文档介绍：1 绪论
剪切机类型、特点以及选型:对轧件进行切头,切尾或剪切成规定尺寸的机械称为剪切机。根据剪切机刀片的形状,配置以及剪切的方式等特点,剪切机可以分为平行刀片剪切机,斜刀片剪切机,圆盘式剪切机和飞剪机三种。按驱动力来分,可以分为电动和液压两类剪切机。
平行刀片剪切机是两个刀片彼此平行。用于横向热剪初轧坯(方坯,板坯)和其它方形和矩形断面的钢坯,故又称为钢坯剪切机。有时,也用两个成型刀片来冷轧管坯及小型圆钢等。
斜刀片剪切机是有一个刀片相对于另一刀片是成某一角度倾斜布置的,一般是上刀片倾斜,其倾斜角度为1°~6°。它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,也用于剪切成束的小型钢材。
圆盘式剪切机是两个刀片均成圆盘状。用来纵向剪切运动中的钢板的边,或将钢板剪成窄条。一般均布置在连续式钢板轧机的纵切机组的作业线上。
飞剪机是剪切机刀片在剪切轧件时跟随轧件一起运动。用来横向剪切运动中的轧件(钢坯,钢板,带钢和小型型材等),一般安装在连续式轧机的轧制线上或横切机组作业线上。
2液压剪切机的设计计算
设计参数:
剪切机型式: 油压小车移动式
被剪钢坯断面尺寸: □180×180 mm×mm
□165×225 mm×mm
代表钢种: Q235-A 27SiMn
剪切温度: ≥750℃
拉坯速度: 2m/min
剪切小车及横移辊道重量:
钢坯定尺长度:
刀片计算公式:
H=h+f+q1+q2+s (2-1)
式中:H——刀片行程(指刀片的最大行程);
h——被切钢坯的断面高度,这里取h=180mm;
f——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,通常50~75,这里取 60;
q1——为了避免上刀片受钢坯冲撞,而使压板低于上刀的距离,q1=5~50mm,取q1=20mm;
s ——上下刀片的重叠量,取 s=5~20mm,这里取s=10;
q2——下刀低于辊道表面的距离,q2=5~20 mm,这里取q2=20;
故有:H=180+60+20+20+20=300mm
图2-1 平行刀片剪切机刀片行程
1-上刀;2-下刀;3-轧件;4-压板
刀片尺寸的确定
刀刃长度:
因为所设计的方坯剪切机,且属于中型剪切机(P=~),所以剪刃长度按如下公式计算:
L=(2~)bmax (2-2)
式中: L——刀刃长度,mm;
bmax——被切钢坯横断面的最大宽度,mm;取bmax=225mm;
则:L=(2~)bmax =(2~)×225=450~ mm,取L=500 mm。
刀片断面高度及宽度:
h′=(~)h (2-3)
b′=h′/(~3) (2-4)
式中:h′——刀片断面高度,mm;
h ——被切钢坯断面高度,mm;
b′——刀片断面高度,mm;
由钢坯断面尺寸: □180×180 mm×mm
□165×225 mm×mm
则:h′=(~)h =(~) ×180=117~270mm,取h′=210mm
b′= h′/(~3)=70~84mm;取b′=70mm
最后根据表8-2(《轧钢机械》(第三版)P259)
剪切刀片的尺寸最后确定为:
b′×h′×L=70×210×800
由(表8-2)确定的热钢坯剪切机基本参数。如下表:
表2-1热轧剪切机基本参数
最大剪切力
MN
刀片行程
mm
刀刃长度
㎜
刀片断面尺寸
㎜
理论空行程次数
次/min
300
300
70×210
12~16
剪切机的每分钟理论空行程次数代表了剪切机的生产率。理论空行程次数的提高受到电动机功率和剪切机结构形式的限制。理论剪切次数是指每分钟内剪刃能够不间断的上下运动的周期次数。因此,实际剪切次数小于理论空行程次数。依据设计要求和《轧钢机械》(第三版)P259 表8-2,选择理论空行程次数为:12~16次/min。
剪切机能力参数计算
剪切过程分析
轧件的整个剪切过程可氛围两个阶段,即刀片压入金属与金属滑移。压入阶段作用在轧件的力,如图2-2所示。
图2-2 轧件的剪切过程
当刀片压入金属时,上下刀片对轧件的作用力P组成力矩Pa,此力矩是轧件沿图方向转动,而上下刀片侧面对轧件的作用力T组成的力矩Tc 将力图阻止轧件的转动,随着刀片的逐渐压入,轧件转动角度不断增大,当转过一个角度γ后便停止转动,此时力矩平衡,即Pa=Tc。