切头飞剪设计(含全套CAD图纸)

2150滚筒式切头飞剪机设计摘要切头飞剪机是热连轧生产线上的单体设备,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。有时也可切定尺，检查轧件的质量。本设计是2150滚筒式切头飞剪，主要用于切头和切尾，采用双电机驱动，剪切机构的传动方式是转鼓式，上下转鼓同步转动，减少了动力矩，提高了剪切质量。在该设计中，主要进行剪切力的计算，选择主电机的容量，进行转鼓轴、齿轮的设计计算，进行剪切机构刀片的设计，剪切侧间隙调整装置的设计，对飞剪机进行润滑方法的选择，试车和控制要求，采用环保措施，保证可靠性经济性好，具有显著的经济效益。2150切头飞剪是热连轧厂常用的剪切设备。关键词：飞剪机；滚筒式；切头；切尾 Design of the 2150 Drum Type Crop ShearAbstractCrop shear is the monomer equipment on the hot rolling production line,which is used to cut head and tail of rolling. When the steel can not travel as usual ,it can be used to cut the stock and to avoid an accident. Sometimes, it's also used to cutting stock into desired sectional lengths and to check the quality of the rolled piece. This design is the design of the 2150 drum type crop shear, which is drived by two motor. It is an object of this designto reduce remarkably the power consumption in flyingshears of the instant character by eliminating acceleration and deceleration of the shear drums for each shearing operation and improve the section quality. In this design, it is important to calculate shear stress ,select main motor ,design and calculate drum axis and gears. In this paper, I also give the design of shear blade and adjusting device for the gap between the upper and lower shear drums. Besides, selection of lubrication and testing and control requirements are also necessary. In order to get significant economic benefits, we must take environmental measures when producing. Nowadays, the 2150 drum type crop shear is used in continuous hot-strip mills generally.Key words: Flying shear ;Drum type;Cutting head ;Cutting tail目 录1绪 论11.1课题选择的背景和目的11.2飞剪机国内外发展现状21.3飞剪机的现状3飞剪机在车间布置和作用3飞剪机的类型和特点4飞剪机研究的内容和方法52方案的选择与评述62.1方案选择62.2方案评述63电机的选择83.1剪切力的计算83.2剪切机的扭矩计算83.3转股稳定运转转速103.4电机型式及电机容量的选择104主要零件的强度计算124.1减速机的计算12减速机的传动比分配12减速机齿轮设计13下转鼓轴的设计计算204.2剪刃的设计26材料的选择26剪刃的结构设计264.3转股轴承的选择及校核264.4侧隙调整机构的设计284.5 联轴器的选择与校核30联轴器的分类30联轴器的选择30联轴器的强度计算315润滑方法的选择325.1减速机润滑方法及润滑油的选择325.2飞剪机的润滑326试车方法和对控制的要求346.1试车要求346.2对控制系统的要求347设备可靠性与经济评价357.1机械设备的有效度357.2投资回收期35结 论37致 谢38参考文献391 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，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。热带钢连轧机组中，为了使粗轧后的轧件有更好的头尾形状，该生产线在精轧机之前一般都要设置一台切头、切尾的飞剪机。该设备的主要功能为：剪切粗轧后带坯的头部和尾部的低温及不规则部分，有利于精轧机对带坯的咬入，减少带坯对轧辊的冲击，减少轧制过程中卡刚事故的发生。切头飞剪主传动减速机是为切头飞剪传递扭矩、运动、和动能的主要设备。飞剪机使用中存在的问题，飞剪机采用发电机组供电调整困难，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，由于飞剪机不能正常使用，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切头飞剪机进行改进设计，保证飞剪正常剪切，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 飞剪机国内外发展现状要使飞剪适应轧机生产的要求和提高自动化水平，除不断改进飞剪性能外，在飞剪区还需增设有关设备与装置。 如图1.1所示，切头飞剪区的设备布置简图要求剪切的长度小于23的距离，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、切头飞剪 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 切头飞剪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。用脉冲数指示带钢通过的长度。飞剪机将以脉冲数为根据进行启动剪切。切头飞剪机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，对飞剪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，以便于飞剪的启动和制动。随着飞剪机设计的完善，提高飞剪机的剪切速度，以适应轧机速度的不断提高。1.3 飞剪机的现状飞剪机在车间布置和作用飞剪机在生产线上的位置分布，如下图：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 切头飞剪区设备布置图切头飞剪机的作用：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，用飞剪切断，减少事故损耗。飞剪机的类型和特点用飞剪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飞剪的性能不断完善。近年来，随着轧机速度的不断提高，提高飞剪的速度已成为人们普遍注意与研究的问题，各国的飞剪设计研究工作者正在研究各类轧机用的高速飞剪及其生产过程的全部自动化，用电子计算机控制的飞剪已经用于生产。经过近百年的发展，在生产中使用的飞剪，其类型很多，目前较常用的飞剪型式有圆盘式飞剪、滚筒式飞剪、曲柄回转杠杆式飞剪、曲柄偏心式飞剪、摆动式飞剪和曲柄偏心摇杆式飞剪等，上述各类飞剪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 圆盘式飞剪这种飞剪一般用在小型车间，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。圆盘式飞剪工作可靠、结构简单并可应用于轧制速度10m/s以上的场合，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 滚筒式飞剪滚筒式飞剪是应用很广泛的一种飞剪，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。由于这种飞剪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。此类飞剪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，故作为成品定尺飞剪以剪切小型型钢和薄板为宜。3 曲柄回转杠杆式飞剪这种飞剪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，这种飞剪缺点结构复杂，剪切机构运动质量较多，动力特性不好，刀片运动速度不能太快。4 曲柄偏心式飞剪 这种飞剪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。