1、第 - 1 - 页 共 39 页目录1 绪 论 .51.1 设计的来源、目的、意义 .51.2 线材生产的基本知识 .51.3 线材工艺的发展现状及未来趋势 .61.4 飞剪机类型与结构 .71.4.1 滚筒式飞剪机 .81.4.2 曲柄回转杠杆式飞剪机 .81.4.3 曲柄偏心式飞剪机 .91.4.4 摆式飞剪机 .91.4.5 曲柄摇杆式飞剪机 .91.5 对飞剪机的要求 .101.5.1 作用：横向剪切运动着的轧件 .101.5.2 滚筒式飞剪工作制度 .101.6 整体方案的确定 .111.6.1 单电机传动方案 .111.6.2 双电机传动方案 .112 滚筒式飞剪力能参数计算 .1
2、32.1 滚筒式飞剪剪切过程分析 .132.2 剪切力与剪切力矩的计算 .142.3 剪切功的计算 .173 电动机的选择 .173.1 电动机功率选择 .18第 - 2 - 页 共 39 页3.1.1 计算总的静力矩 .184 滚筒式飞剪的参数设计 .194.1 转速及扭矩的计算 .194.1.1 传动比确定 .194.1.2 输入轴的转速及扭矩 .194.2 齿轮传动及参数计算 .204.2.1 选择材料 .204.2.2 根据轮齿弯曲疲劳强度设计 .204.2.3 校核齿面的接触强度 .224.2.4 齿轮的尺寸明细及工作图 .234.3 轴的设计与校核 .254.3.1 选择轴的材料
3、.254.3.2 初步估算轴径 .254.3.3 轴的尺寸结构分析 .254.3.4 联轴器的选用 .264.3.5 轴承的选择 .274.3.6 轴的校核 .274.4 轴承及键的校核 .324.4.1 轴承的校核 .324.4.2 键的校核 .324.4.3 对连轴器进行校核 .334.5 刀架的设计与校核 .344.5.1 刀架的受力分析 .344.5.2 刀架的强度校核 .354.6 对电动机的校核 .37第 - 3 - 页 共 39 页4.6.1 电动机的发热校核 .374.6.2 过载校核 .395 飞剪机的润滑 .395.1 齿轮的润滑 .395.2 对轴承的润滑 .405.3
4、950 飞剪的维护与保养 .405.4 飞剪机刀架的安装和拆卸 .40结 束 语 .42参考文献 .43第 - 4 - 页 共 39 页摘 要滚筒式飞剪是一个在轧钢行业广泛应用的重要设备。其结构简单，使用方便、可靠，一般装在连轧机组或横切机组上。主要用于对轧件进行切头、切尾或剪切规定尺寸。本文主要是研究热轧高线为剪切对象的滚筒式飞剪。利用当今流行的滚筒式飞剪设计算法， 获得滚筒式飞剪力能参数计算优化理论与方法，根据工艺提供的被剪轧件的剪切温度、剪切材料、剪切规格和轧件运动速度等其他工 艺参数，使 飞剪在满足工艺条件的情况下，电机容量、滚筒式飞剪结构尺寸等达到最 优化。关键词： 滚筒式飞剪、高速
5、线材、剪切力、电动机、润滑毕业论文第 1 页 共 39 页1 绪 论1.1 设计的来源、目的、意义飞剪机是装设在连续式轧机的轧制作业线上，也可装设在横切机组、连续镀锌机组和连续镀锡机组等连续作业精整机组上。本文所设计的 950 滚筒式飞剪机来源于高速线材轧制生产线，它适应高速切头切尾的特征，并为高速线材技术突破点的关键要素之一。飞剪机的工作性能直接影响着线材的轧制质量。简单的滚筒工艺满足了高速切削的特点。随着钢材市场 的发展，它的作用也将得到不断扩大。1.2 线材生产的基本知识线材是钢铁工业的重要产品之一，它广泛用于各项基础设施建设、建筑工程建设和金属制品行业。用更为 高效的生产工艺来提高轧制
6、速度和成品精度一直是线材生产追求的目标。线材俗称“盘 条” 或“盘元”。线材轧制的特点是总的延伸率大，轧件的温降快。因此，线 材轧机的机架数目多，最多的达到 27 架， 轧制速度快,每秒钟高达 120 多米。高线车间的主要设备是轧机组。一般分为粗轧机组、中轧机组、 预精轧机组和精轧机组。从早期的轧机到 现在的高线轧机，按 轧机的分布方式可分为：横列式轧机、连续 式轧机、半连续式轧机。精轧机组的主要功能是使坯料得到初步的延伸，得到温度合适、断面形状正确、尺寸合格、表面良好、端头规矩、满足工艺要求的轧件，通常输送给中孔轧机断面 为 50mm。中轧机及精 轧机的作用是继续减少粗轧毕业论文第 2 页
7、共 39 页机的轧件断面，为精轧机组提供轧制成品、 线材所需的断面形状相等、尺寸精确并且全长断面尺寸均匀、无内表面缺陷的中间料。另外高线车间还有辅助设备如：加热炉、活套、还有一些精整设备等。其中，高线轧机机组使用的是连续式加热炉。由于断面不大，多采用侧出方式。 钢坯入炉有侧入，端入两种方式。侧入炉门小，易保 证炉子的严 密性，但不如端进容易排列坯料，所以两种方式均有采用。连续式加热炉按钢坯在炉内进入的方式分为连续式和步进式。最近几年，高线轧机大都采用步进式连续加 热炉，随着 轧制能力的提高和工业炉技术的发展，连续式加 热炉还逐步演变为多点供热和多段控制的大容量加热炉，并在加热炉口应用了高效燃烧
8、器、控制燃 烧技 术以及先进的节能技术和节能材料。这 不仅大大提高了加 热炉的加热能力，改善了加热质量，而且大大幅度的降低了燃烧消耗和燃料燃烧带来的大气污染，自从计算机技术在加热炉上使用，连续加热炉的自动化水平得到了新的提高。目前我国高速线材产品的主要品种有普碳钢、优碳钢、焊条钢、 焊丝钢、弹簧钢、轴承 钢、碳结钢、不 锈钢、高速工具钢、冷镦钢、低合金钢等。1.3 线材工艺的发展现状及未来趋势线材生产发展的总趋势是提高轧速、增加盘重、提高精度及扩大规格范围。自60 年代第一台全新结构的摩根 高速线材无扭精轧机问世后，引起了线材生产45领域的革命性变化。线材轧 制速度突破了以往的极限，达到42m
9、 /s。经过几十年不断的改进和更新换代，特别 是80 年代以来由于各项制造技术、自动化控制技术的发展，检测 技术的进步，使轧制速度突破100m /s 大关，最大达到120m /s。坯料断面尺寸扩大到150m m x150m m 160m m x160m m ，个别使用180m m x180m m 毕业论文第 3 页 共 39 页，盘重达到2t以上，线材规格上限扩大到20 m m25m m 。一般可按速度将高速线材轧机划分为六代，其主要指标见表1：表1.3.1 六代高速线材轧机主要指标六代轧机 年代 19651970197119761977197919801984198519951995保证轧制
10、速度/（m.s ）142 50 60 7580 100105120最小辊径速度/（m.s ）150 60 79 90100 120 150我国线材轧机的发展，最初受到其技术装备水平和坯料的限制。随着我国连铸生产水平的提高，线材轧机 实现了较快发展，其生 产 的产品质量也有了较大幅度的提高。目前，我国线材轧机的主力轧机大多都是直接使用连铸坯成材的连续式轧机，其装备和自动化水平也达到了现代轧机的先进水平，一改过去线材生产多次开坯、小坯成材的局面。但是，我国仍有为数不少的线材轧 机的技术水平较为落后，其生产的产品品种较少且质量不高。线材轧机应坚持高速和连续的技术开发方向，并且着眼于全过程的连续。我国
11、线材生产量和消费量居世界首位，为了与我国钢材消费的特点和消费水平相匹配，应该把线材作为 一个值得重视的大品种，而线材工艺技术的提高也成为亟待解决的问题。轧制工艺的进步具体表现为以下几个方面： 轧制速度的 进一步提高； 采用减定径机组进行紧密轧制； 预精轧机采用 “微型无扭轧机”； 采用连铸坯为原料并采用热装工艺； 粗中轧机组采用全平立布置 实现全线无扭轧制； 毕业论文第 4 页 共 39 页 采用低温 轧制技术； 采用中负荷及超重负 荷无扭精轧机组； 采用控制轧制和控制冷却； 合金 钢采用高速无扭轧制和控制冷却已 趋成熟； 广泛采用在线测径及涡流探伤任何国家都不应封闭，都会从别的国家吸收、引
12、进新技术。高 线轧机发展的核心是围绕速度的提高，速度越高，要求电控水平越高 .在高速轧制状态下，要求 设备制造精度高，这就需要高精度的油膜轴承、高性能的润滑系统和密封系统保证，以实现高速、无扭、微张或无张力轧制。速度提高的 结 果，在获得一定生产量时可减少生产的线数，目前某些专 家推荐单线生产，无扭 轧 制，可保 证产品的精度以及高牌号硬线和合金线材的生产.1.4 飞剪机类型与结构飞剪按照用途可以分为切头飞剪机与切定尺飞剪机两大类；按照飞剪机的剪切机构，目前应用较广泛的 飞剪机有滚筒式飞剪机、曲柄式转杠杆式飞剪机、曲柄偏心式飞剪机、摆式飞剪机和曲柄摇杆式剪机等。1.4.1 滚筒式飞剪机滚筒式飞
13、剪机（图 1）是一种应用很广的飞剪机。它装设在连轧机组或横切机组上，用来剪切厚度小于 12mm 的钢板或小型型钢。这种飞剪机作为切头飞剪机时，其剪切厚度可达 45mm。滚 筒式飞剪结构简单，可装两对剪刃分别切头切尾，使用可靠。滚 筒式飞剪设有快速更 换剪刃装置，它 为维护 与使用提供了方便。但 这种飞剪剪刃不是垂直进入轧件，而是挤剪并举，在剪切厚带坯时剪切力急剧增加，剪切质量也不好。用来切头切尾的的飞剪机采用启动工作制。用于切定尺的滚筒式飞剪毕业论文第 5 页 共 39 页机，一般采用连续工作制。图 1滚 筒 式 飞 剪 机-刀 片 ； 2-滚 筒 ； 3-送 料 辊 ；1.4.2 曲柄回转杠
14、杆式飞剪机用飞剪机剪切厚度较大的板带或钢坯时，为了保证剪后轧件剪切断面的平整，往往采用刀片做平移运动的飞剪机。曲柄回转杠杆式飞剪机（图 2）就是此类飞剪机的一种。由于这类飞剪机在剪切轧件时刀片垂直于轧件，剪切断面较为平整。在剪切板带时，可以采用斜刀刃，以便减少剪切力。这种飞剪机的缺点是结构复杂，剪切机构动力特性不好，轧件的运 动速度不能太快。用于小型型钢厂的曲柄连杆式飞剪机，轧件速度小于 5m/s，剪切的 轧件厚度为 3070mm。 毕业论文第 6 页 共 39 页1曲柄；2刀架；3摇杆图 2 曲柄连杆式飞剪机 图 3 曲柄摇杆式飞剪机1.4.3 曲柄偏心式飞剪机这类飞剪机的刀片作平移运动。双臂曲柄轴铰接在偏心轴的镗孔中，并有一定的偏心距。双臂曲柄轴还通 过连杆与导架相铰接。当导架旋转时，双臂曲柄 轴以相同的角速度随之一起旋转。刀片固定在刀架上，刀架的另一端与摆杆铰接， 摆杆则铰接在技架上。通过双臂曲柄 轴、刀架和 摆杆可使刀片在剪切区作近似于平移的运动，以获 得平整的剪切断面。1.4.4 摆式飞剪机用来剪切厚度小于 6.4mm 的板带。刀片在剪切区做近似于平移的运动，剪切质量较好。1.4.5 曲柄摇杆式飞剪机这种飞剪机也称作施罗曼飞剪机，用来剪切冷轧板带。由于飞剪机工作时总能量波动较小，故可在大于 5m/s 的速度下工作。
