作齒面發(fā)生的失效較多，如齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合等。所以對(duì)齒輪進(jìn)行接圖 4-1 齒輪受力分析觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算是必須的，下面首先按接觸疲勞強(qiáng)度校核。查文獻(xiàn)[3 ，199]其計(jì)算公式為：(4.1)EHtHZubdKF???1????H?其中： —齒面接觸應(yīng)力，單位： MPaH—齒面許用接觸應(yīng)力，單位：MPa ???—載荷系數(shù)K—齒輪所受切向力，單位：N tF—齒寬，單位：mm b鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè)—齒輪分度圓直徑，單位：mm 1d—齒數(shù)比u—區(qū)域系數(shù)HZ—彈性影響系數(shù)，單位： MPaE1、求齒面接觸應(yīng)力 H?(1)求 K= (4.2)KAv??其中：—使用系數(shù)A—?jiǎng)虞d系數(shù)vK—齒向載荷分配系數(shù)?—齒面載荷分配系數(shù)?根據(jù)文獻(xiàn)[3 ，表 10-2]可查得： =1.5；AK[3，圖 10-8]根據(jù) v=3m/s 可查得： =1.18；v[3，表 10-3]可查得： = =1.2；?HF[3，表 10-4]可查得：=1.15+0.18（1+0.6 ） +0.31?HK2d?b310??其中 = = =0.11592d???????b3580=1.15+0.18（1+0.6 0.1159） 0.1159 0.31?H??8013?=1.15再根據(jù) =8 查[3，圖 10-13]可得： =1.16;108?hb?FK所以： = Av?H鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 18 頁(yè)= 15.28.51?=2.44(2) 21WTF?1.54=272.06 N mm30??=tFd12= 35706=2315 N?tanrF?=2315 ?20?=843 N=2463 N?costnF?(3) u= 12Z= 4760=1.27(4)根據(jù)齒輪材料查文獻(xiàn)[3 ，表 10-6]可得：=188 MPaEZ(5) = H?cosin2?= 002i?=2.5鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 19 頁(yè)所以： EHtHZubdKF???1?= 185.27.1235804. ??=344.52 MPa2、求許用應(yīng)力 ??H?= (4.3)??H?HNSKlim?其中： —為接觸疲勞安全系數(shù)，可取 =1；HS—為壽命系數(shù)；NK—齒輪接觸疲勞極限，單位：MPa；limH?(1)求 N齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =60NhnjL=60 212.3 1 20 365 24??= 次9023.查文獻(xiàn)[3 ，圖 10-19]可得： =0.93HNK(2)求 limH?根據(jù)材料查文獻(xiàn)[3，圖 10-21(續(xù))] 可得：=860 MPa；limH?所以 =??HNSKlim?=0.93 =799.80 MPa?18603、校核顯然， =799.80 MPa >344.52 MPa = ，故安全。??H?H?4.1.3 按彎曲疲勞強(qiáng)度校核鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 20 頁(yè)查文獻(xiàn)[3 ，197] = (4.4)F?bmYKSFt?????F?其中：—齒輪齒根彎曲應(yīng)力，單位：MPa F—齒輪彎曲疲勞許用應(yīng)力，單位：MPa ???—齒輪模數(shù)m—齒輪系數(shù)?FY—應(yīng)力校正系數(shù)S1、求齒輪齒根彎曲應(yīng)力 F?=FbmYKSFt??(1)根據(jù) =47 查文獻(xiàn)[3，表 10-5] 采用插值法求得：1Z=2.33?FY=1.69S(2) K??FVAK??1.5 1.18 1.2 1.16?2.46所以： =F?58069.13246.2= 56.06 MPa2、求齒輪彎曲疲勞許用應(yīng)力 ??F= (4.5)?FNKSlim?式中：—彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，取 =1.5FSF鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 21 頁(yè)—壽命系數(shù)FNK—齒輪彎曲疲勞極限，單位：MPa lim?(1)求 FN根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù) N= 查文獻(xiàn)[3 ，圖 10-18]可得：91023.?=0.83FNK(2)求 limF?根據(jù)文獻(xiàn)[3 ，圖 10-20(完)d] 可得：=700 MPalimF?所以 =??NKFSlim?=0.83 5.170?=386.4 MPa3、校核顯然， =386.4 MPa >56.06 MPa = ，故安全。??F?F?4.2 傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核計(jì)算刀盤(pán)的力主要集中在刀盤(pán)軸上，且刀盤(pán)軸所承受的轉(zhuǎn)距最大，因此對(duì)刀盤(pán)軸進(jìn)行計(jì)算校核是十分有必要的。4.2.1 軸的材料及其機(jī)械性能1、材料： 鋼#45表面處理：調(diào)質(zhì)處理 HB 228 ~ 2692、機(jī)械性能：查文獻(xiàn)[2，表 3.2-42]可知：=980 MPa =835 MPaB?S?由文獻(xiàn)[3，表 15-1]可查得：275 MPa1??鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 22 頁(yè)=155 MPa1??4.2.2 軸上零件布置及基本參數(shù)1、擬定軸上零件的布置方案根據(jù)軸上齒輪、軸承、軸承蓋等零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，軸上零件的布置方案如圖 4-2(a)所示；2、軸的基本數(shù)據(jù)：轉(zhuǎn)速 = = =212.3 r/min。n?dv6012703???圖 4-2(a) 軸的主要尺寸及軸上零件布置圖4.2.3 按彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核1、軸的結(jié)構(gòu)及尺寸，如圖 4-2(b)所示；2、對(duì)軸進(jìn)行受力分析與強(qiáng)度校核計(jì)算(1)軸的驅(qū)動(dòng)力矩： 驅(qū)動(dòng)一對(duì)刀盤(pán)的力矩為 M=544.11 NM=544110 N·mm一根刀盤(pán)軸上的轉(zhuǎn)矩為 T= =272055 N·mm25410?M(2)求與此軸配合的齒輪上的作用力鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 23 頁(yè)=tFdT2= 3570?=2315 N?tanrF?=2315 ?20?=843 N(3)計(jì)算軸在軸承處所受的支反力垂直面內(nèi)的支反力： =VAF)25694(?r= 083?=392.4 N=VBF)25694(?r= 083?=450.6 N水平面內(nèi)的支反力： HAF?)25694(?t= 031?=1077.5 NHBF?)25694(?t= 031?=1237.5 N(4)計(jì)算彎矩鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 24 頁(yè)垂直面內(nèi)： VM?AF1lmm2941Cl392.4 294V?30?115.8 N·m?水平面內(nèi)： HMAF1l1077.5 294?30?316.8 N·m?總彎矩： 2HV?8.316.5337.3 N·m?鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 25 頁(yè)圖 4-2 軸的載荷分析圖(5)作彎矩圖如圖 4-2(d)、(f) 、(g)；作轉(zhuǎn)矩圖如圖 4-2(h)。(6)校核軸的強(qiáng)度根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和轉(zhuǎn)矩圖可以看出截面 C 是軸的危險(xiǎn)截面，故選截面 C作彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算，查文獻(xiàn)[3，365] 按第三強(qiáng)度理論有：鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 26 頁(yè)= (4.6)ca?WTM22)(?????1??式中：— 軸的計(jì)算應(yīng)力，單位：MPa ca—軸所受彎矩，單位： N·mmW—軸所受轉(zhuǎn)矩，單位：N·mm T—軸的抗彎截面系數(shù)，單位：mm 3—扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取 0.3???所以 ca??3221.0)(dTM?322.)705(7?2.47 MPa?查文獻(xiàn)[2，表 38.1-1]得：=213 MPa??1??故 >S，故該軸在截面 L 右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。ca鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 30 頁(yè)4.3 軸承的選取及校核由于圓盤(pán)剪切機(jī)刀盤(pán)在對(duì)鋼板進(jìn)行剪切的時(shí)候，很大的徑向力，同時(shí)要對(duì)刀盤(pán)間隙進(jìn)行調(diào)整，這樣刀盤(pán)軸就要受到軸向力了。由此看刀盤(pán)軸受力十分復(fù)雜，所以對(duì)軸承的選取十分有必要的。 4.3.1 根據(jù)工作條件選取軸承類型如果僅按軸承用于承受的外載荷不同來(lái)分類時(shí)，滾動(dòng)軸承可以概括的分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承這三大類，具體說(shuō)來(lái)，主要承受徑向載荷的軸承叫做向心軸承，其中有幾類還可以同時(shí)承受不大的軸向載荷；只能承受軸向載荷的軸承叫做推力軸承；能同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷的軸承叫做向心推力軸承。首先我們來(lái)分析下刀盤(pán)軸安裝刀盤(pán)側(cè)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)的一端。這一端由于安裝了刀盤(pán)側(cè)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)，刀盤(pán)軸必然受到軸向力，此處的軸承必須能軸向力，而且它直接與調(diào)整螺絲直接進(jìn)行接觸，并且軸向調(diào)整是雙向的，所以最后選去雙向推力球軸承，還要考慮到在對(duì)鋼板進(jìn)行剪切的時(shí)候軸承受到徑向力是必然的，所以必須安裝一個(gè)能承受徑向力的軸承，他同時(shí)還能允許軸向移動(dòng)，最后選取圓柱滾子軸承。現(xiàn)在我們?cè)趤?lái)研究下安裝刀盤(pán)的軸端的軸承情況，由于刀盤(pán)對(duì)鋼板進(jìn)行剪切，而刀盤(pán)安裝在這一端，必然承受很大的徑向力，同時(shí)要允許小量軸向移動(dòng)，所以最后選取角接觸軸承，因?yàn)檩S是雙向移動(dòng)，所以角接觸軸承成對(duì)安裝。4.3.2 根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)確定軸承的型號(hào)根據(jù)軸的直徑初步確定軸承的型號(hào)為：在軸的直徑為 120 mm 處選 角接觸軸承 代號(hào)：7024AC在軸的直徑為 95 mm 處選 圓柱滾子軸承 代號(hào)：N219E雙向推力球軸承 代號(hào)：52222 4.3.3 軸承的壽命校核首先對(duì)角接觸軸承做校核計(jì)算根據(jù)文獻(xiàn)[2 ，表 39.2-22]可得，該軸承的性能參數(shù)如表 4-1：1、軸承分析在軸徑 120 mm 處是一對(duì)角接觸軸承，并且認(rèn)為這對(duì)軸承是均勻分擔(dān)載荷的，我鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 31 頁(yè)們選其中一個(gè)軸承（編號(hào)為軸承 1）來(lái)進(jìn)行校核，如果安全，則實(shí)際安裝了兩個(gè)軸承必然是十分安全的。2、求該軸承受到的徑向載荷和軸向載荷=392.4 N1VF=1077.5 NH1r?21HV?5.074.391146.7 N求該軸處的派生軸向力，查文獻(xiàn)[3，表 13-7]得其計(jì)算公式 rdF68.0?=0.68 1146.7?=779.8 N該軸承在刀盤(pán)軸不做刀盤(pán)側(cè)間隙調(diào)整的時(shí)候幾乎不承受軸向載荷，即可看做外加軸向載荷 =0 N。但因?yàn)樗{(diào)整時(shí)受到調(diào)整螺絲或者彈簧的力不確定，所以在取單個(gè)aeF計(jì)算的時(shí)候是“放松”還是“壓緊”都不好確定，不過(guò)計(jì)算結(jié)果可忽略計(jì)算為779.8 N。?daE13、求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷，查文獻(xiàn)[3，313] ：= (4.11)rPf??1arFYX?式中： —軸承所受當(dāng)量動(dòng)載荷，單位：N r—徑向動(dòng)載荷系數(shù)X—軸向動(dòng)載荷系數(shù)Y—載荷系數(shù)Pf表 4.1 軸承 7024AC 的性能參數(shù)（mm）d（mm）D（mm）B（KN）rC（KN）or重量（Kg）鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 32 頁(yè)120 180 28 102 105 2.1= =0.68=e 故查文獻(xiàn)[3，表 13-5]得：1raF7.4689=1 =0XY由于載荷是中等沖擊，查文獻(xiàn)[3，表 13-6]得：=1.2Pf所以 ： =rPf??1arFYX?=1.2?07.46?=1376.0 N(4)驗(yàn)算軸承的壽命軸承壽命根據(jù)文獻(xiàn)[3，313]有：= (4.12) hL????????rtPCfn601其中： —軸承壽命，單位：h —軸轉(zhuǎn)速，單位：r/min n—溫度系數(shù)tf—基本額定動(dòng)載荷，單位：N rC—滾動(dòng)軸承為?310查文獻(xiàn)[3 ，表 13-4]查得：1.0tf?所以 hL????????rtPCfn601?310.762.321????????h507.鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 33 頁(yè)假設(shè)每年按 300 個(gè)工作日，每日工作 24 個(gè)小時(shí)計(jì)算，該對(duì)軸承可工作的年數(shù)為：N 17.4 年?243017.5?顯然非常安全了。4.3.4 驗(yàn)算軸承的極限轉(zhuǎn)速滾動(dòng)軸承的工作轉(zhuǎn)速上升到一定限度后滾動(dòng)體和保持架的慣性力，以及小的形狀偏差，不僅導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的惡化，而且造成摩擦面見(jiàn)溫度升高和潤(rùn)滑劑的性能變化，從而導(dǎo)致滾動(dòng)體回火或軸承元件的膠合失效，故應(yīng)對(duì)軸承轉(zhuǎn)速進(jìn)行驗(yàn)算。根據(jù)文獻(xiàn)[2 ，表 39.2-22]查得：r/min10lim?n又軸承的轉(zhuǎn)速 r/min<< ，故安全。3.21?nli4.4.2 鍵的尺寸的選擇這里主要計(jì)算刀盤(pán)軸上的鍵。根據(jù)與鍵配合的軸的直徑( mm)和齒輪120?d的寬度( mm)查文獻(xiàn)[2,表 25.2-4]選擇鍵 ，其高度 mm。80?l 9032?h4.4.3 鍵的強(qiáng)度校核平鍵聯(lián)接主要傳遞的是轉(zhuǎn)矩，其主要失效形式是工作面被壓潰， 一般不會(huì)出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：查文獻(xiàn)[3 ，103] (4.13)][1023ppkldT?????式中：—軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位：N· m T—鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，平鍵 ，此處 為鍵的k hk5.0?高度；單位：mm —鍵的工作長(zhǎng)度，A 型平鍵 ， 為鍵的公稱長(zhǎng)度，l bLl?b鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 34 頁(yè)為鍵的寬度；單位：mm —軸的直徑，單位：mm d—鍵、輪轂、軸三者中最小的材料的許用擠壓應(yīng)力，單位：MPa ][p?1、 272.055 N·mT?2、 mmk1025..0??h3、 mml839?bL4、 mmd1?所以： 12058.710233???kldTp?MPa.根據(jù)文獻(xiàn)[2, 表 25.2-3]查得：MPa120][?p?顯然， ，故安全。][p??鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 35 頁(yè)5. 聯(lián)軸器的選擇 5.1 聯(lián)軸器的分類按照聯(lián)軸器的性能可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器對(duì)所聯(lián)兩軸間的相對(duì)位移缺乏補(bǔ)償能力，但有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，不需維護(hù)，成本低等特點(diǎn)而仍有其應(yīng)用范圍；撓性聯(lián)軸器中又分為無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器和帶彈性元件的撓性聯(lián)軸器， 。前一類只具有補(bǔ)償兩軸間相對(duì)位移的能力，后一類因裝有彈性元件，不僅可以補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移，而且具有緩沖減振的能力。5.2 聯(lián)軸器的選擇根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被聯(lián)接兩部件的安裝精度，參考各類聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。具體選擇時(shí)可考慮以下幾點(diǎn):1. 所聯(lián)接兩個(gè)軸的軸徑；2. 傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減振功能的要求；3. 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大小；4. 兩軸相對(duì)位移的大小和方向；5. 聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境，以及成本。根據(jù)以上幾點(diǎn)選取聯(lián)軸器如下：在電機(jī)軸與減速機(jī)軸之間選取聯(lián)軸器型號(hào)為T(mén)L8， 減速機(jī)軸和傳動(dòng)軸之間，以及傳動(dòng)軸和剪切機(jī)輸入軸之間的聯(lián)軸器型號(hào)為 TL10查閱文獻(xiàn)[7 ，表 4.72-2] 知各聯(lián)軸器的主要尺寸和特性參數(shù)如下表 5.1。表 5.1 聯(lián)軸器的主要尺寸和特性參數(shù)型號(hào) 許用（N ·m）許用轉(zhuǎn)速（r/min ）軸孔直徑（mm）軸孔長(zhǎng)度（mm）轉(zhuǎn)動(dòng)慣量（Kg·m ）2重量（Kg）TL8 71020002400170045 48 50 5580 85112 84172 1320.130.642460.2鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 36 頁(yè)TL105.3 聯(lián)軸器的強(qiáng)度計(jì)算以減速器輸出軸與安裝齒輪的軸之間的聯(lián)軸器為例進(jìn)行強(qiáng)度校核。齒式聯(lián)軸器的承載能力既與材料和熱處理有關(guān)，也與兩軸相對(duì)位移的方向和位移量大小有關(guān)，而且還與嚙合齒面間的滑動(dòng)速度和潤(rùn)滑狀態(tài)有關(guān)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器，可按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法驗(yàn)算：查文獻(xiàn)[3 ，343] (5.1)][TKAc??式中： —聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩，單位：N· m ][T—聯(lián)軸器長(zhǎng)期承受的理論轉(zhuǎn)矩，單位：N ·m —聯(lián)軸器工作條件系數(shù)AK其中， 可得：=1.5AK= =40.35 N·mTMX所以： AXc?35.401?=60.5 N·m[T]=710 N·m顯然 ，故安全。][Tc?鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 37 頁(yè)6. 系統(tǒng)的潤(rùn)滑潤(rùn)滑的目的就是為了減少工作表面的摩擦及由此造成的能量損失、減少工作表面的磨損及發(fā)熱，提高其壽命、保持機(jī)器的工作精度及提高機(jī)器的工作效率；次外，潤(rùn)滑劑還有沖洗污物、防止表面腐蝕的功能。6.1 潤(rùn)滑劑的種類在機(jī)械行業(yè)中，常用的潤(rùn)滑材料可分為礦物潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂（俗稱黃油） ，另外還有水及固體潤(rùn)滑劑等。不同的潤(rùn)滑劑有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。6.2 潤(rùn)滑方式的選擇凡是能降低摩擦阻力作用的介質(zhì)都可以作為潤(rùn)滑劑。目前各類設(shè)備中常用的潤(rùn)滑劑類型為稀油和干油兩大類。稀油潤(rùn)滑一般用于下列情況：1.除完成潤(rùn)滑任務(wù)外，還需要帶走摩擦表面間產(chǎn)生的熱量者；2.須能夠保證滑動(dòng)平面間為液體摩擦者：液體摩擦軸承、高速移動(dòng)的滑動(dòng)平面之間、止推滑動(dòng)軸承等；3.能夠用簡(jiǎn)易的手段向嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)本身及其軸承，同時(shí)提供一種潤(rùn)滑劑的情況；4.除潤(rùn)滑外，還需要清洗摩擦平面并保持清潔狀態(tài)者；5.相同情況下，易于對(duì)軸承進(jìn)行密封并能很好防止?jié)櫥屯庖缯?。干油?rùn)滑一般用于下列情況：1.粘性很好，并能附著在摩擦平面上，不易流失及飛濺，多用于做往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)及短期鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 38 頁(yè)工作制的重載荷低轉(zhuǎn)速的滑動(dòng)軸承上；2.密封性好，且給油方便；3.很適用于低速的滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑，可長(zhǎng)時(shí)間不用加油，維護(hù)方便；4.防護(hù)性能好，能保護(hù)裸露的摩擦表面免受機(jī)械雜質(zhì)及水等的污染。6.3 潤(rùn)滑方式的選擇確定6.3.1 齒輪減速器的潤(rùn)滑方式對(duì)大多數(shù)的減速器來(lái)說(shuō)，常采用浸油潤(rùn)滑，即將大齒輪的輪齒浸入油池中。這樣齒輪在傳動(dòng)時(shí)就把潤(rùn)滑油帶到嚙合的齒面上，同時(shí)，液體潤(rùn)滑油也將被甩箱壁上，起到散熱的作用。6.3.2 部分傳動(dòng)齒輪、軸承的潤(rùn)滑方式外露齒輪、部分傳動(dòng)齒輪、軸承處均采用集中干油潤(rùn)滑方式，設(shè)置打油點(diǎn)。其中各軸承處在裝配時(shí)應(yīng)注滿干油。 鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 39 頁(yè)7. 試車方法和對(duì)控制系統(tǒng)的要求7.1 試車要求1、先確定安裝尺寸符合設(shè)計(jì)要求，空間位置合適，各聯(lián)結(jié)件聯(lián)結(jié)可靠，確定后后方可試車。2、首先空載試車至少兩個(gè)小時(shí)。3、在試車前必須保證以下各項(xiàng)要求全都滿足：(1) 潤(rùn)滑系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)的各處工作正常；(2) 傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)周期噪音；(3) 壓下系統(tǒng)輕便靈活；(4) 各緊固零件聯(lián)結(jié)可靠。7.2 對(duì)控制系統(tǒng)的要求機(jī)械系統(tǒng)控制的主要任務(wù)通常為：(1) 使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定的順序和規(guī)律動(dòng)作。(2) 改變個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)（位移、速度和加速度）和規(guī)律（軌跡） 。(3) 協(xié)調(diào)各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作，完成給定的作業(yè)環(huán)節(jié)要求。(4) 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控及防止事故，對(duì)工作中出現(xiàn)的不正常現(xiàn)象及時(shí)報(bào)警并消除。具體到圓盤(pán)剪切機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)要求為：(1) 測(cè)速電機(jī)靈敏度要求要高；鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 40 頁(yè)(2) 當(dāng)軋制速度達(dá)到 3.2m/s 時(shí)，發(fā)生間斷性響鈴報(bào)警；(3) 當(dāng)軋制速度達(dá)到 3.5m/s 時(shí)，發(fā)生連續(xù)性響鈴報(bào)警，且系統(tǒng)自動(dòng)強(qiáng)行斷電。8. 設(shè)備可靠性與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)8.1 機(jī)械設(shè)備的有效度對(duì)于可修復(fù)設(shè)備，由于發(fā)生故障之后，可以修理恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。因此，從開(kāi)始工作到發(fā)生故障階段即可靠度，從發(fā)生故障后進(jìn)行維修恢復(fù)到正常工作階段即維修度。把兩者結(jié)合起來(lái)，就是機(jī)械設(shè)備的有效度(有效利用率)，查文獻(xiàn)[8，52] %10???MTRBFA（8.1）式中：—平均故障間隔期，h；MTBF—平均維修時(shí)間，h。R設(shè)備工作時(shí)間 12000h，可能發(fā)生 10 次故障，每次處理故障時(shí)間平均為 5h，檢修時(shí)間為 200h。102?MTBF（8.2）h1058???TRh23鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 41 頁(yè)%1023???A988.2 機(jī)械設(shè)備的投資回收期表 8.1 有關(guān)資料表 （萬(wàn)元）時(shí)間（年） 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10投資 60年凈收益 20 25 35 45 55 60 65 70 75累計(jì)凈收益-60 -40 -15 20 65 120 180 245 315 390查文獻(xiàn)[9 ，40]投資回收期 ???tP1???????始 出 現(xiàn) 正 值 年 份 數(shù)累 計(jì) 凈 現(xiàn) 金 流 量 開(kāi) 當(dāng) 年 凈 現(xiàn) 金 流 量 絕 對(duì) 值上 年 累 計(jì) 凈 現(xiàn) 金 流 量 的?即 354?tP年2.式中：—行業(yè)投資回收期，重型機(jī)械 年cP17?cPct?可見(jiàn)滿足要求。鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 42 頁(yè)結(jié)論以上是我對(duì)鞍鋼冷軋廠 1700 橫切機(jī)組中的圓盤(pán)式剪切機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的全過(guò)程。主要是針對(duì)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選取較核、傳動(dòng)裝置中主要的軸和齒輪的計(jì)算較核，聯(lián)軸器的計(jì)算選取，部分鍵的計(jì)算，以及對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行的分析和設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程中涉及、運(yùn)用了許多基礎(chǔ)及專業(yè)知識(shí)，如：機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械原理、材料力學(xué)，理論力學(xué)、金屬工藝學(xué)等等。對(duì)這些知識(shí)的應(yīng)用使我大大加強(qiáng)了本專業(yè)知識(shí)功底。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用 Auto CAD 繪制的大量的圖紙，運(yùn)用公式編輯器編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)使我對(duì)這些軟件的應(yīng)用能力有了很大的提高，為以后參加工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)然由于知識(shí)水平有限，在計(jì)算、設(shè)計(jì)及繪圖過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)錯(cuò)誤，請(qǐng)各位老師和專家給予批評(píng)指正。鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 43 頁(yè)致謝首先由衷的感謝指導(dǎo)我做本次學(xué)位論文的王德春老師。王老師對(duì)學(xué)生總是無(wú)微不至的關(guān)愛(ài)，真的很難忘王老師冒著炎炎烈日，不辭辛苦來(lái)我們宿舍指導(dǎo)我們做設(shè)計(jì)，他知識(shí)淵博，熱愛(ài)工作，那種忘我的工作精神永遠(yuǎn)值得我去學(xué)習(xí)。感謝在設(shè)計(jì)中給予我很大幫助的同學(xué)和朋友。感謝鞍山鋼鐵集團(tuán)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，在實(shí)習(xí)期間給我的支持幫助，讓我能夠去現(xiàn)場(chǎng)參觀了解，并且讓我們借閱了大量的圖紙。 感謝現(xiàn)場(chǎng)的工人師傅為我們耐心細(xì)致的講解， 感謝鞍山科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院計(jì)算機(jī)房、實(shí)驗(yàn)室的各位老師對(duì)本次設(shè)計(jì)的支持和幫助！感謝鞍山科技大學(xué)特別是機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師四年來(lái)對(duì)我的辛苦栽培，在此我致以深切的謝意！畢業(yè)后，我將再接再厲，秉承科大人的創(chuàng)新、求是、勤奮、尚德的一貫作風(fēng)，頑強(qiáng)拼搏的精神，在今后的工作學(xué)習(xí)中不斷努力進(jìn)取，為母校爭(zhēng)光！鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 44 頁(yè)參考文獻(xiàn)[1] 鄒家祥. 軋鋼機(jī)械[M] . 北京：冶金工業(yè)出版社，2005[2] 徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第二版）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2000[3] 濮良貴、紀(jì)名剛 . 機(jī)械設(shè)計(jì)（第七版）[M]. 北京：高等教育出版社，2001[4] 徐灝. 機(jī)械設(shè)計(jì)手冊(cè)（第一版）[M]. 北京：機(jī)械工業(yè)出版社，1991[5] 羅振才. 煉鋼機(jī)械（第二版）[M]. 北京：冶金工業(yè)出版社，1989[6] 龔義. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)指導(dǎo)書(shū)（第二版）[M] .北京：高等教育出版社，1990[7] 鞏云鵬、田萬(wàn)祿、黃秋波. 機(jī)械設(shè)計(jì)課程設(shè)計(jì)[M]. 沈陽(yáng)：東北大學(xué)出版社，2000[8] 孫家驥. 礦冶機(jī)械維修工程學(xué)[M]. 北京: 冶金工業(yè)出版社,1994[9] 陳錫璞. 工程經(jīng)濟(jì)[M] . 北京: 機(jī)械工業(yè)出版社,1994[10] 張世昌、李旦、高航. 機(jī)械制造技術(shù)基礎(chǔ)[M]. 北京：高等教育出版社，2001[11] Y. G. LUO and X. P. LI, A Fault Diagnosis Expert System for a Heavy Motor Used in a Rolling Mill [J]. International ,Journal of Plant Engineering and Management，2001 (In Chinese)鞍山科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 45 頁(yè)