上海 電 機(jī) 學(xué) 院 畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）開題報告 課題名稱 _大型電機(jī)用冷軋硅鋼片剪切裝置 的設(shè)計(jì) _ 學(xué) 院 機(jī)械學(xué)院 專 業(yè) 機(jī)械設(shè)計(jì)制造及其自動化 班 級 學(xué) 號 姓 名 指導(dǎo)教師 定稿日期： 20 年 月日 1 大型電機(jī)用冷軋硅鋼片剪切裝置的設(shè)計(jì) 1 選題背景及其意義 電機(jī)定子鐵心沖片外徑一般小于 1m 的用圓整沖片，大于 0.99m 的用扇形沖片，上海電機(jī)廠生產(chǎn)的大型電機(jī)定子鐵心沖片為扇形的冷軋硅鋼片沖制而成。為了提高硅鋼片的下料利用率，剪切時必須考慮套裁，減料設(shè)備應(yīng)能剪切出與兩側(cè)面成非直角的冷軋硅鋼片。 本課題是根據(jù)用戶要求，進(jìn)行大型電機(jī)用冷軋硅鋼片剪切裝置的合理設(shè)計(jì)，使其達(dá)到結(jié)構(gòu)簡單、操作方便、性能可靠、有效保證產(chǎn)品質(zhì)量、產(chǎn)量的要求。 本課題內(nèi)容主要涉及工程力學(xué)、機(jī)械設(shè)計(jì)、制圖公差等方面的知識，通過本次畢業(yè) 設(shè)計(jì)，培養(yǎng)學(xué)生調(diào)查研究、檢索中外文獻(xiàn)和綜述的能力，綜合運(yùn)用專業(yè)理論、知識分析解決實(shí)際問題的能力和計(jì)算機(jī)繪圖等能力。 2 文獻(xiàn)綜述（國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢） 隨著時代的發(fā)展，對于剪切機(jī)的研究速度也在迅速發(fā)展。目前國內(nèi)外有許多質(zhì)量上乘， 性能優(yōu)良的剪切機(jī)。 在國內(nèi) 2007 年 4 月 8 日，經(jīng)過馬鞍山公司近一年的攻關(guān)研究，年產(chǎn) 60 萬噸棒材生產(chǎn)線 850 噸冷剪切機(jī)及定尺機(jī)成套設(shè)備，順利通過了中國冶金設(shè)備總公司的試車和驗(yàn)收，各項(xiàng)技術(shù)指標(biāo)和參數(shù)完全符合設(shè)計(jì)要求。成為繼河南洛陽礦山機(jī)械廠之后，國內(nèi)第二家制造最大冶金剪切 設(shè)備的廠家。 850 噸冷剪切機(jī)及定尺機(jī)成套設(shè)備是年產(chǎn) 60萬噸棒材生產(chǎn)線設(shè)備。用于冷態(tài)圓鋼，螺紋鋼，棒材軋件定尺剪切，它的最大剪切力大于 850t，剪刃有效剪切寬度大于 1200mm，被剪切棒材規(guī)格 12-50mm 圓鋼，螺紋鋼，定尺長度 6-12m。制作這臺工藝復(fù)雜，技術(shù)難度空前的單體設(shè)備在該公司尚屬首次，就是國內(nèi)也只有河南洛陽礦山機(jī)械廠一家。為此，公司把它作為新產(chǎn)品開發(fā)項(xiàng)目。該公司工程技術(shù)人員大膽創(chuàng)新，按照意大利達(dá)涅利司圖紙的技術(shù)要求，設(shè)計(jì)出一套行之有效加工和裝配的工藝方案。為保證冷剪結(jié)構(gòu)件箱體各相對面和內(nèi)腔 體的軸孔尺寸公差和形位公差在同軸度和位置度上，便于穿過和擺放偏心軸，該公司利用捷克 250 數(shù)控鏜銑機(jī)進(jìn)行數(shù)控編程，加工，確保萬無一失。要在不足 10 平方米的箱體里裝配偏心軸，多級硬齒面齒輪，潤滑系統(tǒng)，液壓系統(tǒng)，氣動系統(tǒng)及上述系統(tǒng)到設(shè)備的管路，困難可想而知。尤其是偏心軸與大齒輪采用大錐度無鍵聯(lián)結(jié)，只能通過刮研的方法實(shí)施傳動，研磨率要求85%以上，從而使剪刃的平行度在 0.2 到 0.3mm 范圍之內(nèi)，達(dá)垂直剪切。裝配鉗工自行設(shè)計(jì)定位塊，偏正吊具等工裝，反復(fù)試驗(yàn)，終于解決裝配中這一技術(shù)難題。這套 850 噸冷剪機(jī)設(shè)備的成功制造 ，標(biāo)志著該公司的軋剛設(shè)備制造能力達(dá)到國內(nèi)一流水平。 美國拉邦迪公司生產(chǎn)有幾種尺寸型號的移動式剪切機(jī)，主要用于廢料場作業(yè)，剪 2 切力為 9.8-118 百萬噸。液壓缸設(shè)計(jì)非常合理，易于聯(lián)通挖掘機(jī)上的液壓系統(tǒng)，上述剪切機(jī)所具有的剪切力可以切割車廂里的框架以及各類金屬梁，管和各種截面的電源線。美國 Allied Gotr 公司有 AG,p,S 三種型號的移動式剪切機(jī)。 AG 型剪切機(jī)由一個帶有突出部分的三角形機(jī)架和一個餃裝在機(jī)架上的雙臂杠桿組成，雙臂杠桿上除剪切刀桿之外。還裝有一個帶動液壓缸的雙節(jié)機(jī)械裝置。機(jī)架前裝有剪刀吊 桿，而機(jī)架本身則固定在挖掘機(jī)懸臂上。由于是雙節(jié)餃合懸臂上。由于是雙節(jié)餃合機(jī)構(gòu)，當(dāng)剪切機(jī)處于較大剪切力時，可使剪口張大。 P 型剪切機(jī)再構(gòu)造型式于 AG 型相同，但被剪切材料可應(yīng)自動固定在刀區(qū)內(nèi)，以使液壓缸產(chǎn)生的作用力得到有效的利用。 S 型剪切機(jī)安裝在帶有 2-3節(jié)懸臂的普通裝載機(jī)上。這種剪切機(jī)的剪切力的利用率與 P 型剪切機(jī)相同。 根據(jù)國內(nèi)外的剪切機(jī)發(fā)展不難發(fā)現(xiàn)，剪切機(jī)在軋鋼方面的巨大作用。隨著我國經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展我相信我國剪切機(jī)的發(fā)展會更上一個臺階的。與世界現(xiàn)在剪切機(jī)的差距也會越來越小。 3 研究內(nèi)容 2 電動機(jī)的選擇 3 機(jī)械傳動系統(tǒng) . 12 3.1 傳動系統(tǒng)的類型及系統(tǒng)分析 . 12 3.2 三角皮帶傳動設(shè)計(jì) . 14 3.3 齒輪傳動的設(shè)計(jì) . 16 3.4 轉(zhuǎn)軸的設(shè)計(jì) . 19 3.5 平鍵 . 22 4 曲柄滑塊機(jī)構(gòu) . 24 5、剪切刀片間歇運(yùn)動裝置 6、角度調(diào)整裝置 ： 5 離合器與制動器 . 38 6 機(jī)身設(shè)計(jì) . 43 3 4 研究方案 剪料裝置的 總體方案： 機(jī)械壓力機(jī)工作時 (圖 2-1 機(jī)械壓力機(jī)工作原理圖 ） ,由電動機(jī)通過三角皮帶驅(qū)動大皮帶輪（通常兼作飛輪 ） ,經(jīng)過齒輪副和離合器帶動曲柄滑塊機(jī)構(gòu) ,使滑塊和凸模直線下行。鍛壓工作完成后滑塊回程上行 ,離合器自動脫開，同時曲柄軸上的 制 動器接通，使滑塊停止在上止點(diǎn)附近。 剪料機(jī)構(gòu)的傳動方案： 電機(jī) -剪刀 4 有以下主要部分組成： 1、壓料機(jī)構(gòu) ： 剪切過程應(yīng)有先壓緊然后剪切的過程，要有足夠的壓料力和壓料腳。 2、剪料機(jī)構(gòu)： 主要包括：電動機(jī)、 曲柄滑塊機(jī)構(gòu)、 上下刀架； 剪切刀片間歇運(yùn)動裝置 3、角度調(diào)整裝置 ：用來剪切帶有角度的工件。（極限位置表示） 4 機(jī)座：由底座、左右機(jī)架 等焊合而成。 5、操縱裝置： 平行刀片剪切機(jī)剪切方 式的方案： 上切式平行刀片剪切機(jī)： 這種剪切機(jī)的特點(diǎn)是下刀片固定不動，上刀片是上下運(yùn)動的。剪切軋件的動作由上刀來完成，上切式平行刀片剪切機(jī)的剪切機(jī)構(gòu)是由最簡單的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)組成的，除了剪切機(jī)本身外，尚有定尺機(jī)、切頭收集與輸送裝置等。由于下刀固定不動，為使剪切工作順利進(jìn)行，剪切的軋件厚度大于 30 60mm 時，需在剪切機(jī)后裝設(shè)擺動臺或擺動輥道，其本身無驅(qū)動裝置。剪切時，上刀壓著軋件下降，迫使擺動臺也下降。當(dāng)剪切完畢，上刀上升時，擺動臺在其平和裝置作用下也回升至原始位置。上切式平行刀片剪切機(jī)由于結(jié)構(gòu)簡單，廣泛用來 剪切中小型鋼坯，其剪切力一般小于 2.5MN。 下切式平行刀片剪切機(jī)： 5 這種剪切機(jī)的特點(diǎn)是上、下刀片都運(yùn)動，但是剪切軋件的動作是由下刀片來完成的。由于剪切時下刀臺將軋件抬離滾道，故在剪切機(jī)后就不設(shè)置擺動臺。而且，這種剪切機(jī)的機(jī)架不承受剪切力。由于上述兩個特點(diǎn)，下切式平行刀片剪切機(jī)一般用來剪切中型和大型板坯和鋼坯，以減輕整個剪切機(jī)組的設(shè)備重量。這種剪切機(jī)剪切機(jī)構(gòu)較為復(fù)雜，往往由多桿機(jī)構(gòu)組成。 下切式平行刀片剪切機(jī)機(jī)構(gòu)類型比較多，在我國應(yīng)用最廣泛的是六連桿剪切機(jī)。 課題研究為大型電機(jī)用冷軋硅鋼片減料設(shè)備的設(shè)計(jì)， 上切式平行刀片剪切機(jī)由于剪切力較小不如下切式平行刀片剪切機(jī)更適合剪裁大型電機(jī)用冷軋硅光片。 剪切刀片間歇運(yùn)動裝置 方案一：采用槽輪機(jī)構(gòu)和曲柄滑塊機(jī)構(gòu) 剪料機(jī)構(gòu)采 用曲柄滑塊機(jī)構(gòu)，它的運(yùn)動由槽輪機(jī)構(gòu)來控制，曲柄 AD 和 BC 分別固定 6 到兩個齒輪上，同過槽輪機(jī)構(gòu)將運(yùn)動傳給齒輪實(shí)現(xiàn)曲柄的轉(zhuǎn)動， 槽輪機(jī)構(gòu)由主動撥盤和從動槽輪和機(jī)架組成，主動撥盤獲得動力，勻速回轉(zhuǎn)使得從動槽輪間歇回轉(zhuǎn)，從動槽輪由通過齒輪將運(yùn)動傳遞給曲柄滑塊機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)剪切運(yùn)動。 槽輪機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)簡單、外形尺寸小、機(jī)械效率高，并能較平穩(wěn)的實(shí)現(xiàn) 間歇運(yùn)轉(zhuǎn) ，存在柔性沖擊。 方案二：凸輪機(jī)構(gòu) 本剪料機(jī)構(gòu)采用凸輪機(jī)構(gòu)如圖， 讓凸輪實(shí)現(xiàn)刀具的停歇與運(yùn)動 ，達(dá)到剪板目的。 凸輪機(jī)構(gòu)的最大優(yōu)點(diǎn)是只要適當(dāng)?shù)脑O(shè)計(jì)出輪廓曲線，就可以使推桿得到準(zhǔn)確的軌跡，相應(yīng)快速，結(jié)構(gòu)簡單。 綜合以上：剪板機(jī)采用方案二。 5 進(jìn)度計(jì)劃 2013 年 12 月 - 2014 年 1 月： 收集資料，閱讀技術(shù)文獻(xiàn)及翻譯有關(guān)外文資料。 2014 年 1 月 - 2014 年 2 月：確定設(shè)計(jì)系統(tǒng)總體方案，書寫開題報告。 2014 年 2 月 - 2014 年 3 月： 方案設(shè)計(jì)。主要是決定裝置的布置形式、基本組成部分的位置和結(jié)構(gòu)選擇。 2014 年 3 月 - 2014 年 4 月： 零部件的具體設(shè)計(jì)，確定相關(guān)參數(shù)。繪圖。 2014 年 4 月 - 2014 年 4 月中旬： 中期答辯 2014 年 4 月 - 2014 年 5 月： 編寫畢業(yè)論文。 2014 年 5 月 - 2014 年 6 月： 畢業(yè)答辯準(zhǔn)備和答辯。 參考文獻(xiàn) 7 1鄒家祥 軋鋼機(jī)械冶金工業(yè)出版社 2005 年第 3 版 2邊金生 軋鋼機(jī)械設(shè)備 冶金工業(yè)出版社 2007 年出版 3施東成 軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)方法 冶金工業(yè)出版社 1991 年出版 4濮良貴機(jī)械設(shè)計(jì)高等教育出版社 第八版 5唐保寧 高學(xué)滿機(jī)械設(shè)計(jì)與制造簡明手冊同濟(jì)大學(xué)出版社 1993 年出版 6朱云冶金設(shè)備 冶金工業(yè)出版社 2009 年出版 7 濮良貴 .機(jī)械設(shè)計(jì) (第 9 版 ) M. 北京：高等教育出版社， 2013 8 何銘新 .機(jī)械制圖 (第 6 版 ） M. 北京：高等教育出版社 , 2010. 9 楊鐵牛 .互換性與技術(shù)測量 M. 北京：電子工業(yè)出版社 , 2010. 10 成大先 .機(jī)械設(shè)計(jì)手冊 M. 北京：化學(xué)工業(yè)出版社 , 2007. 11 吳宗澤 .簡明機(jī)械零件設(shè)計(jì)手冊 M. 北京：中國電力出版社 , 2011. 12 蔣曉 . 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