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1、双动液压横切剪强度分析和结构设计摘 要双动液压横切剪是某热轧带钢厂精整线上剪切钢板的重要设备。现现在该厂想要开发生产b=1000Mpa高强度系列厚度规格的钢板，为了确信该横切剪机床是不是能经受剪切这种高强度钢板时产生的应力，这篇论文针对它的承载能力进行了理论分析计算。第一，在进行测试以后，依照数据验证了计算横切剪得平均剪应力能够运用.诺沙里公式，考虑到冲击力放大系数的阻碍，通过计算，得出了该横切剪机在剪切b=1000Mpa高强度钢板的最大厚度是21mm。接下来，依照这台剪切机床的机构运动特点，对这台机械进行机构分析，并用CAD软件画出该机床的装配图，关键零件图，其中手画零号图一张，两张cad零
2、号图，如此，能对这台剪板机的机构和运行特点的明白得有专门大的帮忙，而且为后面的理论分析计算打下了良好的基础。最后，通过有限元软件对关键部位的零件进行分析，确保此零件的受力变形在许诺的范围之内，从而确保机床能平稳运行，而且能为设备的检修提供帮忙。关键词：横切剪，剪切应力，有限元ABSTRACTDouble acting hydraulic crosscut-cut is a hot-rolled steel online shear vital equipment of the factory. Nowadays, the factory want to develop and product
3、1000Mpa high strength series of determine whether the crosscut shear machine can afford this kind of high strength steel shear stress, when producting the steel. Its bearing capacity calculation were analyzed in theory in this paper. First, the tests verified according to the data, the average cutin
4、g force can be calculated by . ruoshaly. considering the influence of impact amplification the calculation, we obtain the date of crosscut shear machine in Shearing 1000Mpa high strength steel plate is at most 21mm. Next, according to the motion characteristics of this shear machine,analyse the mach
5、ine mechanism , and draw the key parts of the machine by CAD software, , including size zero figure by hand, two size zero pictures by CAD. So it is of great help for understanding of the characteristics of the operation, and lays a good foundation for the theoretic analytical calculation. Finally,
6、through the analysis of the key mechanism by , we can make the force in permitted range, thus ensure the machines can smooth operation and provide help for equipment maintenance. Key words： Crosscut scissors, shear stress, finite element 目 录中文摘要ABSTRACT1绪论1黑体五号 国内外进展概况和进展趋势1 飞剪的大体要求和工作类型1 飞剪技术的进展1宋体
7、五号 课题研究背景意义2 课题研究方式的概述3运动学与动力学的分析方式简介3强度分析方式简介4课题研究内容和技术线路.52双动液压横切剪机的设计.7 机械结构.7 确信驱动方式10 确信剪板机的剪刃11 剪板机的设定参数 13 2剪刃行程的确信13 2剪刃尺寸的确信13 2剪刃斜角 14 2剪切次数 14 2剪切力的计算 14 液压系统设计 16 2液压系统原理 16 2系统参数计算 163关键零件的有限元分析 194 总结 27参考文献 281 绪论横切剪技术普遍被应用在持续的轧机的生产线、横切机组等，钢厂里面可少的关键设备。在别的行业，横切剪机床也受到相当多欢迎，而且应用很广，比如说冶金行
8、业，横切剪机就很受追捧。国内外研究概况和进展趋势飞剪的大体要求和工作类型横切剪机连年来一直是冶金工业的重要生产设备之一。平常说的剪切机，是指横向运动剪切的扎件，而且知足用户定尺要求的设备。因此，横切剪机必需具有三个必要的条件：1、剪切运动扎件时刀刃的水平分速度跟扎件同步；2、剪切机要能知足不同用户的定尺要求；3、剪切速度同时必需跟生产线上其它的设备相匹配，如此能够提高生产率，同时提高经济效益。现代剪切机依照原动机的类型能够划分为持续式还有启停式两个大类。持续式剪切机采纳的一样是异步电动机驱动，配置有飞轮高速运转，通过快速响应的聚散器及制动器实现小惯量下启动、制动，而在大惯量下剪切，能够充分提高
9、动力距，提高速度。启停式剪切采纳低惯量大扭距直流电机，每剪切一次，电机启动、制动一次。不同工作制的剪切各有优缺点，持续式适合高速频繁启动，但电机持续运行浪费电能资源，启停制结构简单，但电器操纵方面要求比较高。飞剪技术的进展 传统剪切机结构通常都十分复杂。例如自上世纪七十年代我国引进的施罗曼飞剪为第一代引进的飞剪机，是双曲柄摇杆式飞剪机。这种剪切机都有一个复杂的匀速系统和倍尺机构。 随着电机技术的快速进展，专门是交流变频技术、大型伺服电机制造及操纵技术的进展，使复杂的剪切机构设计变得十分简练。如第二代引进的是所谓的翁格尔飞剪机及第三代引进的桥式剪切，完全取消了以往飞剪机的匀速机构及倍尺机构：利用
10、先进的电气操纵技术，简单明快地知足了生产工艺对飞剪机的要求。 横切剪机床的类别比较多,包括带钢精整生产线的定尺横切剪在内，还有很多结构独特、用途新奇的横切剪，例如板坯剪切，型钢横切剪，切头横切剪，滚筒式横切剪，碎边剪切等等。模式飞剪又称滑座式飞剪，是中厚钢板定尺剪切中不同于卷筒式或曲柄式飞剪的定尺剪切装置，最大不同是其刀架作纵向直线运动来和钢板同步，是精整生产线中关键的组成部份，其任务是对作业线上的带钢依照用户的要求进行各类尺寸的剪切。横切剪定尺精度要求高，操纵系统复杂、其APC优化算法呈现出多样性。飞剪机的机构分析和动力学分析一直在横切剪机研究史上占据重腹地位，很多学校的科技工作者都对此进行
11、过研究分析。例如燕山大学王海儒等人将双偏心摆式飞剪机 简化为二自由度平面六杆机构，运用复数向量法成立了剪切的运动学与动力学数学模型；同时，在此基础上，针对剪切的同步剪切和定尺精度要求，研究了两主动曲柄的操纵计谋。武汉科技大学机械自动化学院刘海昌等人在大量实验测试、分析计算的理论基础上，指出了咱们平常经常使用的诺沙里的剪切力公式存在不能利用的场合，即剪切时的冲击问题。对剪切机的力能参数的计算提出简练有效的计算方式。刘海昌在进行摆式剪切刚体动力学计算中，考虑机构铰链间隙对机构动力学的阻碍，把间隙看成“间隙矢量构件”添加到原机构中，仍利用动态静力法进行计算：不同的是原结构增加一个“间隙矢量构件”就增
12、加了一个自由度。武汉科技大学姜惠军在其硕士论文中针对武钢热轧厂三号精整线上剪切摇床和滑道之间、摇床和下刀架钩轮之间存在间隙因此在运动进程中产生冲击的问题进行了动力学方面的研究。课题研究背景意义 这台横切剪机床是某热轧带钢厂精整线上的由中冶赛迪公司设计的一种持续工作制剪切（如下图），是对 开卷后钢板定长剪切的重要设备。该横切剪机床设计的最大剪切力为5145KN，用于剪切钢板强度b=300Mpa 1000Mpa、厚度h=5、最大宽度可达2200mm的钢板。这种类型的剪切利用液压机带动传动机构运转，剪切时通过聚散器操纵剪切机构进行剪切，剪切完毕后，又通过制动器将剪切机构固定于待切位置。该剪切是一种比
13、较先进的横切剪机，它采纳聚散器和制动器取代了传统持续工作制飞剪的空切机构和匀速机构，具有结构紧凑、定尺调整方便，一样剪切能力下对原动机的选型要求比较低，因此目前应用较多。随着生产的进展，新型钢种的显现，可否剪切一些材料参数超过原设计参数的钥种(例如该厂拟开发生产b=1000 MPa的高强度系列厚度规格的钢板)，就需对剪切机进行实测和动力学研究，才能清楚的了解该剪切机的承载能力挖掘设备潜力：同时在操作中应该注意哪些问题，而且探讨机构改造的方式。因此本论文具有实际应用的价值。图双动液压横切剪布置图课题研究方式的概述运动学与动力学分析方式简介机构运动学不考虑机构中力的作用，仅从几何的观点来研究机构各
14、构件和构件上的点的运动参数一名移、轨迹、速度、加速度等的求解一运动学分析(kinematic analysis)，和仅从运动角度设计新机构的方式一运动学综合(kinematic synthesis)；机械动力学是研究机械在力作用下的运动和机械在运动中产生的力，并从力与运动的彼此作用的角度进行机械的设计和改良的科学，即动力学分析和动力学综合。动力学分析是动力学综合的基础。机械动力学的分析进程，按其功能不同，可分为两类问题：1) 动力学反问题(inverse dynamics)：已知机构的运动状态和阻力(力矩)，求解应施加于原动件上的平稳力(力矩)，和各运动副中的反力(即已知运动求力)。2) 动力
15、学正问题(forward dynamics)：给定机械的输入力(力矩)和阻力(力矩)的转变规律，求解机械的实际运动规律(即已知力求解运动)。在机械动力学进展历史上，前后提出了四种不同水平的分析方式：静力分析、动态静力分析、动力分析、弹性动力分析。1) 静力分析(static analysis)：对低速机械，运动中的惯性力能够忽略不计。对机械的运动进程中的各个位置，可用静力学方式求出平稳机械的载荷而需在原动构件上施加的力(力矩)，和各运动副中的反作使劲。动力学反问题(inversedynamics)：已知机构的运动状态和阻力(力矩)，求解应施加于原动件上的平稳力(力矩)，和各运动副中的反力(即已
16、知运动求力)。2) 动态静力分析(kinetostatic analysis)：依照达朗贝尔原理，将惯性力和惯性力矩计入静力平稳方程来求出为平稳静载荷和动载荷而需在原动构件上施加的力(力矩)，和各运动副中的反作使劲。由于采纳了“原动件等速回转这一假定，在动态静力分析中便不涉及原动机的特性。动态静力分析应用于动力学反问题中。对许多速度高的机械，多用动态静力分析代替静力分析。3) 动力分析(dynamic analysis)：在力的作用下，机械并非能维持“原动构件等速回转”这种理想化的假定。尽管这种假定在许多情形下是许诺的，但在工程实践中也常常要求明白原动构件和机械系统的真实运动。动力分析抛弃了对
17、原动构件运动规律的理想假定，因此要把原动机包括在机械系统内来进行分析，它应用于动力学正问题中。4) 弹性动力分析(elsatodynamic analysis)：在上述三种分析方式中，构件均被以为是刚性的。弹性动力分析是计入构件弹性的动力分析方式。这些研究工作要紧集中于机构参数的确信、运动参数的分析、刚体动力学计算等。强度分析方式简介近几年，高碳、高合金钢种慢慢增多，些钢种已超出原设计的产品大纲，为了保证正常生产，很多大专院校和科研院所对钢厂投入利用的各类飞剪机的承载能力进行了研究，采纳的技术线路是采纳现场在线测试与有限元仿真相结合的方式。上海宝钢研究院的姚利松等人通过对热轧精整厚板生产线模式
18、飞剪剪切力在线测试，结合理论计算分析了横切剪的剪切能力，同时采纳有限元对刀片和刀架强度、变形进行计算分析，指显现有剪切机存在的问题，为下一步改造提供依据。华东冶全金学院的潘紫微等人在分析研究剪切机机架应力散布和强度时，采纳模型实验应力分析和实测机架动应力相结合的方式。在模型实验应力分析中采纳脆性涂料法确信模型机架最大主应力部位和主应力方向，采纳电阻应变测量法确信模型机架的主应力水平。据此选定最大主应力的测点进行实际剪切进程中动态应力和相应剪切力的测定，确信并分析机架强度。有限元仿真是进行机架强度校核的一个重要技术手腕，许多学者在在运用有限元理论和有限元分析软件ANSYS方面做了很多工作。有限单
19、元法大体理论、研究现状及进展趋势：随着现代科学技术的进展，人们对机械设备的平安性和周密度的要求也愈来愈高。这就要求工程师在设计时期就能够精准地预测出产品和工程的技术性能，需要对结构的静、动力强度和温度场、流场、电磁场和渗流等技术参数进行分析计算。最近几年来在运算机技术和数值分析方式支持下进展起来的有限元分析(FEA，Finite Element Analysis)方式那么为解决复杂的工程分析计算问题提供了有效的途径n引。有限元分析方式最先是从结构化矩阵分析进展而来，慢慢推行到板、壳和实体等持续体固体力学分析。有限元的核心思想是结构的离散化，确实是将实际结构假想地离散为有限数量的规那么单元组合体
20、，实际结构的物理性能能够通过对离散体进行分析。国际上早在20世纪60年代初就投入了大量的人力和物力开发具有壮大功能的有限元分析程序。其中最为闻名的是由美国国家宇航局(NASA)在1966年委托美国计算科学公司和贝尔航空系统公司开发的NASTRAN有限元分析系统。70到80年代是有限元分析软件蓬勃进展的时期，美国的ANSYS、ABAQUS、ADINA、I-DEAS、LSDY、MARC、SAP，德国的ASK焱、英国的PAFEC、法国的SYSTUS等软件不断推出壮大的新版本。有限元法数学逻辑严谨，物理概念清楚，易于明白得和把握。能够灵活处置和求解各类复杂问题，专门是它采纳矩形形式表达大体公式，便于运
21、算机编程运算，这些优势给予有限单元法壮大的生命力。它进展至今，不断开拓新的应用领域，其范围由杆件结构问题扩展到弹性力学乃至塑性力学问题，由平面问题扩展到空间问题，由静力学问题扩展到动力学问题、稳固问题，由固体力学问题扩展到流体力学、热力学、电磁学等问题，从线性分析向非线性分析进展，从单一场的分析向几个场的耦合进展吖矧。90年代后有限元分析软件进展加倍成熟，在单元类型、非线性分析、场分析、优化设计和数值方式等方面有专门大改良和增强外，前后置处置功能加倍壮大和方便，具有良好的用户开发环境，同时还提供与CAD软件(如ProE、UG等)的接口，将CAD模型自动转换为适于有限元分析的模型，成为科技工作者
22、的有力工具，解决了大量的实际问题。整体分析步骤为：第一依照必然的集成规那么，将各单元刚度矩阵集合成结构整体刚度矩阵，并将单元等效节点载荷集合成整体等效节点载荷矩阵；然后引入结构的位移边界条件，求解整体平稳方程组，得出大体未知量节点位移列阵；最后计算出各单元的内力和变形。从以上论述可看出，有限单元实质确实是把具有无穷多个自由度的弹性持续体，理想化为只有有限个自由度的单元集合体，使问题简化为适合于数值解法的结构型问题。因此，只要研究并确信有限元大小的单元力学特点，就能够够依照结构分析的方式求解，使问题取得简化。实践证明有限元分析方式是一种超级有效的数值分析方式，而且从理论上也已经证明，只要用于离散
23、求解对象的单元足够小，所得的解就可足够逼近于精准值。东南大学吴军等人运用有限元理论和有限元分析软件ANSYS的APDL参数化程序设计技术，对某型机车电源机架进行优化分析，取得了合理的结构形式和尺寸，在知足工程要求的情形下，节省了大量的工程材料。安徽工业大学包家汉等人利用APDL语言，成立了辊压机机架有限元模型与优化设计模型，采纳耦合节点自由度的方式处置机架各部件间的螺栓和销轴联接，同时对螺栓联接的预应力，采纳温降法加以考虑。优化设计结果说明，机架中各钢板的厚度散布趋于合理，第一主应力降幅显著，机架强度能够知足工程应用要求。课题研究内容和技术线路要紧研究内容有：1） 横切剪机床简化为机构的运动学
24、分析和动力学分析；2） 成立剪切刀架、机架等要紧受力部件的有限元模型3） 横切剪剪切能力的评估4） 在找出的横切剪剪切机的强度薄弱部位的基础上提出改良方法2 双动液压横切剪机的设计本科题所研究的剪板机的内容是在对其设计的进程中慢慢深切，第一是对剪板机进行方案设计。方案设计的要紧内容是确认其设备的结构形式、驱动类型和各类参数的计算。方案设计的要紧任务有两点：一是结合产品的技术要求和需求的具体条件确认设备的机械结构；二是完成对设备的结构参数和力能参数的计算。这二点是彼此补充，又互为参考，应当综合考虑。机械结构如前所述，剪板机结构分为平行刃剪板机、斜刃剪板机、圆盘剪板机三大类。以下对其各自的特点进行
25、分析：1）平行刃剪板机：平常刃剪板机的剪切方式有上切式和下切式两种。上切式平行刃剪板机，其下剪刃固定不动，上剪刃向下运动进行剪切。通常采纳曲柄连杆机构，具有运动和结构简单的特点，要紧缺点是被剪切的钢板容易产生弯曲，剪切断面不垂直，以致阻碍剪切后钢板的工艺线上的顺利运行。当剪切比较厚的钢坯时，还需要增设一组摆动辊道。下切式平行刃剪板机的两个剪刃都运动，剪切进程是通过下剪刃上升来实现，普遍用于教案且厚钢坯，剪切进程的特点是：剪切开始时，上剪刃先下降，几乎达到与钢板接触后停止，其后下剪刃上升进行剪切；切断钢板后，下剪刃第一下降回到原先的位置，接着上剪刃上升恢复到原位，一次剪切进程完成。这种剪切方式，
26、具有下述优势：剪切时钢板高于手工艺线，不需要增设摆动辊道；剪切长的钢板时，钢板可不能产生弯曲；活动压板保证剪切断面比较垂直；机架不经受剪切力；由于能缩短剪切周期的间隙时刻，提高了剪切生产率。因此，钢坯剪板机（专门是大型钢坯剪板机）多采纳下切式。下切式剪板机在结构上比上切式剪板机较复杂。2）斜刃剪板机：斜刃剪板机的剪切方式可分为上切式、下切式和复合式等类型。以下仅对前二者的结构特点进行分析。上切式斜刃剪板机的类型中传统形式要紧有单面传动斜刃剪板机、双面传动斜刃剪板机、下传动斜刃剪板机；此刻为提高剪切质量，也显现了上刀台作摆动或转动的摆式剪板机。a）单面传动斜刃剪板机：上刀台的运动是通过电动机、三
27、角皮带、齿轮和曲柄连杆机构而实现的。现关于双面传动形式而言，它的动力仅通过剪板机的一侧进行传递。为了制造方便，一样用直轴和两个偏心套筒组成曲柄轴。其特点是结构简单，制造方便，应用较为普遍。b双面传动斜刃剪板机：通过曲轴带动刀架双侧的齿轮，将上剪刃上下驱动。一样上刀台也是通过电动机、三角皮带、齿轮和曲柄连杆机构实现。他的曲柄短，受力好，制造方便。但装配比较困难，专门是两对齿轮同步问题要求较严格。此类剪板机大多用于大型钢板剪板机。c下传动斜刃剪板机：下传动的动力源安装在剪机下部，可降低剪板机的高度，减轻设备重量。其缺点是机架不宜做成带凹口的C形机构，使剪切时不便观看，且其下部结构较复杂。d摆摆式斜
28、刃剪板机：其组成结构见图。摆动上切式斜刃剪板机的上刀台是作直线往复运动，而是围绕一圆心作圆弧往复摆动。图摆动式上切斜刃剪板机 1-上刀台；2下刀台由此可见，上刀架下端通过O与机架铰接，作为摆动支点。支点O比下刀台高一个距离E。上刀架上端O铰接于曲柄连杆上。当曲柄连杆转动时，通过连杆使上刀架绕支点O摆动。由于上刀台摆动半径较大，刀片剪刃处的摆动轨迹接近于直线，相当于倾斜剪刃，能够取得较好的剪切质量。3）圆盘式剪板机：其普遍应用于纵向剪切厚度小于2030mm的钢板及薄钢带。由于刀片是旋转的圆盘，因此能够持续纵向剪切运动着的钢板或带钢。由于上述特点，目前各国都在研究扩大圆盘式剪板机的剪切厚度的范围。
29、圆盘剪通常设置在精整作业线上，用来将运动着的钢板的纵向边缘切齐或切成窄带刚。依照其用途可将圆盘剪分为两种，形式；剪切板边的圆盘剪和剪切带钢的圆盘剪。剪切板边的圆盘剪每一个圆盘刀片均悬臂地固定在单独的传动轴上，刀片的数量为两对，这种圆盘剪用于中厚板的精整加工线、板卷的横切机组和持续酸洗等作业线上。剪切带钢的圆盘剪用于板卷的纵切机组、持续退火和镀锌等作业线上。这种圆盘剪得刀片数量是多对的，一样刀片都固定在两根公用的传动轴上，也有少数的圆盘剪固定在单独的传动轴上。圆盘剪板机在持续剪切钢板的同时要对其切下的板边进行处置，通常在圆盘剪后面设置碎边机，将板边剪成碎段送到专门的滑槽中去。另外，关于薄带刚也有
30、效卷取机来处置的，其缺点是需要必然手动操作，卸卷时要停止剪切等。以上是三种剪板机结构的特点描述，下面了解业主对设备的产品提出的技术要求（剪表2-1）。设备用于离线剪切2050热轧各机组提供的带钢样板，要紧制造部实验室提供查验小样，提供剪切的钢板均是作好标记的钢板（不大于2500*2500mm）。设备性能参数表表2-1序号参数项目代号单位数值备注1可剪板厚范围hmm2-322钢板抗拉强度bMpa1200板厚20mm650板厚26mm450板厚32mm3钢板延伸率4剪切宽度 dmm 25005剪板机能力 两次/min6剪切精度直线度：1mm/1m平面度3mm/400mm7试样平行度 按国标依照产品
31、的特点，要知足如此大范围的要求，而且设备的造价又须操纵在必然范围内，通过度析比较，其剪切形式采纳斜刃剪板机最为合理。而要知足其产品的要求，平行剪得最大剪切力又高达4000吨，明显是不可取的方案。通过以上对集中斜刃剪板机形式的比较，最后确信采纳双面传动斜刃剪板机。其要紧缘故有以下几点：a剪切质量好：剪刃能够进行间隙调整，以适应剪切不同厚度，不同材质的板料要求，以取得良好的切口质量；选取合理的剪刃倾斜角，可尽可能减小钢板被剪切后翘曲。b能加工宽度比较大的钢板，设备原理和操作相对简单，对设备在以后的维修中也不要求技术难度高的工作，对人员的要求不高。确信驱动方式剪板机的驱动方式要紧有两种：电机驱动和液
32、压驱动。电机驱动分为直流电机和交流电机两种。一样小型剪板机多采纳交流电机驱动，高速轴上装有飞轮，电机为持续运转，剪切动作必需用聚散器来实现。经常使用的聚散器是牙嵌式聚散器，此种聚散器的特点是传递力矩大，但剪切次数太高时，这种聚散器就容易发生故障，因为它动作时刻长，同时在聚散的刹时不可幸免地有冲击现象。由于上述缘故限制了剪切次数的进一步提高。因此有些剪板机采纳摩擦聚散器，此种聚散器尽管操作灵活，但在合闸刹时会因滑动而发烧，引发磨损，专门是大型剪板机尤其明显。大中型剪板机多采纳直流电机驱动，并以启动工作制进行剪切。小型剪板机多采纳交流电机驱动，电机继续运转，靠聚散器来实现剪切。液压驱动比电机驱动有
33、很多好的特点，比如结构紧凑、惯性小、操作方便、调剂简单等。但因为液压剪切不能采纳飞轮，剪切进程中所消耗的能量都要通过液压系统供给，因此液压系统中利用的泵的电机容量就决定了剪切次数。为了减小电机功率，有些液压剪切设备装备了不同流量的泵，低压大流量泵用于空行程，高压小流量泵用于剪切行程。关于大型的剪板机，其剪切进程中辅助时刻长，剪切次数不高，故采纳液压驱动是比较合理的选择。可是要注意液压系统中的泄露现象、剪切时的振动、事故多和维修工作量大等问题，这会降低剪板机的靠得住性。通过对两种驱动方式的分析和比较，最后确信该横切剪剪板机采纳液压驱动方式。该设备采纳液压驱动方式有以下几点优势：a机械设备结构简单
34、、布置紧凑。在上刀架上安装有两个液压缸，可实现对上刀架的驱动，结构简单、靠得住。尤其是不用安装驱动电机、同步机构等大型零件，从而减小了设备重量。在设备进行安装和调试的时候，对安装的要求不高，如此就减小了平安隐患。而且其液压缸的体积功率比专门大，可使其布置起来有更高的灵活性，方便了设计人员进行优化。b剪切动作平稳靠得住。液压缸的动作可通过流量和压力阀组惊醒靠得住和精准的调剂，通过使其在剪切的进程中达到产品对设备的要求，比起电机驱动方式来讲，剪切进程中的功率传递环节要少，实现动作加倍平稳靠得住。另外在剪切不同的钢板时，还可对液压系统的部份参数（比如压力和流量）进行灵活的调整，实现对剪切动作的调整。
35、c液压系统能自动避免设备能力过载。当剪刃进行剪切时，驱动用的电机遇发生堵转，剪板机即是运用这一特性进行剪切工作。但如果是碰到负载过大的情形，电气系统的爱惜装置便会工作，增加了一个维修环节。而液压驱动的系统便可不能显现这种情形，它能够在负载增大超过其工作压力进行自动停止工作，实现自动爱惜。d采纳液压压板装置，能增大压板的压力，而且其系统压力能够进行调整来操纵压板的压下力，有效地提高了设备的剪切精度，一般的机械压板采纳弹簧装置，依托弹簧的压力来实现对钢板的压下，如此的装置由于结构的限制，一是压力不可能达到较大的值，二是调价压力不容易实现。设备采纳液压驱动方式的缺点及采取减小阻碍的方法如下：a剪板机
36、生产效率地。设计两分钟每次，该设备能完全知足生产要求。b油泵电动机功率比电动机传动的电动机功率大。通过对整个剪切工作制度的设计优化，电机采纳持续工作制，选用蓄能器对系统流量进行补充和平稳，稳固系统的压力，减小工作中的冲击。c液压缸同步的实现较复杂，在本剪板机中液压缸的同步通过上刀架实现机械同步，不需要另外增加同步装置。确信剪板机的剪刃通过以上的分析和比较，最终确信剪板机的结构为液压双面传动斜刃剪板机。以下对设备的机构和特点作简单介绍。设备本体结构（见图）要紧包括剪板机机架、液压缸、上刀架、压料装置、平安罩、入口台架等部件。设备毛重约为吨。剪板机机架是要紧受力部件，重约25吨，为框架势全焊接结构
37、，整个机架由钢板拼焊而成，关键的焊缝进行磁粉和超声波探伤。机架分为左右立柱、上横梁、工作台、油缸座、连接板等部件。上刀架固定安装在左右立柱上，两个剪切液压缸的油缸座固定在上横梁上，工作台的托料装置百年与板料传送。若是机架采纳铸造加工，如此会增加设备的刚性，可是同时铸造部件的重量过大，而机架的体积较大，运输和加工均不方便，将该件改成焊接件既减轻了设备的重量，又降低了设备的造价，同时通过探伤保证焊接件的质量。上刀架也是要紧受力部件，同机架一样也是焊接结构。用钢板焊接成全封锁的结构，增加了部件的刚性。上刀架由剪切液压缸的驱动，上下运动进行剪切动作，其行程由两个行程开关调剂，别离操纵液压缸的工进和快进
38、，保证安装操作并提高生产率。上剪刃采纳小倾角的剪刃，如此能保证剪切后的钢板的翘曲程度较小。图横切剪机的整体结构图压料装置安装在入口台架的上方，用来把要剪切的钢板紧压在下剪刃上，保证剪切进程的靠得住和平安；剪板机的压料装置采纳液压缸驱动，有足够的压料力，压料靠得住，而且其压力能够进行调剂。压料装置与上刀架顺序东东，只有当钢板压紧以后，上刀架然后才开始动作。后挡料装置安装在上刀架的下方，用于调剂要剪切钢板的厚度。间隙调束装置用来调剂剪刃间隙，以适应剪切不同厚度、不同材质的板料要求，以取得良好的切口质量。调剂范围在0到之间。剪板机的设计参数剪板机的要紧参数包括两大类：一是设备结构参数，即刀片尺寸（长
39、度、高度与厚度）和理论空行程次数；二是设备力能参数，即剪切力、剪切功、剪切力矩和输入功率。剪板机的生产大纲见表2-1，设备的参数按大纲的要求进行计算。剪切行程的确信剪刃行程的大小，依照能够顺利完成钢板的剪断为原那么。行程若是很小，翘头的钢板不能通过；行程太大，又会带来一系列的问题。对液压驱动的剪板机来讲，那么会使液压缸的行程加大，使液压缸的冲液时刻增加，较小剪板机的每分钟剪切次数，如此就降低了生产率。剪切行程公式如下：Hx=Hp+HL=Hp+Bmaxtg 式（2-1）Hp=H1+s+1+r 式（2-2）式中 H1 入口台架到压板下平面间的距离：一样取最大钢板厚度加上5075mm，主若是为了保证
40、其钢板翘头通过所留的余量。此处取107mm； s 上下剪刃的重叠量，可在525mm内选取。此处选25mm； 1 压板低于上剪刃的数值，以保证上剪刃不被钢板撞击。一样取525mm，此处取25mm； r 入口台架高出下剪刃的数值，用以保证下剪刃不被钢板撞击和磨损。一样可取220mm，此处取20mm； Bmax 被剪钢板的最大宽度，此处取1780mm 剪刃倾角。此处取3； H=（32+75）+25+25+20+1780tg3=剪刃行程初定为270mm。考虑到液压缸两头的缓冲行程，其行程亮度通过行程开关进行位置操纵，最终选定液压缸的行程为300mm。.剪刃尺寸的确信斜刃剪剪刃长度主若是依照钢板的最大宽
41、度确信。一样按下式选取，L=Bmax+（100300）（mm）. 式（2-3）剪刃横断面尺寸的选掏出了依照所要剪切的钢板的断面尺寸外，还要依照剪板机的公称能力来作为选择的依据，并应尽可能选用标准的剪刃以降低设备的本钱。通过度析、比较剪刃供货商的产品标准加以确认。该热轧机组生产的最大钢板为1500mm，考虑到剪切时可进行灵活操作，在一段剪刃磨损后，操作人员可将剪切位置进行适当调整，因此选取剪刃长度为1780mm。剪刃尺寸最后确信为：bhl=551801780（mm3）剪刃斜角斜刃剪剪刃倾角的大小，直接阻碍着剪切力的大小和剪切质量的好坏，倾角越大，剪切力越小，但与此同时，剪切时产生的侧向推力也越大
42、，以致被剪切的钢板可能被推出。因此，受到钢板与剪刃之间摩擦条件的限制。另外剪刃倾角的大小对剪切质量也有阻碍，当专门大时，剪切断面会产生撕裂的现象，钢板也会产生较大的变形。目前，剪板机剪刃斜角趋向于采纳较小值。为了克服剪切断面产生撕裂的危险，减小钢板被剪切后的翘曲，该剪板机采纳较小的剪刃倾角3度。如此尽管增大了剪切了，但将主液压缸在剪板上进行合理的布置，并非加大主液压缸的直径。剪切次数依照工厂提出的生产大纲要求，剪切次数定位2次/min。剪切力的计算斜刃剪板机的剪切力由三个部份组成： P=P1+P2+P3 . 式（2-4）式中 P1 纯剪切力； P2 钢板被剪掉部份的弯曲力，即被剪掉部份在剪切时
43、对上刀片沿着钢板折边曲线作用的弯曲力 P3 钢板在剪切区域内的弯曲力，在此区域内由于上刀片的压力使金属形成局部的碗形弯曲。通过理论分析、计算后，纯剪切力用下式表达： P1= . 式（2-5）考虑P二、P3后，总剪切力依照诺沙里的公式，可依照下式计算：P=b（1+Z+）=P1（1+Z+）N式（2-6）式中 Z 系数，实验研究说明此系数与被剪掉部份的钢板宽度d、钢板材料延伸率和刀片倾角等因素有关，即Z=（）= （），其转变规律如以下图所示，系数的最大值为； Y 刀片相对侧隙，即为刀片侧隙与钢板厚度h的比值， Y= 式（2-7） X 压板相对距离，即为压板中心离下刀片侧边缘C（图），与板厚h的比值 X= .式（2-8） 斜刃剪板机的剪功A等于剪切力P与刀片假定行程的乘积，即 A=Pbtan. 式（2-9） 式中 b 钢板宽度； 将产品大纲中最大的产品参数带入以上的公式，通过计算，得出斜刃剪的最大剪切力，具体参数计算剪表2-2.设备参数表 表2-2设备参数产品种类最大板厚mm强度极限Mpa延伸率剪刃间隙mm压板距离mm纯剪切分力N104刚板弯曲分力N104剪切弯曲分力N104剪切合力N104hbHP1P2P3P产品一201200230产品二26650230产品三32450230通过上表
