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第 44 頁(yè)
圓盤(pán)剪切機(jī)設(shè)計(jì)
1.緒論
1.1選題的背景和目的
剪切機(jī)有各種類型，平刃剪、斜刃剪、圓盤(pán)剪和飛剪。平刃剪用于剪切方坯，斜刃剪用于剪切板材，而圓盤(pán)剪廣泛用于縱向剪切厚度小于20~30毫米的鋼板及薄帶鋼。而飛剪用于剪切運(yùn)動(dòng)著的軋件，其剪刃有平刃、斜刃和圓盤(pán)式飛剪。
圓盤(pán)式剪切機(jī)由于刀片是旋轉(zhuǎn)的圓盤(pán)，因而可連續(xù)縱向剪切運(yùn)動(dòng)鋼板和帶鋼。圓盤(pán)式剪切機(jī)通常設(shè)置在精整作業(yè)線上用于將運(yùn)動(dòng)著的鋼板縱向邊緣切齊和剪切或者切成窄帶鋼，根據(jù)其用途可分為剪切板邊的圓盤(pán)剪和剪切帶鋼的圓盤(pán)剪。
剪切板邊的圓盤(pán)剪，每個(gè)圓盤(pán)刀片均以懸臂的形式固定在單獨(dú)傳動(dòng)的軸上，刀片的數(shù)目為兩對(duì)。這種圓盤(pán)剪用于厚板精整加工線。板卷的橫切機(jī)組和連續(xù)酸洗機(jī)組等作業(yè)線。剪切帶鋼的圓盤(pán)剪用于板卷的縱切機(jī)組，連續(xù)退火和渡鋅機(jī)組等作業(yè)線上。將板卷切成窄帶鋼，作為焊管坯料和車圈的坯料等。這種圓盤(pán)剪的刀片數(shù)目是多對(duì)的，一般刀片都固定在兩根公用的運(yùn)動(dòng)軸上，也有少數(shù)的圓盤(pán)刀片是固定在獨(dú)立的傳動(dòng)軸上的。
這次選圓盤(pán)式剪切機(jī)作為設(shè)計(jì)題目是在對(duì)1700橫切機(jī)組的調(diào)研的背景下進(jìn)行的。1700橫切機(jī)組使用多年，其中圓盤(pán)剪使用過(guò)程中存在一些問(wèn)題。該廠對(duì)該剪切機(jī)也進(jìn)行了多次改造。圓盤(pán)剪使用過(guò)程中傳動(dòng)系統(tǒng)精度底，徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)和刀片側(cè)向調(diào)整精度低，迫切要求更新和改造設(shè)計(jì)。
這次設(shè)計(jì)的目的就是通過(guò)設(shè)計(jì)對(duì)主軸傳動(dòng)系統(tǒng)，刀片側(cè)向調(diào)整機(jī)構(gòu)，特別是各個(gè)機(jī)構(gòu)中的傳動(dòng)部分進(jìn)行設(shè)計(jì)。通過(guò)設(shè)計(jì)過(guò)程掌握?qǐng)A盤(pán)剪單體機(jī)械設(shè)備的設(shè)計(jì)方法，使所學(xué)的理論知識(shí)和實(shí)際結(jié)合起來(lái)，提高設(shè)計(jì)能力，獨(dú)立分析能力和繪圖技術(shù)，進(jìn)行規(guī)范化的的訓(xùn)練為今后的工作打下有力的基礎(chǔ)。
1.2 圓盤(pán)式剪切機(jī)國(guó)內(nèi)外的發(fā)展現(xiàn)狀
圓盤(pán)剪切機(jī)有下列幾個(gè)機(jī)構(gòu)組成：刀盤(pán)旋轉(zhuǎn)傳動(dòng)系統(tǒng)，刀盤(pán)徑向調(diào)整和刀片的側(cè)向調(diào)整，剪切寬度的調(diào)整等。剪切寬度的調(diào)整實(shí)際上就是對(duì)機(jī)架的距離調(diào)整。
早期圓盤(pán)式剪切機(jī)速度較低，圓盤(pán)式剪切機(jī)刀片旋轉(zhuǎn)是用電機(jī)通過(guò)齒輪傳動(dòng)，以及和萬(wàn)向連接軸來(lái)實(shí)現(xiàn)的。刀盤(pán)徑向間隙調(diào)整用電機(jī)通過(guò)蝸桿蝸輪傳動(dòng)是偏心套轉(zhuǎn)動(dòng)來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而刀片側(cè)向間隙是 用手動(dòng)通過(guò)蝸輪傳動(dòng)使刀片軸軸向移動(dòng)來(lái)完成的。
隨著生產(chǎn)的發(fā)展，圓盤(pán)式剪切機(jī)剪切速度在逐漸提高，由于受到碎邊機(jī)的限制，現(xiàn)在大型圓盤(pán)剪切機(jī)的剪切速度通常為0.4米/秒。目前圓盤(pán)式剪切機(jī)裝在橫切機(jī)組上，剪切厚度為0.6~2.5毫米，寬度為700~1500毫米。帶鋼剪切速度達(dá)到1~3m/s。刀片傳動(dòng)通過(guò)減速機(jī)和4個(gè)相同尺寸的齒輪同時(shí)傳動(dòng)兩對(duì)刀片。為保證刀片同步，4個(gè)齒輪組成相當(dāng)于連桿機(jī)構(gòu)，使齒輪傳動(dòng)的中心距不變，提高了齒輪傳動(dòng)精度，為調(diào)整上刀片徑向間隙，上刀片軸承座可沿機(jī)架滑道上下移動(dòng)。滑座移動(dòng)用針齒擺線減速機(jī)，它體積小速比大調(diào)整精度高。刀片軸向距離調(diào)整也采用針齒擺線減速機(jī)驅(qū)動(dòng)絲桿和螺母來(lái)實(shí)現(xiàn)的，為了提高傳動(dòng)精度，傳動(dòng)系統(tǒng)增加了測(cè)速裝置，進(jìn)行主傳動(dòng)速度調(diào)整。
圓盤(pán)剪后設(shè)置碎邊剪，將剪切下來(lái)的板邊剪成碎段送到下面的滑槽中，也可對(duì)剪下來(lái)的薄板邊用卷取機(jī)卷起來(lái)，然后停車卸卷。為了使切下來(lái)的板邊的鋼板平直，在出圓盤(pán)剪時(shí)切邊應(yīng)向下彎曲，現(xiàn)在采用上刀片軸相對(duì)下刀片軸移動(dòng)一個(gè)不大的距離或者上刀片直徑比下刀片直徑小一些來(lái)實(shí)現(xiàn)見(jiàn)圖1.1。
圖1.1 使鋼板保持水平位置的方法
目前，各國(guó)都在研究擴(kuò)大圓盤(pán)剪的剪切范圍，有的國(guó)家已經(jīng)采用兩臺(tái)連續(xù)圓盤(pán)剪，剪切厚度為10毫米的鋼板，第一臺(tái)圓盤(pán)剪切入板厚的5%~10%，緊接著由第二臺(tái)圓盤(pán)剪將鋼板全部切斷，見(jiàn)圖1.2。
在冷軋橫切機(jī)組上采用不帶驅(qū)動(dòng)裝置的圓盤(pán)剪，其圓盤(pán)剪刀片的傳動(dòng)是由帶有一定張力的被剪切的帶鋼來(lái)帶動(dòng)實(shí)現(xiàn)拉剪方式。
分條圓盤(pán)剪為了提高工作效率，從而采用了兩套機(jī)架，輪流使用，整體更換使設(shè)備的維修性提高，但投資費(fèi)用大。
1.3 圓盤(pán)剪切機(jī)研究的內(nèi)容和方法
1.3.1圓盤(pán)剪切機(jī)在機(jī)組的布置和作用
1、熱軋鋼板精整機(jī)組
熱軋鋼板精整機(jī)組示意圖如圖1.3所示
圖1.2 雙重圓盤(pán)剪示意圖
1. 運(yùn)輸輥道 2. 前斜刃剪 3. 后斜刃剪 4. 圓盤(pán)剪 5.碎邊機(jī)
圖1.3 熱軋鋼板精整機(jī)組示意圖
熱軋鋼板冷卻后由運(yùn)輸輥道運(yùn)輸?shù)胶笮比屑暨M(jìn)行切頭，然后送到圓盤(pán)剪切邊，在
達(dá)到一定寬度要求后送到冷床。切下的邊由碎邊機(jī)剪切成小段后運(yùn)走。為滿足鋼板的
長(zhǎng)度要求，再由輥道運(yùn)回前斜刃剪，加工成一定的尺寸長(zhǎng)度。
圓盤(pán)剪的作用是剪切鋼板寬度尺寸，即去掉兩邊并切齊滿足寬度要求。
2、1700橫切機(jī)組
1700橫切機(jī)組的布置見(jiàn)圖1.4所示。
由吊車將鋼卷吊來(lái)放到鏈?zhǔn)絺魉蜋C(jī)上進(jìn)入拆卷機(jī)拆卷，由伸直機(jī)將板頭伸直，由下切剪切頭后經(jīng)17輥矯直機(jī)初矯后到圓盤(pán)剪進(jìn)行切邊，再送入1700矯直機(jī)進(jìn)行膠直，最后由飛剪組合控制剪切帶鋼的長(zhǎng)度，帶鋼連續(xù)運(yùn)行切斷，由涂油機(jī)經(jīng)給料輥進(jìn)入磁力輥
1. 拆卷機(jī) 2. 伸直機(jī) 3. 下切剪 4. 17輥矯直機(jī) 5. 圓盤(pán)剪
6. 17輥矯直機(jī) 7. 飛剪機(jī) 8. 涂油機(jī) 9. 給料機(jī) 10. 垛板臺(tái)
圖1.4 1700橫切機(jī)組示意圖
道（或磁性皮帶）送到垛板臺(tái)上落下垛起，當(dāng)達(dá)到一定高度后由吊車運(yùn)走。圓盤(pán)剪的作用就是將矯直后的帶鋼連續(xù)切邊，并使其達(dá)到一定寬度要求，再送到飛剪機(jī)連續(xù)剪切到要求的長(zhǎng)度尺寸。
3、1700冷縱剪切機(jī)組
1700冷縱剪切機(jī)組布置見(jiàn)圖1.5所示。
1. 拆卷機(jī) 2. 伸直機(jī) 3. 下切剪 4. 給料機(jī)
5. 圓盤(pán)剪切機(jī) 6. 卷邊機(jī) 7. 風(fēng)動(dòng)分離盤(pán) 8. 分卷卷取機(jī)
圖1.5 1700冷縱剪切機(jī)組示意圖
縱剪就是將鋼板破成窄條。
鋼卷由吊車吊到拆卷機(jī)處拆卷，將頭伸直經(jīng)下剪切頭由給料機(jī)送到圓盤(pán)剪切縱切后
切成窄條，給風(fēng)動(dòng)分離盤(pán)，由分卷取機(jī)卷成窄帶卷，卸卷后由吊車吊走送入成品庫(kù)。切下的帶鋼邊，由板卷機(jī)卷成卷，卸下后送走。
圓盤(pán)剪切機(jī)的作用是將冷軋成卷帶鋼切成窄條，并卷成窄帶鋼卷。其窄帶鋼卷的寬度由刀盤(pán)軸定位環(huán)調(diào)整，使刀盤(pán)之間位置變化。
1.3.2 圓盤(pán)剪切機(jī)的類型和特點(diǎn)
圓盤(pán)剪切按用途分為剪切板邊圓盤(pán)剪和剪切帶鋼縱切圓盤(pán)剪。
1、剪切板邊的圓盤(pán)剪
熱軋鋼板圓盤(pán)剪，剪切厚度小于20毫米，徑向調(diào)整采用偏心套，同步齒輪與刀片軸用萬(wàn)向連接軸傳動(dòng)。
熱軋鋼板圓盤(pán)剪的另一種類型，剪切厚度在40~50毫米，采用二架圓盤(pán)剪同時(shí)剪切，第一架切入一定的深度后第二架圓盤(pán)剪再將其完全切斷。
冷軋帶鋼圓盤(pán)剪，剪切厚度0.5~2.5毫米之間，徑向調(diào)整移動(dòng)上刀盤(pán)同步齒輪采用四連桿機(jī)構(gòu)。有的冷軋帶鋼圓盤(pán)剪采用測(cè)速裝置，使剪切精度更準(zhǔn)確。
冷軋帶鋼圓盤(pán)剪的另一中類型，刀盤(pán)不帶驅(qū)動(dòng)，而是利用帶鋼拉著剪切。
2、 剪切帶鋼縱切圓盤(pán)剪
縱切圓盤(pán)剪將帶鋼連續(xù)破條剪切，采用多對(duì)刀盤(pán)，刀盤(pán)軸傳動(dòng)有兩種：一種是集中驅(qū)動(dòng)，另一種刀盤(pán)軸分別驅(qū)動(dòng)。
1.3.3 圓盤(pán)剪切機(jī)設(shè)計(jì)內(nèi)容和方法
1、通過(guò)靠工廠調(diào)研，了解同類圓盤(pán)剪生產(chǎn)中存在的問(wèn)題，查閱相關(guān)資料掌握?qǐng)A盤(pán)剪的發(fā)展現(xiàn)狀。
2、制定圓盤(pán)剪設(shè)計(jì)方案，在認(rèn)真研究，有創(chuàng)新和改進(jìn)，方案合理，并進(jìn)行方案評(píng)述。
3、進(jìn)行設(shè)計(jì)計(jì)算，保證機(jī)件強(qiáng)度和剛度，計(jì)算公式采用要有依據(jù)。
4、畫(huà)出總圖，部分部件圖和零件圖，利用計(jì)算機(jī)繪圖。
5、對(duì)設(shè)計(jì)中控制系統(tǒng)提出要求，選擇潤(rùn)滑方法。
6、試車方法和維修技術(shù)，保證維修方便。
7、對(duì)設(shè)備進(jìn)行經(jīng)濟(jì)分析和評(píng)價(jià)，降低設(shè)計(jì)成本。
2. 設(shè)計(jì)方案的選擇和方案評(píng)述
按給定的設(shè)計(jì)參數(shù)，設(shè)計(jì)題目是1700橫切機(jī)組的圓盤(pán)式剪切機(jī)有兩中類型，一種
是一般的切邊圓盤(pán)剪。有的設(shè)有測(cè)速電機(jī)，另一種靠帶鋼拉動(dòng)圓盤(pán)剪刀進(jìn)行剪切稱為拉剪。
設(shè)計(jì)方案選擇設(shè)有增速機(jī)構(gòu)的圓盤(pán)剪，其結(jié)構(gòu)示意圖如圖2.1所示。
1. 帶電機(jī)擺線針輪減速器 2. 徑向調(diào)整減速機(jī) 3. 調(diào)整絲桿 4. 刀盤(pán)
5. 離合器 6. 增速機(jī)構(gòu) 7. 減速機(jī) 8. 電機(jī) 9.10.11.12 同步齒輪
13. 刀盤(pán)側(cè)向間隙調(diào)整裝置 14. 機(jī)座移動(dòng)機(jī)構(gòu) （寬度調(diào)整機(jī)構(gòu)）
圖2.1 圓盤(pán)剪結(jié)構(gòu)示意圖
該圓盤(pán)剪裝在橫切機(jī)組上，用來(lái)剪切厚度為0.6~2.5毫米，寬度為700~1500毫米的帶鋼。剪刃線速度為1~3米/秒。
主傳動(dòng)由電機(jī)8通過(guò)減速機(jī)7同時(shí)傳動(dòng)兩對(duì)刀盤(pán)，上刀盤(pán)與齒輪9相連，下刀盤(pán)與齒輪10相連，齒輪9、11，12之間用連桿相連，以保證各齒輪中心距不變。因此在調(diào)整刀盤(pán)徑向間隙（調(diào)整上刀盤(pán)位置）各齒輪能很好的嚙合，刀盤(pán)側(cè)向間隙調(diào)整，轉(zhuǎn)動(dòng)手輪使螺紋套筒旋出使下刀盤(pán)做軸向移動(dòng)調(diào)整間隙很小，調(diào)整好在鎖緊。
刀盤(pán)徑向調(diào)整通過(guò)帶電機(jī)的減速機(jī)1，調(diào)整減速機(jī)2，及調(diào)整螺絲帶動(dòng)上刀盤(pán)軸的軸承座沿著架體內(nèi)滑道上下移動(dòng)。
在剪切機(jī)下部設(shè)置機(jī)架橫移機(jī)構(gòu)，由電機(jī)通過(guò)行星減速機(jī)傳動(dòng)左右兩端螺紋方向相反的絲桿，由固定機(jī)架的螺母帶動(dòng)機(jī)架沿著導(dǎo)軌作相同或者相反移動(dòng)從而達(dá)到調(diào)整帶鋼寬度的目的。
該設(shè)計(jì)方案做下列改進(jìn)：其一,徑向間隙調(diào)整比偏心套調(diào)整可靠利用連桿機(jī)構(gòu)比萬(wàn)向接軸精度高。其二，側(cè)向間隙調(diào)整增加自鎖裝置，安全可靠。其三，寬度調(diào)整采用行星齒輪減速機(jī)比蝸桿減速機(jī)效率高占地空間小。最后增加了測(cè)速機(jī)構(gòu)，為電機(jī)提供信號(hào)，為電機(jī)達(dá)到精確的轉(zhuǎn)速提供的保障，從而使整機(jī)更完善。
由以上所述方案是比較好的，并且可行的。
3. 電機(jī)容量的計(jì)算
3.1 定性選電機(jī)
電動(dòng)機(jī)分交流電動(dòng)機(jī)和直流電動(dòng)機(jī)兩種，由于直流電動(dòng)機(jī)需要直流電源，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜 價(jià)格較高，維護(hù)比較不便等缺點(diǎn)，因此無(wú)特殊要求是不宜采用。
冶金行業(yè)生產(chǎn)單位一般為三相交流電源，因此，應(yīng)選用交流電動(dòng)機(jī)，同時(shí)交流電動(dòng)機(jī)又分為異步電動(dòng)機(jī)和同步電動(dòng)機(jī)兩類，我國(guó)新設(shè)計(jì)的Y系列三相籠型異步電動(dòng)機(jī)屬于一般用途的全封閉自扇冷電動(dòng)機(jī)，其具有以下優(yōu)點(diǎn)：
1、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，工作可靠，價(jià)格低廉，維護(hù)方便；
2、適用于不易然，不易爆，無(wú)腐蝕性氣體和無(wú)特殊要求的機(jī)械上；
3、由于起動(dòng)性能較好，也適用與某些要求起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高的機(jī)械。
所設(shè)計(jì)圓盤(pán)剪切機(jī)已知原始數(shù)據(jù)：
剪切帶鋼速度 V=1~3 m/s, 取3 m/s;
剪切帶鋼強(qiáng)度 ≤600 MPa 取600 MPa；
剪切帶鋼厚度 h=0.5~2.5 mm；
剪切帶輪寬度 B=700~1500 mm；
剪刃的擺動(dòng)不超過(guò) 0.1 mm， 不平行度0.01 mm；
上下剪刀的側(cè)間隙 0.05 mm， 重疊度S=0~0.3 mm。
由于圓盤(pán)剪切機(jī)屬于一般冶金機(jī)械設(shè)備，無(wú)特殊要求，連續(xù)工作時(shí)間長(zhǎng)，要求起動(dòng)性能好，起動(dòng)轉(zhuǎn)矩較高，故選擇交流異步電動(dòng)機(jī)Y系列。
3.2 選擇電動(dòng)機(jī)的容量
1、圓盤(pán)刀片尺寸 圓盤(pán)刀片尺寸包括圓盤(pán)刀片直徑D及其厚度。圓盤(pán)刀片直徑D主
要決定于鋼板厚度h，查文獻(xiàn)[1，295]，其計(jì)算公式為：
（3.1）
上式中的最大咬入角，一般取為~。值也可以根據(jù)剪切速度V來(lái)選取，同時(shí)當(dāng)咬入角=~時(shí)，我們可以引用一個(gè)經(jīng)驗(yàn)公式，圓盤(pán)刀盤(pán)直徑通常在下列范圍內(nèi)選取
D=(40~125)h (3.2)
帶入數(shù)值計(jì)算得：
D=1252.5=312.5 mm
圓盤(pán)刀片厚度一般取為
(3.3)
帶入數(shù)值計(jì)算得：
mm
同時(shí)根據(jù)表[1.表8-13]一般圓盤(pán)刀片直徑、厚度與被剪切帶材厚度的關(guān)系，可取的各數(shù)值：D=270 mm、=20 mm，為了保證剪切力及刀片的強(qiáng)度和使用壽命，我們?nèi)?30 mm。
2、上下刀盤(pán)的側(cè)間隙 我們?nèi)☆A(yù)定值0.05 mm。
3、剪切速度V 我們?nèi)☆A(yù)定值3 m/s。
4、剪切力與剪切功率
作用在一個(gè)刀片上的總的剪切力是由兩個(gè)分力所組成的，即
式中 —純剪切力；
—鋼板被剪掉部分的彎曲力；
式中 —作用在接觸弧AB水平投影單位長(zhǎng)度上的剪切力。
由相對(duì)切入深度知
微分后得
所以純剪切力為
式中的值可利用平行剪單位功數(shù)據(jù)。
在圓盤(pán)剪上冷剪時(shí)，值可按下面公式計(jì)算
=120
式中取系數(shù)，為金屬材料延伸率，查手冊(cè)取20%。
所以
N
查文獻(xiàn)[1，297]總剪切力的計(jì)算公式為
(3.4)
N
考慮到刀刃磨鈍的影響，增大15%~20%，這里取增大20%。
N
圓盤(pán)剪上的剪切力可根據(jù)作用在刀片上的力矩來(lái)確定。在上下刀片直徑，速度相等而且都驅(qū)動(dòng)時(shí)，則與簡(jiǎn)單軋制情況相似，合力P垂直作用在刀片上，這時(shí)轉(zhuǎn)動(dòng)一對(duì)刀盤(pán)所需之力矩為
(3.5)
Nm
而驅(qū)動(dòng)圓盤(pán)剪的總力矩為
式中 n —刀片對(duì)數(shù)
M2—一對(duì)刀片軸上的摩擦力矩，，其中為刀片軸軸頸的直徑，這里
取=170mm，為刀片軸承處的摩擦系數(shù)，查手冊(cè)取0.004。
所以總的力矩為
=544.11 Nm
查文獻(xiàn)[1，298]圓盤(pán)剪電動(dòng)機(jī)功率可按下式確定
(3.6)
式中 —考慮刀片與鋼板間摩擦系數(shù)，=1.1~1.2；
—鋼板運(yùn)動(dòng)速度，m/s；
—傳動(dòng)系統(tǒng)效率，=0.93~0.95。
代入數(shù)據(jù)后
=15.6 KW
3.3 確定轉(zhuǎn)速
根據(jù)以上計(jì)算所得數(shù)據(jù)，查找專業(yè)手冊(cè)，選取合適電機(jī)。容量相同的同類型的
電動(dòng)機(jī)，有幾種不同的轉(zhuǎn)速系列，此種情況下我們綜合考慮，分析比較電動(dòng)機(jī)及傳動(dòng)
裝置的性能、尺寸、重量和價(jià)格等因素，再考慮到機(jī)械在實(shí)際中的運(yùn)轉(zhuǎn)，他的可靠性與
電機(jī)相連接的減速機(jī)，以及以后的發(fā)展，適當(dāng)?shù)脑黾与姍C(jī)功率，最后選同步轉(zhuǎn)速1500r/min
的電動(dòng)機(jī)。綜上，選取電機(jī)型號(hào)為：Y180L—4，其主要性能見(jiàn)表3.1
表3.1 電機(jī)主要性能參數(shù)表
型號(hào)
額定功率
/kW
轉(zhuǎn)速
/(r/min)
電流
/A
效率
（%）
重量
/kg
Y180L—4
22
1470
42.5
91.5
2.2
190
3.4 電動(dòng)機(jī)的校核
電機(jī)的校核主要是針對(duì)電機(jī)的過(guò)載能力校核。
過(guò)載能力是指電動(dòng)機(jī)負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，可以在短時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)的電流或轉(zhuǎn)矩的允許倍
數(shù)，對(duì)不同類型的電動(dòng)機(jī)不完全一樣，對(duì)異步電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)，校核其過(guò)載能力時(shí)即最大轉(zhuǎn)矩倍數(shù)時(shí)，要考慮到交流電網(wǎng)電壓可能向下波動(dòng)10%~15%，因此，最大轉(zhuǎn)矩按（0.81~0.72）來(lái)考慮，他應(yīng)該比負(fù)載最可能出現(xiàn)的最大轉(zhuǎn)矩大。
齒輪轉(zhuǎn)速： =
=
=212.3 r/min
其中： d—齒輪的分度圓直徑，單位：mm
負(fù)載最大轉(zhuǎn)矩：
=272.06 Nm
傳動(dòng)比
=
=6.92
粗略計(jì)算電動(dòng)機(jī)的最大轉(zhuǎn)矩
=
=40.35 Nm
由電動(dòng)機(jī)的參數(shù)可知 .2
(3.7)
=
=142.63 Nm
其中—電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，單位： r/min
所以
=226.40 Nm >40.35 Nm =
故安全。
4. 主要零件強(qiáng)度計(jì)算校核
4.1 齒輪的計(jì)算與校核
4.1.1齒輪的計(jì)算
1、材料： 鋼
表面處理：調(diào)質(zhì)處理 HB 228 ~ 269
2、機(jī)械性能：查文獻(xiàn)[2，表3.2-42]可知：
=980 MPa =835 MPa
3、齒輪參數(shù)：模數(shù)m=5 齒數(shù)=47 分度圓直徑=235 mm
壓力角 =1 =0.25
=225 mm =245 mm =10mm B=80 mm
與之嚙合的齒輪齒數(shù) =60
4、齒輪受力分析
齒輪傳動(dòng)一般均加以潤(rùn)滑，嚙合輪齒間的摩擦力通常很小，計(jì)算輪齒受力時(shí)，可不予考慮。從作用力來(lái)說(shuō)，沿嚙合線作用在齒面上的法向載荷垂直于齒面，為了計(jì)算方便，一般將法向載荷在節(jié)點(diǎn)P處分解為兩個(gè)相互垂直的分力，即圓周力與徑向力，如圖4-1，由此得：
式中：—小齒輪傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位為N·mm；
—小齒輪的節(jié)圓直徑，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪即為分度圓直徑，單位為mm；
—嚙合角，對(duì)標(biāo)準(zhǔn)齒輪，=°。
4.1.2 按接觸疲勞強(qiáng)度校核
齒輪在工作齒面發(fā)生的失效較多，如齒面磨損、點(diǎn)蝕、膠合等。所以對(duì)齒輪進(jìn)行接
圖4-1 齒輪受力分析
觸疲勞強(qiáng)度計(jì)算是必須的，下面首先按接觸疲勞強(qiáng)度校核。
查文獻(xiàn)[3，199]其計(jì)算公式為：
(4.1)
其中：
—齒面接觸應(yīng)力，單位： MPa
—齒面許用接觸應(yīng)力，單位：MPa
—載荷系數(shù)
—齒輪所受切向力，單位：N
—齒寬，單位：mm
—齒輪分度圓直徑，單位：mm
—齒數(shù)比
—區(qū)域系數(shù)
—彈性影響系數(shù)，單位： MPa
1、求齒面接觸應(yīng)力
(1)求
= (4.2)
其中：
—使用系數(shù)
—?jiǎng)虞d系數(shù)
—齒向載荷分配系數(shù)
—齒面載荷分配系數(shù)
根據(jù)文獻(xiàn)[3，表10-2]可查得：=1.5；
[3，圖10-8]根據(jù)v=3m/s可查得：=1.18；
[3，表10-3]可查得：==1.2；
[3，表10-4]可查得：
=1.15+0.18（1+0.6）+0.31
其中 ===0.1159
=1.15+0.18（1+0.60.1159）0.11590.31
=1.15
再根據(jù)=8 查[3，圖10-13]可得：=1.16;
所以： =
=
=2.44
(2)
=272.06 Nmm
=
=
=2315 N
=2315
=843 N
=2463 N
(3) u=
=
=1.27
(4)根據(jù)齒輪材料查文獻(xiàn)[3，表10-6]可得：
=188 MPa
(5) =
=
=2.5
所以：
=
=344.52 MPa
2、求許用應(yīng)力
= (4.3)
其中： —為接觸疲勞安全系數(shù)，可取=1；
—為壽命系數(shù)；
—齒輪接觸疲勞極限，單位：MPa；
(1)求
齒輪應(yīng)力循環(huán)次數(shù) =60
=60212.312036524
=次
查文獻(xiàn)[3，圖10-19]可得：=0.93
(2)求
根據(jù)材料查文獻(xiàn)[3，圖10-21(續(xù))]可得：
=860 MPa；
所以 =
=0.93=799.80 MPa
3、校核
顯然，=799.80 MPa >344.52 MPa =，故安全。
4.1.3 按彎曲疲勞強(qiáng)度校核
查文獻(xiàn)[3，197] = (4.4)
其中：
—齒輪齒根彎曲應(yīng)力，單位：MPa
—齒輪彎曲疲勞許用應(yīng)力，單位：MPa
—齒輪模數(shù)
—齒輪系數(shù)
—應(yīng)力校正系數(shù)
1、求齒輪齒根彎曲應(yīng)力
=
(1)根據(jù)=47查文獻(xiàn)[3，表10-5] 采用插值法求得：
=2.33
=1.69
(2)
1.51.181.21.16
2.46
所以： =
= 56.06 MPa
2、求齒輪彎曲疲勞許用應(yīng)力
= (4.5)
式中：
—彎曲疲勞強(qiáng)度安全系數(shù)，取=1.5
—壽命系數(shù)
—齒輪彎曲疲勞極限，單位：MPa
(1)求
根據(jù)應(yīng)力循環(huán)次數(shù)N=查文獻(xiàn)[3，圖10-18]可得：
=0.83
(2)求
根據(jù)文獻(xiàn)[3，圖10-20(完)d]可得：
=700 MPa
所以 =
=0.83
=386.4 MPa
3、校核
顯然，=386.4 MPa >56.06 MPa =，故安全。
4.2 傳動(dòng)軸的強(qiáng)度校核計(jì)算
刀盤(pán)的力主要集中在刀盤(pán)軸上，且刀盤(pán)軸所承受的轉(zhuǎn)距最大，因此對(duì)刀盤(pán)軸進(jìn)行計(jì)算校核是十分有必要的。
4.2.1軸的材料及其機(jī)械性能
1、材料： 鋼
表面處理：調(diào)質(zhì)處理 HB 228 ~ 269
2、機(jī)械性能：查文獻(xiàn)[2，表3.2-42]可知：
=980 MPa =835 MPa
由文獻(xiàn)[3，表15-1]可查得：
275 MPa
=155 MPa
4.2.2 軸上零件布置及基本參數(shù)
1、擬定軸上零件的布置方案
根據(jù)軸上齒輪、軸承、軸承蓋等零件的裝配方向、順序和相互關(guān)系，軸上零件的布置方案如圖4-2(a)所示；
2、軸的基本數(shù)據(jù)：
轉(zhuǎn)速 == =212.3 r/min。
圖4-2(a) 軸的主要尺寸及軸上零件布置圖
4.2.3 按彎扭合成進(jìn)行軸的強(qiáng)度校核
1、軸的結(jié)構(gòu)及尺寸，如圖4-2(b)所示；
2、對(duì)軸進(jìn)行受力分析與強(qiáng)度校核計(jì)算
(1)軸的驅(qū)動(dòng)力矩：
驅(qū)動(dòng)一對(duì)刀盤(pán)的力矩為 M=544.11 NM
=544110 N·mm
一根刀盤(pán)軸上的轉(zhuǎn)矩為 T==272055 N·mm
(2)求與此軸配合的齒輪上的作用力
=
=
=2315 N
=2315
=843 N
(3)計(jì)算軸在軸承處所受的支反力
垂直面內(nèi)的支反力： =
=
=392.4 N
=
=
=450.6 N
水平面內(nèi)的支反力：
=
=1077.5 N
=
=1237.5 N
(4)計(jì)算彎矩
垂直面內(nèi)：
mm
392.4294
115.8 N·m
水平面內(nèi)：
1077.5294
316.8 N·m
總彎矩：
337.3 N·m
圖4-2 軸的載荷分析圖
(5)作彎矩圖如圖4-2(d)、(f)、(g)；
作轉(zhuǎn)矩圖如圖4-2(h)。
(6)校核軸的強(qiáng)度
根據(jù)軸的結(jié)構(gòu)圖以及彎矩和轉(zhuǎn)矩圖可以看出截面C是軸的危險(xiǎn)截面，故選截面C作彎扭合成強(qiáng)度校核計(jì)算，查文獻(xiàn)[3，365] 按第三強(qiáng)度理論有：
= (4.6)
式中：
— 軸的計(jì)算應(yīng)力，單位：MPa
—軸所受彎矩，單位： N·mm
—軸所受轉(zhuǎn)矩，單位：N·mm
—軸的抗彎截面系數(shù)，單位：mm
—扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為靜應(yīng)力時(shí)，取0.3
所以
2.47 MPa
查文獻(xiàn)[2，表38.1-1]得：
=213 MPa
故<，即安全。
4.2.4 按疲勞強(qiáng)度進(jìn)行精確校核
查文獻(xiàn)[3，365] (4.7)
其中：
—軸的計(jì)算安全系數(shù)
—只考慮彎曲和軸向力時(shí)的安全系數(shù)
—只考慮扭矩時(shí)的安全系數(shù)
—軸的設(shè)計(jì)安全系數(shù)
(1)軸的結(jié)構(gòu)和裝配圖，如圖4-2(a)：
(2)判斷危險(xiǎn)截面
軸上分布有鍵槽、軸肩及過(guò)渡配合所引起的應(yīng)力集中均將削弱軸的疲勞強(qiáng)度，同時(shí)有存在軸徑的變化，但綜合考慮個(gè)截面出的配合及軸所受的彎矩，發(fā)現(xiàn)D、E、F、G、H幾個(gè)截面比較危險(xiǎn)，其中H面受到的集中力最大，而E面受到的合成力矩最大，最后選取E面進(jìn)行校核，E面右側(cè)軸徑比左側(cè)大，所以只需校核E面的左側(cè)。
(3)截面E左側(cè)
抗彎截面系數(shù)：
0.1
0.1
156090 mm
抗扭截面系數(shù)：
0.2
0.2
312180 mm
彎矩及彎曲應(yīng)力為：
=294 mm =60 mm
337.3
2.68 N·mm
=
=1.72 MPa
扭矩及扭轉(zhuǎn)切應(yīng)力為：
=272055 N·mm
=
=
=0.875 MPa
由前面軸材料的機(jī)械特性有：
=640 MPa =355 MPa
=275 MPa =155 MPa
過(guò)盈配合處值由文獻(xiàn)[3，附表3-8]用插入法可求得：
=2.52
并取=0.8，故有：
0.8
0.82.52
2.016
軸經(jīng)磨削加工，由文獻(xiàn)[3，附圖3-4]得表面質(zhì)量系數(shù)為：
軸未經(jīng)表面強(qiáng)化處理，既表面強(qiáng)化系數(shù)：
1
故得綜合系數(shù)為：
+
2.70
2.20
又由文獻(xiàn)[3，§3—1及§3—2]可知，碳鋼的特性系數(shù)：
=0.1~0.2 取=0.1
=0.05~0.1 取=0.05
又根據(jù)文獻(xiàn)[3，366],軸在截面L左側(cè)的安全系數(shù)為：
(4.8)
59.2
(4.9)
80.5
(4.10)
47.1
安全系數(shù)值S由文獻(xiàn)[3，336]根據(jù)軸材料均勻性及軸的直徑為112mm，可查得：
S=1.5
即>>S，故該軸在截面L右側(cè)的強(qiáng)度也是足夠的。
4.3 軸承的選取及校核
由于圓盤(pán)剪切機(jī)刀盤(pán)在對(duì)鋼板進(jìn)行剪切的時(shí)候，很大的徑向力，同時(shí)要對(duì)刀盤(pán)間隙進(jìn)行調(diào)整，這樣刀盤(pán)軸就要受到軸向力了。由此看刀盤(pán)軸受力十分復(fù)雜，所以對(duì)軸承的選取十分有必要的。
4.3.1 根據(jù)工作條件選取軸承類型
如果僅按軸承用于承受的外載荷不同來(lái)分類時(shí)，滾動(dòng)軸承可以概括的分為向心軸承、推力軸承、向心推力軸承這三大類，具體說(shuō)來(lái)，主要承受徑向載荷的軸承叫做向心軸承，其中有幾類還可以同時(shí)承受不大的軸向載荷；只能承受軸向載荷的軸承叫做推力軸承；能同時(shí)承受徑向載荷和軸向載荷的軸承叫做向心推力軸承。
首先我們來(lái)分析下刀盤(pán)軸安裝刀盤(pán)側(cè)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)的一端。這一端由于安裝了刀盤(pán)側(cè)間隙調(diào)整機(jī)構(gòu)，刀盤(pán)軸必然受到軸向力，此處的軸承必須能軸向力，而且它直接與調(diào)整螺絲直接進(jìn)行接觸，并且軸向調(diào)整是雙向的，所以最后選去雙向推力球軸承，還要考慮到在對(duì)鋼板進(jìn)行剪切的時(shí)候軸承受到徑向力是必然的，所以必須安裝一個(gè)能承受徑向力的軸承，他同時(shí)還能允許軸向移動(dòng)，最后選取圓柱滾子軸承?，F(xiàn)在我們?cè)趤?lái)研究下安裝刀盤(pán)的軸端的軸承情況，由于刀盤(pán)對(duì)鋼板進(jìn)行剪切，而刀盤(pán)安裝在這一端，必然承受很大的徑向力，同時(shí)要允許小量軸向移動(dòng)，所以最后選取角接觸軸承，因?yàn)檩S是雙向移動(dòng)，所以角接觸軸承成對(duì)安裝。
4.3.2根據(jù)軸承結(jié)構(gòu)確定軸承的型號(hào)
根據(jù)軸的直徑初步確定軸承的型號(hào)為：
在軸的直徑為120 mm處選 角接觸軸承 代號(hào)：7024AC
在軸的直徑為95 mm處選 圓柱滾子軸承 代號(hào)：N219E
雙向推力球軸承 代號(hào)：52222
4.3.3軸承的壽命校核
首先對(duì)角接觸軸承做校核計(jì)算
根據(jù)文獻(xiàn)[2，表39.2-22]可得，該軸承的性能參數(shù)如表4-1：
1、軸承分析
在軸徑120 mm處是一對(duì)角接觸軸承，并且認(rèn)為這對(duì)軸承是均勻分擔(dān)載荷的，我們選其中一個(gè)軸承（編號(hào)為軸承1）來(lái)進(jìn)行校核，如果安全，則實(shí)際安裝了兩個(gè)軸承必然是十分安全的。
2、求該軸承受到的徑向載荷和軸向載荷
=392.4 N
=1077.5 N
1146.7 N
求該軸處的派生軸向力，查文獻(xiàn)[3，表13-7]得其計(jì)算公式
=0.681146.7
=779.8 N
該軸承在刀盤(pán)軸不做刀盤(pán)側(cè)間隙調(diào)整的時(shí)候幾乎不承受軸向載荷，即可看做外加軸向載荷=0 N。但因?yàn)樗{(diào)整時(shí)受到調(diào)整螺絲或者彈簧的力不確定，所以在取單個(gè)計(jì)算的時(shí)候是“放松”還是“壓緊”都不好確定，不過(guò)計(jì)算結(jié)果可忽略計(jì)算為779.8 N。
3、求軸承當(dāng)量動(dòng)載荷，查文獻(xiàn)[3，313] ：
= (4.11)
式中： —軸承所受當(dāng)量動(dòng)載荷，單位：N
—徑向動(dòng)載荷系數(shù)
—軸向動(dòng)載荷系數(shù)
—載荷系數(shù)
表4.1 軸承7024AC的性能參數(shù)
（mm）
（mm）
（mm）
（KN）
（KN）
重量（Kg）
120
180
28
102
105
2.1
==0.68=e故查文獻(xiàn)[3，表13-5]得：
=1 =0
由于載荷是中等沖擊，查文獻(xiàn)[3，表13-6]得：
=1.2
所以 ： =
=1.2
=1376.0 N
(4)驗(yàn)算軸承的壽命
軸承壽命根據(jù)文獻(xiàn)[3，313]有：
= (4.12)
其中： —軸承壽命，單位：h
—軸轉(zhuǎn)速，單位：r/min
—溫度系數(shù)
—基本額定動(dòng)載荷，單位：N
—滾動(dòng)軸承為
查文獻(xiàn)[3，表13-4]查得：
1.0
所以
h
假設(shè)每年按300個(gè)工作日，每日工作24個(gè)小時(shí)計(jì)算，該對(duì)軸承可工作的年數(shù)為：
N17.4 年
顯然非常安全了。
4.3.4 驗(yàn)算軸承的極限轉(zhuǎn)速
滾動(dòng)軸承的工作轉(zhuǎn)速上升到一定限度后滾動(dòng)體和保持架的慣性力，以及小的形狀偏差，不僅導(dǎo)致運(yùn)轉(zhuǎn)狀態(tài)的惡化，而且造成摩擦面見(jiàn)溫度升高和潤(rùn)滑劑的性能變化，從而導(dǎo)致滾動(dòng)體回火或軸承元件的膠合失效，故應(yīng)對(duì)軸承轉(zhuǎn)速進(jìn)行驗(yàn)算。
根據(jù)文獻(xiàn)[2，表39.2-22]查得：
r/min
又軸承的轉(zhuǎn)速 r/min<<，故安全。
4.4.2 鍵的尺寸的選擇
這里主要計(jì)算刀盤(pán)軸上的鍵。根據(jù)與鍵配合的軸的直徑(mm)和齒輪
的寬度(mm)查文獻(xiàn)[2,表25.2-4]選擇鍵 ，其高度mm。
4.4.3鍵的強(qiáng)度校核
平鍵聯(lián)接主要傳遞的是轉(zhuǎn)矩，其主要失效形式是工作面被壓潰， 一般不會(huì)
出現(xiàn)鍵的剪斷。因此，通常只按工作面上的擠壓應(yīng)力進(jìn)行強(qiáng)度校核計(jì)算。
假定載荷在鍵的工作面上均勻分布，普通平鍵聯(lián)接的強(qiáng)度條件為：
查文獻(xiàn)[3，103] (4.13)
式中：
—軸傳遞的轉(zhuǎn)矩，單位：N·m
—鍵與輪轂鍵槽的接觸高度，平鍵，此處為鍵的
高度；單位：mm
—鍵的工作長(zhǎng)度，A型平鍵，為鍵的公稱長(zhǎng)度，
為鍵的寬度；單位：mm
—軸的直徑，單位：mm
—鍵、輪轂、軸三者中最小的材料的許用擠壓應(yīng)力，單位：MPa
1、272.055 N·m
2、 mm
3、 mm
4、 mm
所以：
MPa
根據(jù)文獻(xiàn)[2,表25.2-3]查得：
MPa
顯然，，故安全。
5. 聯(lián)軸器的選擇
5.1聯(lián)軸器的分類
按照聯(lián)軸器的性能可分為剛性聯(lián)軸器和撓性聯(lián)軸器。剛性聯(lián)軸器對(duì)所聯(lián)兩軸間的相對(duì)位移缺乏補(bǔ)償能力，但有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，制造容易，不需維護(hù)，成本低等特點(diǎn)而仍有其應(yīng)用范圍；撓性聯(lián)軸器中又分為無(wú)彈性元件的撓性聯(lián)軸器和帶彈性元件的撓性聯(lián)軸器，。前一類只具有補(bǔ)償兩軸間相對(duì)位移的能力，后一類因裝有彈性元件，不僅可以補(bǔ)償兩軸間的相對(duì)位移，而且具有緩沖減振的能力。
5.2聯(lián)軸器的選擇
根據(jù)傳遞載荷的大小，軸轉(zhuǎn)速的高低，被聯(lián)接兩部件的安裝精度，參考各類聯(lián)軸器特性，選擇一種合用的聯(lián)軸器類型。具體選擇時(shí)可考慮以下幾點(diǎn):
1. 所聯(lián)接兩個(gè)軸的軸徑；
2. 傳遞的轉(zhuǎn)矩大小和性質(zhì)以及對(duì)緩沖減振功能的要求；
3. 聯(lián)軸器的工作轉(zhuǎn)速高低和引起的離心力大?。?
4. 兩軸相對(duì)位移的大小和方向；
5. 聯(lián)軸器的可靠性和工作環(huán)境，以及成本。
根據(jù)以上幾點(diǎn)選取聯(lián)軸器如下：在電機(jī)軸與減速機(jī)軸之間選取聯(lián)軸器型號(hào)為T(mén)L8， 減速機(jī)軸和傳動(dòng)軸之間，以及傳動(dòng)軸和剪切機(jī)輸入軸之間的聯(lián)軸器型號(hào)為 TL10
查閱文獻(xiàn)[7，表4.72-2] 知各聯(lián)軸器的主要尺寸和特性參數(shù)如下表5.1。
表5.1 聯(lián)軸器的主要尺寸和特性參數(shù)
型號(hào)
許用
（N·m）
許用轉(zhuǎn)速
（r/min）
軸孔直徑
（mm）
軸孔長(zhǎng)度
（mm）
轉(zhuǎn)動(dòng)慣量
（Kg·m）
重量
（Kg）
TL8
TL10
710
2000
2400
1700
45 48 50 55
80 85
112 84
172 132
0.13
0.64
24
60.2
5.3 聯(lián)軸器的強(qiáng)度計(jì)算
以減速器輸出軸與安裝齒輪的軸之間的聯(lián)軸器為例進(jìn)行強(qiáng)度校核。齒式聯(lián)軸器的承載能力既與材料和熱處理有關(guān)，也與兩軸相對(duì)位移的方向和位移量大小有關(guān)，而且還與嚙合齒面間的滑動(dòng)速度和潤(rùn)滑狀態(tài)有關(guān)，對(duì)于標(biāo)準(zhǔn)聯(lián)軸器，可按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的方法驗(yàn)算：
查文獻(xiàn)[3，343] (5.1)
式中： —聯(lián)軸器的許用轉(zhuǎn)矩，單位：N·m
—聯(lián)軸器長(zhǎng)期承受的理論轉(zhuǎn)矩，單位：N·m
—聯(lián)軸器工作條件系數(shù)
其中，可得：
=1.5
==40.35 N·m
所以：
=60.5 N·m
[T]=710 N·m
顯然，故安全。
6. 系統(tǒng)的潤(rùn)滑
潤(rùn)滑的目的就是為了減少工作表面的摩擦及由此造成的能量損失、減少工作表面的磨損及發(fā)熱，提高其壽命、保持機(jī)器的工作精度及提高機(jī)器的工作效率；次外，潤(rùn)滑劑還有沖洗污物、防止表面腐蝕的功能。
6.1潤(rùn)滑劑的種類
在機(jī)械行業(yè)中，常用的潤(rùn)滑材料可分為礦物潤(rùn)滑油、潤(rùn)滑脂（俗稱黃油），另外還有水及固體潤(rùn)滑劑等。不同的潤(rùn)滑劑有不同的優(yōu)缺點(diǎn)。
6.2潤(rùn)滑方式的選擇
凡是能降低摩擦阻力作用的介質(zhì)都可以作為潤(rùn)滑劑。目前各類設(shè)備中常用的潤(rùn)滑劑類型為稀油和干油兩大類。
稀油潤(rùn)滑一般用于下列情況：
1.除完成潤(rùn)滑任務(wù)外，還需要帶走摩擦表面間產(chǎn)生的熱量者；
2.須能夠保證滑動(dòng)平面間為液體摩擦者：液體摩擦軸承、高速移動(dòng)的滑動(dòng)
平面之間、止推滑動(dòng)軸承等；
3.能夠用簡(jiǎn)易的手段向嚙合傳動(dòng)機(jī)構(gòu)本身及其軸承，同時(shí)提供一種潤(rùn)滑劑的情況；
4.除潤(rùn)滑外，還需要清洗摩擦平面并保持清潔狀態(tài)者；
5.相同情況下，易于對(duì)軸承進(jìn)行密封并能很好防止?jié)櫥屯庖缯摺?
干油潤(rùn)滑一般用于下列情況：
1.粘性很好，并能附著在摩擦平面上，不易流失及飛濺，多用于做往復(fù)轉(zhuǎn)動(dòng)及短期
工作制的重載荷低轉(zhuǎn)速的滑動(dòng)軸承上；
2.密封性好，且給油方便；
3.很適用于低速的滾動(dòng)軸承潤(rùn)滑，可長(zhǎng)時(shí)間不用加油，維護(hù)方便；
4.防護(hù)性能好，能保護(hù)裸露的摩擦表面免受機(jī)械雜質(zhì)及水等的污染。
6.3潤(rùn)滑方式的選擇確定
6.3.1 齒輪減速器的潤(rùn)滑方式
對(duì)大多數(shù)的減速器來(lái)說(shuō)，常采用浸油潤(rùn)滑，即將大齒輪的輪齒浸入油池中。這樣齒輪在傳動(dòng)時(shí)就把潤(rùn)滑油帶到嚙合的齒面上，同時(shí)，液體潤(rùn)滑油也將被甩箱壁上，起到散熱的作用。
6.3.2 部分傳動(dòng)齒輪、軸承的潤(rùn)滑方式
外露齒輪、部分傳動(dòng)齒輪、軸承處均采用集中干油潤(rùn)滑方式，設(shè)置打油點(diǎn)。其中各軸承處在裝配時(shí)應(yīng)注滿干油。
7. 試車方法和對(duì)控制系統(tǒng)的要求
7.1 試車要求
1、先確定安裝尺寸符合設(shè)計(jì)要求，空間位置合適，各聯(lián)結(jié)件聯(lián)結(jié)可靠，確定后后方可試車。
2、首先空載試車至少兩個(gè)小時(shí)。
3、在試車前必須保證以下各項(xiàng)要求全都滿足：
(1) 潤(rùn)滑系統(tǒng)與冷卻系統(tǒng)的各處工作正常；
(2) 傳動(dòng)平穩(wěn)，無(wú)周期噪音；
(3) 壓下系統(tǒng)輕便靈活；
(4) 各緊固零件聯(lián)結(jié)可靠。
7.2 對(duì)控制系統(tǒng)的要求
機(jī)械系統(tǒng)控制的主要任務(wù)通常為：
(1) 使各執(zhí)行機(jī)構(gòu)按一定的順序和規(guī)律動(dòng)作。
(2) 改變個(gè)運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)（位移、速度和加速度）和規(guī)律（軌跡）。
(3) 協(xié)調(diào)各運(yùn)動(dòng)構(gòu)件的運(yùn)動(dòng)和動(dòng)作，完成給定的作業(yè)環(huán)節(jié)要求。
(4) 對(duì)整個(gè)系統(tǒng)進(jìn)行監(jiān)控及防止事故，對(duì)工作中出現(xiàn)的不正常現(xiàn)象及時(shí)報(bào)警并消除。
具體到圓盤(pán)剪切機(jī)對(duì)控制系統(tǒng)要求為：
(1) 測(cè)速電機(jī)靈敏度要求要高；
(2) 當(dāng)軋制速度達(dá)到3.2m/s時(shí)，發(fā)生間斷性響鈴報(bào)警；
(3) 當(dāng)軋制速度達(dá)到3.5m/s時(shí)，發(fā)生連續(xù)性響鈴報(bào)警，且系統(tǒng)自動(dòng)強(qiáng)行斷電。
8. 設(shè)備可靠性與經(jīng)濟(jì)評(píng)價(jià)
8.1 機(jī)械設(shè)備的有效度
對(duì)于可修復(fù)設(shè)備，由于發(fā)生故障之后，可以修理恢復(fù)到正常工作狀態(tài)。因此，從開(kāi)始工作到發(fā)生故障階段即可靠度，從發(fā)生故障后進(jìn)行維修恢復(fù)到正常工作階段即維修度。把兩者結(jié)合起來(lái)，就是機(jī)械設(shè)備的有效度(有效利用率)，查文獻(xiàn)[8，52]
（8.1）
式中：
—平均故障間隔期，h；
—平均維修時(shí)間，h。
設(shè)備工作時(shí)間12000h，可能發(fā)生10次故障，每次處理故障時(shí)間平均為5h，檢修時(shí)間為200h。
（8.2）
h
h
8.2 機(jī)械設(shè)備的投資回收期
表8.1 有關(guān)資料表 （萬(wàn)元）
時(shí)間（年）
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
投資
60
年凈收益
20
25
35
45
55
60
65
70
75
累計(jì)
凈收益
-60
-40
-15
20
65
120
180
245
315
390
查文獻(xiàn)[9，40]
投資回收期
即
年
式中：
—行業(yè)投資回收期，重型機(jī)械年
可見(jiàn)滿足要求。
結(jié)論
以上是我對(duì)鞍鋼冷軋廠1700橫切機(jī)組中的圓盤(pán)式剪切機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算的全過(guò)程。主要是針對(duì)電動(dòng)機(jī)的計(jì)算選取較核、傳動(dòng)裝置中主要的軸和齒輪的計(jì)算較核，聯(lián)軸器的計(jì)算選取，部分鍵的計(jì)算，以及對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)進(jìn)行的分析和設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)和計(jì)算過(guò)程中涉及、運(yùn)用了許多基礎(chǔ)及專業(yè)知識(shí)，如：機(jī)械設(shè)計(jì)、機(jī)械制造、機(jī)械原理、材料力學(xué)，理論力學(xué)、金屬工藝學(xué)等等。對(duì)這些知識(shí)的應(yīng)用使我大大加強(qiáng)了本專業(yè)知識(shí)功底。同時(shí)在設(shè)計(jì)過(guò)程中使用Auto CAD繪制的大量的圖紙，運(yùn)用公式編輯器編寫(xiě)設(shè)計(jì)說(shuō)明書(shū)使我對(duì)這些軟件的應(yīng)用能力有了很大的提高，為以后參加工作打下了堅(jiān)實(shí)的基礎(chǔ)。當(dāng)然由于知識(shí)水平有限，在計(jì)算、設(shè)計(jì)及繪圖過(guò)程中不可避免地出現(xiàn)錯(cuò)誤，請(qǐng)各位老師和專家給予批評(píng)指正。
致謝
首先由衷的感謝指導(dǎo)我做本次學(xué)位論文的王德春老師。王老師對(duì)學(xué)生總是無(wú)微不至的關(guān)愛(ài)，真的很難忘王老師冒著炎炎烈日，不辭辛苦來(lái)我們宿舍指導(dǎo)我們做設(shè)計(jì)，他知識(shí)淵博，熱愛(ài)工作，那種忘我的工作精神永遠(yuǎn)值得我去學(xué)習(xí)。
感謝在設(shè)計(jì)中給予我很大幫助的同學(xué)和朋友。
感謝鞍山鋼鐵集團(tuán)各級(jí)領(lǐng)導(dǎo)，在實(shí)習(xí)期間給我的支持幫助，讓我能夠去現(xiàn)場(chǎng)參觀了解，并且讓我們借閱了大量的圖紙。 感謝現(xiàn)場(chǎng)的工人師傅為我們耐心細(xì)致的講解，
感謝鞍山科技大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院計(jì)算機(jī)房、實(shí)驗(yàn)室的各位老師對(duì)本次設(shè)計(jì)的支持和幫助！
感謝鞍山科技大學(xué)特別是機(jī)械工程及自動(dòng)化學(xué)院的領(lǐng)導(dǎo)和老師四年來(lái)對(duì)我的辛苦栽培，在此我致以深切的謝意！畢業(yè)后，我將再接再厲，秉承科大人的創(chuàng)新、求是、勤奮、尚德的一貫作風(fēng)，頑強(qiáng)拼搏的精神，在今后的工作學(xué)習(xí)中不斷努力進(jìn)取，為母校爭(zhēng)光！
參考文獻(xiàn)
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