剪切机

重庆科技学院

课程设计任务书

设计题目：1.6MN上切式剪切机机构设计

教研室主任：指导教师：陈祥伟邓显玲

摘要

在轧钢车间生产的产品，一般都要经过切头、切尾并切成定尺长度，根据轧件的断面形状和对切断面质量的要求不同，所采取的切断方法也不同，剪切机通常用来切断方坯、扁坯、钢板和一些小型钢材。

本文主要对1.6MN上切式剪切机的用途、工作原理进行了分析，从而确定其传动方案，并对传动机构、剪切力、刀片行程、曲轴、滑动轴承、联轴器和各处的键联接进行了详细的设计计算，最后对剪切机的剪切机构，包括曲轴、连杆和刀片进行了必要说明，也简介了1.6MN剪切机的安装维护的要求。从而对1.6MN上切式剪切机有一定了解，对剪切机的设计有一定的认识，加深对剪切机的工作原理以及剪切机的设计参数、零件尺寸等的理解，以便以后能对剪切机能更好的运用。

关键词：1.6MN上切式剪切机曲轴键滑动轴承

目录

摘要 (Ⅰ)

1.绪论 (1)

1.1剪切机的用途及分类 (1)

1.2剪切机的工作原理 (1)

1.3曲柄连杆上切式剪切机结构 (2)

1.4设计方案论证 (2)

2.理论参数计算 (4)

2.1最大剪切力及剪切面积的计算 (4)

2.2剪切行程的确定 (6)

2.3轧件的剪切过程分析 (7)

2.4计算曲轴转角α和β角与剪切力的关系 (7)

2.5静力矩的计算 (10)

2.6电机的选择和校核 (12)

2.7曲柄与连杆的设计 (14)

2.8滑动轴承的选择 (18)

2.9联轴器的选择 (19)

2.10键的设计及校核 (19)

3.剪切机构设计说明 (21)

3.1剪切机构 (21)

3.2连杆与刀片 (21)

3.3剪切机安装与维护 (22)

参考资料 (23)

心得体会 (24)

1 绪论

1.1 剪切机的用途及分类

剪切机是用于剪切金属材料的一种机械设备。在轧制生产过程中，大断面钢锭和钢坯经过轧制后，其断面变小，长度增加。为了满足后续工序和产品尺寸规格的要求，各种钢材生产工艺过程中必须有剪切工序，剪切机的用途就是用来剪切定尺切头、切尾、切边、切试样及切除轧件的局部缺陷等。根据钢坯的断面形状和对切断面质量的要求不同，所采取的切断方法也不尽相同，剪切机通常用来切断方坯、扁坯、钢板和一些小型钢材。

根据剪切机刀片形状、配置以及剪切方式等特点，剪切机可分为以下四种基本类型：行刀片剪切机、斜刀片剪切机、圆盘式剪切机和飞剪机。

平行刀片剪切机通常用来剪切方形和矩形的断面钢坯，故又称为钢坯剪切机。这种剪切机的刀片是彼此平行的。根据剪切轧件时刀片的运动特点，平行刀片剪切机可分为上切式和下切式两大类。

1.2剪切机工作原理

1.2.1上切式平行刀片剪切机工作原理

这种剪切机的特点是下刀片固定不动，上刀片是上下运动的。剪切轧件的动作由上刀来完成，上切式平行刀片剪切机的剪切机构是由最简单的曲柄滑块机构组成的，除了剪切机本身外，尚有定尺机、切头收集与输送装置等。由于下刀固定不动，为使剪切工作顺利进行，剪切的轧件厚度大于30—60mm时，需在剪切机后装设摆动台或摆动辊道，其本身无驱动装置。剪切时，上刀压着轧件下降，迫使摆动台也下降。当剪切完毕，上刀上升时，摆动台在其平和装置作用下也回升至原始位置。上切式平行刀片剪切机由于结构简单，广泛用来剪切中小型钢坯，其剪切力一般小于2.5MN。

1.2.2下切式平行刀片剪切机

这种剪切机的特点是上、下刀片都运动，但是剪切轧件的动作是由下刀片来完成的。由于剪切时下刀台将轧件抬离滚道，故在剪切机后就不设置摆动台。而且，这种剪切机的机架不承受剪切力。由于上述两个特点，下切式平行刀片剪切机一般用来剪切中型和大型板坯和钢坯，以减轻整个剪切机组的设备重量。这种剪切机剪切机构较为复杂，往往由多杆机构组成。

下切式平行刀片剪切机机构类型比较多，在我国应用最广泛的是六连杆剪

切机和浮动偏心轴剪切机。

平行刀片剪切机一般都由电动机驱动，根据其工作制度，可分为启动工作制和连续工作制两种。前者多半才用直流电动机，每剪切一次，电动机启动、制动一次，完成一次工作循环。此种工作制度的剪切机，根据剪切钢坯厚度不同，可采用摆动循环工作方式，或采用圆周循环工作方式。摆动循环工作方式可以减少剪切过程中刀台的空行程，从而提高了它的生产率。在连续工作制的剪切机上，一般均采用带有飞轮装置的交流绕线式异步电动机，在传动系统中装有离合器。电动机启动后就连续运转，每次剪切时，先将离合器合上，使传动系统带动剪切机构进行剪切。剪切完了，将离合器打开，使剪切机构与传动系统脱离。显然，在这种剪切机上，离合器的性能直接影响剪切机的运转及生产率。

1.3曲柄连杆上切式剪切机结构

这是一种结构最简单，使用也最广的小型钢坯剪切机，其一般结构是由传动系统、剪切机构、离合机构、平衡装置及机架等几部分组成。在高速轴上装有飞轮，中速轴上装有超载装置，并且在曲轴尾部装有离合机构。

这种剪切机的一个主要特点是能够进行快速换刀。更换刀片时，与快速更换轧钢机轧辊相类似，能将上下刀台从剪切机机架中抽出，而将另一组上下刀台送入剪切机机架，大大缩短更换刀片的时间。

为了适应快速换刀的要求，下刀台安放在机架下部，与机架接触处设有滑板，而下刀台通过夹紧油缸固定在机架上。上刀台有两部分组成：上刀台本体及上刀台连杆垫块。在换刀片时，只将上刀台本体和下刀台一起抽出。上刀台由压紧油缸固定在机架上。由于上下刀台都由压紧缸固定，这就便于装卸。

此剪切机的另一个主要特点是设置了上刀台行程扩大装置，以便能够让不需要剪切的大断面轧件通过剪切机，上刀台最大升高位置，可上升到轧制线以上640mm的位置。

上刀台行程扩大装置是由一套连杆机构，以及油缸等组成。如需要扩大上刀台行程时，拔掉安全销，将上刀台压紧油缸松开，上刀台在其平衡油缸作用下，下降落在下刀台上。此时，上刀台行程扩大装置的油缸动作，连杆机构的端部插入能转动曲柄的凹槽中，使曲柄转动一个角度。这样，曲柄连杆摆动起到一定位置。然后，上刀台平衡油缸再次动作，使上刀台上升到离轧制线上640mm 的位置。

为了保证连杆机构在转动曲柄连杆时，其端部不脱出转动曲柄的凹槽，设置了一个平衡机构。