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1、内蒙古科技大学本科生毕业设计说明书（毕业论文）题 目：试样剪切机学生姓名：学 号：0604103437专 业：机械设计制造及其自动化班 级：机06-4班指导教师： 摘 要剪切机是伴随着锻压机械的发展而发展的，液压传动和液压机械传动剪切机应用越来越广泛，自动化程度越来越高，剪切机越来越趋向大众化和优质化，并且提高了剪切质量和剪切精度。试样剪是剪切机的一种，一般有三部分组成：机械系统、液压系统和电气系统。本次设计主要是机械系统，另外还有液压部分的设计。通过给定的已知条件和参数，计算、选择和校核了合适的电机；设计和校核了主要的零部件；确定了较合理的安装、润滑和密封方案。此外本设计还简单介绍了连铸连轧
2、技术的发展概况及其生产工艺。关键词：试样剪；液压系统；连铸连轧；生产工艺Abstract The development of shear is accompanied by the development of forging machinery. Hydraulic transmission and hydraulic - mechanical drive shearing machine is widely applied, and is more and more automatic. Increasingly popular trend of shear and high quali
3、ty, and improve the quality and cutting precision. Test piece shear is one of a shear, and consisted of there components: Mechanical systems, hydraulic systems and electrical systems. This design is mainly mechanical systems, and there is also the design of hydraulic part. I calculation, select and
4、check the appropriate motor by the given conditions and parameters. I also design and check the major components, and determine a more reasonable installation, lubrication and sealing program. In addition, I also introduce the casting and rolling technologys overview of development and its productio
5、n processesKey words: Test piece shear; Hydraulic system; Continuous casting and rolling; production processes目 录摘 要IAbstractII第一章 概 述11.1 剪切机的类型11.2 剪切机的发展趋势11.3 试样剪在薄板坯连铸连轧工艺中的地位和作用2第二章 剪切机部分设计32.1 剪切机的结构组成及工作原理32.1.1 结构剪切机组成32.1.2 剪切机工作原理32.2 斜刀片剪切机的主要参数32.3 侧向力的计算92.4 机架的设计计算102.4.1 机架的设计的一般要求10
6、2.4.2 初步确定机架的形状尺寸112.4.3 焊接机架与铸造机架特点比较122.4.4 焊接件设计中一般应注意的问题122.4.5 加强筋的布置142.5 液压系统概念142.5.1 液压系统的组成142.5.2 液压传动的优缺点152.6 液压系统的参数确定172.6.1 确定液压执行元件172.6.2 液压系统主要参数的确定172.7 液压缸的设计计算182.7.1 液压缸筒的主要结构尺寸的确定182.7.2 缸筒常用的技术要求：192.7.3 液压缸内径D192.7.4 液压缸厚度的计算202.7.5 液压缸缸筒厚度的验算202.8 法兰厚度的计算212.9 螺钉直径的确定212.1
7、0 密封件的选择222.11 液压泵和电动机的选择232.12 油箱的用途与分类242.13 轴的设计计算及校核262.13.1 运输辊轴的设计与校核262.14 轴承的选择及校核302.14.1 轴承的选择302.14.2 轴承的校核312.15 联轴器的选择312.16 选择制动器322.17 键的选择与校核33第三章 设备的安装、润滑与密封353.1 设备的安装353.2 设备的润滑353.2.1 润滑方式353.2.2 润滑系统的管路设计363.3 设备的密封363.3.1 密封件的作用和意义363.3.2 设备的密封方式383.3.3 密封材料40第四章 机械可靠性设计414.1 可
8、靠性的基本概念414.2 对运输辊轴进行机械的可靠性设计434.2.1 作轴的受力、弯矩、转矩图434.2.2 确定转轴的应力分布444.2.3 确定材料的疲劳强度464.2.4 确定转轴在计算截面处的疲劳极限474.2.5 确定轴在计算截面处的轴径48结 束 语49参考文献50第一章 概 述1.1 剪切机的类型用于将轧件剪切成规格尺寸的机械成为剪切机。根据剪切机刀片形状、配置、以及剪切机方式等特点，剪切机可分为四类：1.平行刀片剪切机。这种剪切机的两个刀片彼此平行，通常用于横向热剪切初轧和其他方形及矩形断面的钢坯，故又称为钢坯剪切机。有时，也用两个成型刀片来冷剪管坯及小型圆钢等。2.斜刀片剪
9、切机。这种剪切机两个刀片中有一个刀片相对于另一个刀片是成某一角度倾斜布置的。一般是上刀片倾斜，通常用来横向冷剪或热剪钢板、带钢、薄板坯，故又称为钢板剪切机。有时，也用来剪切成束的小型钢材。3圆盘式剪切机。这种剪切机有两个刀片均呈圆盘状。通常用来纵向剪切运动中的钢板的边，或将钢板剪成窄条，一般均匀布置在连续式钢板轧机的纵切机组的工作线上。4飞剪机。这种剪切机刀片在剪切轧件中跟随轧件一起运动，通常用来横向剪切运动中的轧件，一般安装在连续式轧机的轧制线上，或横切机组作业线上。1.2 剪切机的发展趋势剪切机是伴随着锻压机械的发展而发展的，液压传动和液压机械传动剪切机应用越来越广泛，自动化程度越来越高，
10、剪切机越来越趋向大众化和优质化，并且提高了剪切质量和剪切精度。其中液压传动的剪切机普遍采用变量泵和液压蓄能器及回程缸来提高回程速度，以提高行程速度，以提高行程次数。 总之，随着科学技术的发展，剪切机的将来会更好的实现自动化和智能话。图2-1 1-下刀台 2-上刀台 3-液压缸1.3 试样剪在薄板坯连铸连轧工艺中的地位和作用 薄板坯连铸连轧工艺具有流程短、生产简便且稳定，产品质量好、成本低, 有很强的市场竞争力等一系列突出特点。薄板坯连铸连轧工艺流程一般均为电炉钢包精炼炉薄板坯连铸机均热热连轧机层流冷却地下卷曲。在连铸连轧工艺的最后阶段中，连铸连轧出的薄板坯需进行板坯的质量检验，这时需试样剪进行
11、剪切样品。第二章 剪切机部分设计2.1 剪切机的结构组成及工作原理2.1.1 结构剪切机组成 剪切机由剪切机构、压料机构、传动装置组成。可分为两部分机械部分和液压部分。液压部分包括：液压部分包括：油缸和各种不同类型的液压阀。2.1.2 剪切机工作原理 把钢卷从卷曲机取出，运到取样剪，通过开卷机把钢卷打开，将端部的一部分剪切机切掉。取出钢卷中间的一块，拿去抽样化验。图2-1为采用液压缸同步的液压传动上切式斜刀片剪切机简图。2.2 斜刀片剪切机的主要参数 斜刀片剪切机主要用来剪切钢板。上切式斜刀片剪切机一般单独使用，或组成独立的剪切机组。一般是下刀片水平，上刀片具有一定的倾斜角。图2-2表示了上刀
12、片布置成一定倾角时的剪切过程。由图2-2可见，轧件在斜刀片剪切机上剪切时，刀片与轧件接触面的长度，不等于轧件整个断面宽度，而仅仅是一条斜线BC。在稳定剪切阶段，此接触长度BC是一个常数。当刀片刚切入轧件时，刀片与轧件的接触长度是变化的，由零逐渐增大至BC值。在剪切即将结束时，其接触长度则由BC值逐渐减少至零。由于刀片与轧件的接触长度BC远远小于轧件宽度，所以，斜刀片剪切机剪切面积小，使剪切力得以减小。显然，剪切力的大小与刀片倾斜角度有关。 斜刀片剪切机的基本参数包括俩大类：即刀片行程，刀片尺寸，刀片倾斜角和剪切次数；第二类为力能参数，即剪切力，剪切功等。（一）刀片倾斜角 剪切机的大小与刀片倾斜
13、角有关，刀片的倾斜角越大剪切时的剪切力越小，但使刀片行程增加。最大允许倾斜角受钢板与刀片间的的摩擦条件的限制，当倾图2-2 斜刀片剪切机剪切扎件简图斜角大于最大倾斜角时，钢板就要从刀口中滑出而不能进行剪切。另外，倾斜角大小对剪切质量也有影响。当倾斜角很小时，在钢板剪切断面出现撕裂现象。为了改善剪切质量和扩大剪切机的使用范围，有的剪切机倾斜角做成可以调整的。 上刀片倾斜角与钢板厚度有一定的关系。在剪切薄钢板时，倾斜角用1o6o，而剪切厚钢板时为8o12o。根据上述原则和现有设备的情况：原取样剪剪刃倾斜角度是2，考虑到剪切厚度加厚可将倾斜角做成可调的。以12.7mm为分界线；12.7mm以下取倾斜
14、角度为2，12.720mm时取3。 (二)刀片尺寸 剪切时，刀片受到挤压、弯曲和摩擦作用。刀片尺寸主要由剪切力确定。一般按下式尺寸确定：L=B+（100300）mm式中：B被剪切板的最大宽度 L=450+150=600mm(三)刀片行程 由于刀片倾斜角的影响，斜刀片剪切机的刀片行程H,除了考虑平行剪剪切的各种因素外，还需要考虑由于剪刃的倾斜所引起的行程增加。斜刀片剪切机的刀片行程为：H=H1+j+q+s+H式中：H1=h+(5075)mmh被剪切钢坯断面的高度，mm；5075是为了保证钢坯有一些翘头时，仍能通过剪切机的必要储备量，此时h=50mm；s上下刀片的重叠量，取s=10mm；j为了避免上刀片受钢坯的冲撞，而使棚板低于上刀片的距离，取j=105mm;q为了使轧件能够顺利通过剪切机，下刀刃不被轧件磨损，使下刀刃低于托架的距离，取q=3mm；H为刀片倾斜所引起的行程增加量；H= =450*tan3 =23.58mm30mmH=H1+j+q+s+H =100+105+3+10+30 =248mm(四)剪切次数剪切次数是表示剪切机生产能力的一个重要参数。剪切机有理论剪切次数和实际剪切次数，理论剪切次数是指每分钟内，剪切机能够不间断的上下运动的周期次数；实际剪切次数是指每分钟内，剪切机实际完成剪切轧机的次数，
