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  1、辽宁科技大学本科生毕业设计 第IV页圆弧剪刃滚切式钢板剪切机设计摘要圆弧剪刃滚切式钢板剪切机是一种新式钢板剪切设备，它是中厚钢板精整工序中的重要设备，保证剪切机正常工作队提高板材生产线的产量有重要意义。随着我们国家中厚钢板年产量的持续不断的增加，现在中厚板轧钢厂对钢板质量、品种、产量的要求也随之提高。圆弧剪刃滚切式钢板剪切机在整个剪切范围内刀片重叠量不变，剪切变形区小，被剪切板材不易弯曲变形，毛刺少，剪切质量高，并且，滚切式剪切机运动的上刀片与被剪板材之间只产生很小的相对运动，刀片磨损较小，特别适合于中厚板的切边、切定尺和纵向部分。本次设计的圆弧剪刃滚切式钢板剪切机用于定尺剪切最大厚度为40mm的钢板，

  2、要求剪切机结构符合常理、工作可靠、剪切质量高。此次设计内容主要是圆弧剪刃滚切式钢板剪切机的设计，设计内容最重要的包含剪切机总体方案设计、工作原理与基本机构等的确定、滚切剪主要参数的计算、电动机容量选择和减速器的设计、主要零件的设计与校核、润滑方式的选择以及图纸的绘制等。计算得其最大剪切力为8.5MN，剪切次数18次/分，上刀架最大行程162mm，电动机功率355kW，额定转速987r/min。机架采用闭式机架。关键词：滚切剪；圆弧剪刃；剪切力The Design of steel plate shearing machine with circular blade and scrolling shea

  9、stress目录1绪论11.1 选题背景及目的11.2 滚切剪的发展的新趋势32 设计的具体方案的选择和分析43 滚切剪的设计63.1 滚切剪的工作原理63.2滚切剪的基本机构73.3 剪切理论113.3.1 轧件剪切过程分析113.3.2 金属机械性能对剪切抗力的影响123.4 滚切剪主要参数的计算123.4.1 设计基本要求123.4.2 最大剪切力133.4.3额定剪切力133.4.4 剪切功143.4.5 上剪刃圆弧半径143.4.6 上刀架最大行程153.5 电动机容量的选择163.6 减速器的设计183.7 主要零件的设计与校核183.7.1齿轮的设计与校核193.7.2 齿轮轴的校核243

  10、.7.3 轴承的选择与校核293.7.4 曲轴的设计与校核303.7.5 联轴器的选择与校核353.7.6 键的校核364 影响剪切效率和质量的因素分析384.1 影响剪切效率的因素384.2 影响剪切质量的因素385 润滑方法的选择395.1 润滑的作用395.2 润滑方法395.3 润滑脂的特点和需要注意的几点405.4 添加剂416 设备的环保、可靠性和经济可行性分析426.1 设备的环保性分析426.2 设备的可靠性426.3 设备的经济性分析44结论46致谢47参考文献48辽宁科技大学本科生毕业设计 第48页1绪论1.1 选题背景及目的剪切机是用于对钢板进行切头、切尾、切边或者切定尺寸的设

  11、备，如今广泛地应用在冶金工业、农机、船舶、起重机械、建筑机械、航空航天以及国防等行业。在中厚板生产中，剪切机一般用来将钢板剪切成规定的尺寸。按照刀片形状和配置方式及钢板情况，剪切机大致分为斜刀片式剪切机(通称铡刀剪或斜刃剪)、圆盘式剪切机、滚切式剪切机(通称滚切剪)三种基本类型。其中，应用最多的是斜刀片式剪切机，其次是圆盘式剪切机。滚切式剪切机是近年来出现的一种新型剪切机，它在现代化的中厚板生产中将具有更多的优越性和更强的生命力。三种剪切机刀片配置如图1.1所示。(a)斜刃剪；(b)圆盘剪；(c)滚切剪图1.1 剪切机刀片配置图1、 斜刀片剪切机 这种剪切机的两个剪刃是成某一角度配置的，即其中

  12、一个剪刃相对于另一个剪刃是倾斜配置的。在生产中多数上刀片是倾斜的，其倾斜角度一般为l060角，并且剪切机下刀片固定不动，上刀片向下运动剪切钢板。如图1(a)所示。其优点主要有：对钢板温度适应能力强，既适用于热状态也适用于冷状态钢板的剪切；对钢板厚度适应能力强，40mm以下的钢板均能剪切。主要缺点：一是剪切时斜刀片与钢板之间有相对滑动，剪切厚度大于20mm的板材时，由于刀片行程长，易使板材产生横向弯曲，在剪切侧边时板边不齐，影响板材的剪切质量；二是由于间断剪切，空程时间长，能达到的剪切次数少，产量受到限制，并浪费能源。2、圆盘式剪切机 圆盘式剪切机的两个刀片均是圆盘状的，如图1(b)所示。常用来剪切

  13、钢板的侧边，也可用于钢板纵向剖分成窄条。其主要优点是可连续纵向滚动剪切，速度快，产量高，质量好。缺点：一是剪切厚度限于25mm以内；二是对于小批量规格品种多，钢板宽度变换频繁，则需要频繁调整其两侧边剪刃间的距离。3、滚切式剪切机 滚切式剪切机是在斜刃铡刀剪的基础上，将上剪刃做成圆弧形，如图1(c)所示。呈弧形的上刀刃在剪切时相对于平直的下刀刃作滚动。此时，在整个剪切范围内刀片重叠量不变，剪切变形区小，被剪切板材不易弯曲变形，毛刺少，剪切质量高。并且，滚切式剪切机运动的上刀片与被剪板材之间只产生很小的相对运动，刀片磨损较小。滚切式剪切机自20世纪70年代应用于生产后，得到了一定的发展。这种剪切机

  14、剪切板材的切口光滑、板材无变形、切边平直度高、能耗小、寿命长、产量高，特别适合于中厚板的切边(滚切式双边剪)、切定尺(滚切式定尺剪)和纵向切分(滚切式剖分剪)。圆弧剪刃滚切式钢板剪切机的剪切过程是个无限个变倾角斜刃剪的剪切过程的组合，有如下优点。(1)滚切剪的上刀片是以半径为R的圆弧组成，在剪切过程中，沿钢板剪切方向上下刀片的重叠量不变，在上下刀片开口度相同的条件下，斜刃剪的上刀行程比滚切剪上刀行程大3040。滚切剪的偏心半径小，在剪切力一定时，剪切力矩小。 (2)滚切剪的上刀行程小，对被剪切钢板的压弯变形小，避免了钢板端部和棱边的弯曲，剪切质量好。 (3)滚切剪剪切次数可达24次min，最高

  15、可达到30次min，剪切效率高。 (4)滚切剪有快速换剪刃装置，换刀时间只需30min。 (5)滚切剪有上下剪刃间隙调整装置，上下剪刃的间隙可根据钢板厚度做调整，间隙调整精度高，速度快，并用切口干净毛刺少。 (6)滚切剪剪切板材的厚度最大可达到50mm，而圆盘剪和斜刃剪的剪切板材厚度最大只能达到25mm和40mm。 (7)滚切剪剪切机组采用计算机控制，钢板运送和长度测量由夹送辊和测长辊或激光测长装置组成，定尺系统精度高，使用维修方便。本次滚切式剪切机的设计的目的是确定合理的主要参数。通过综合分析选择滚切剪的机构，按照工艺技术要求确定剪切力的大小及计算技术参数，保证剪切质量，并且根据滚切剪生产中存在的问题，制定合理的改造方案，使其性能更完善。通过此次设计，掌握单体机械设备设计方法，提高绘图技术和设计能力，为以后工作打下良好的基础。1.2 滚切剪的发展的新趋势剪切设备是轧钢生产线上的重要设备之一，世界各国为提升产品质量，提高生产效率，竞相进行技术改造。从20世纪70年代，滚切剪开始兴起到现在，经过多年的发展，国外先进国家滚切剪方面的技术已成熟，除了滚切剪主体设备性能完善，还增加了先进的辅助设备，如输入滚到上设有激光划线装置和磁力

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