贵阳剪板机机械设计

贵阳剪板机整体设计

方案选择

机械传动剪板机

(1)下传动剪板机

被剪板厚≤6.3mm的剪板机多采用机械下传动结构，它具有机器高度小，垂心低和重量轻的特点。

(2)单边齿轮传动的剪板机

机械传动的剪板机大部分采用这种结构，即Z后一级齿轮装在曲轴的一端。结构比较简单，但是曲轴很长，制造和装配都比较困难。被剪板厚≥25mm时可考虑用双边齿轮传动的形式。

(3)双边齿轮传动剪板机

对于大规格的剪板机，长曲轴的锻造和机械加工都非常困难。如果采用双边齿轮传动，其传动部件的重量要比单边齿轮传动的减轻20～30%

(4)蜗杆传动剪板机

蜗杆传动由于传动比较大，因此传动链缩短，结构紧凑，机器高度降低。此外蜗杆传动具有传动平稳、噪音小的优点。国产剪板机曾经采用过这种结构，但是蜗杆传动效率较低，制造和装配困难。特别用在大规格的剪板机上，损耗功率就比较明显地增大。而且维护和修理业困难，因此没有得到广泛的采用。一般适用于被剪板厚≤13mm的剪板机。

#所以采用单边齿轮传动的剪板机。

剪板机工作原理：上刀片固定在刀架上，下刀片固定在下床面上，床面上安装有托球，以便于板料的送进移动，后挡料板用于板料定位，位置由调位销进行调节。

刀具

剪板机的下刀片都具有四个刃。刀架沿前倾直线运动的剪板机上刀片可以具有两个刃或者四个刃。刀架沿弧线运动的剪板机上刀片只宜有两个刃，而且必须将上刀片用螺钉或者垫片调整为一个空间曲面，因此上刀片的长度尽可能增大以减少接缝数。如果接缝处调整不当将导致刀具磨损的加剧和被剪板边偏差的增大。

刀片顶面应稍低于工作台面，偏差为-0.20毫米。

国产剪板机刀片材料常用6CrW2Si，（热处理后硬度为RC58-60)。T7A,9CrSi，Cr12P1，Cr12Mo和Cr6VP也可作刀片的材料。国外实验用硬质合金BK15或BK20镶在剪刀片上来提高两次刃磨的间隔时间。

刀片的尺寸参阅下表

刀片尺寸   被剪板厚h（毫米）  刀片尺寸T*H（毫米） 

  1～2.5       20*60                 13              

  4～16        25*80                 17

  20～25       32*120                22

  32～40       45*150                33

由于机械传动剪板机在一个工作循环内，工作负荷是由小骤增，突然到达Z大后又渐渐减少的冲击过程，其中有超过一半是空行程!所以，根据这一特点，机械剪板机在其传动轴上一般都设有飞轮!这是由于飞轮在空程内加速后贮存能量，以备在剪切工况时，通过降低转速释放部分能量来帮助主电机克服尖峰负荷完成剪切!

飞轮输出的能量：

式中：J--飞轮的转动惯量，

W1--飞轮的初始角速度，弧度/s

W2--飞轮降速后角速度，弧度%)/s

在飞轮转动惯量不变的前提下，飞轮的转速是影响能量输出的唯一因素!所以，从设计的角度来说，为保证输出的能量不变，往往通过提高飞轮的转速，并减小在剪切过程中转速的降低，尽量去减小飞轮的转动惯量（即减小飞轮的尺寸）来实现!但飞轮降速时，电机的转速也会随之下降，这样，电机的工作电流将成比例地增加，从而使电机的工况恶化，甚至出现死机或烧坏电机的现象!那么，如何确定飞轮的转动惯量和转速，从而合理地选择主电机功率和转速以及两者的降速比，成了专业设计人员无法定量确定的一个难题!

飞轮转动惯量的确定

由于有了飞轮装置这部分储存和释放能量的作用!所以作用在电机轴上的实际扭矩，一部分由电机负担，而另一部分由飞轮负担!因此，在设计机械剪板机的过程中，根据所定型号的剪切功和转速等参数，应首先确定好飞轮的转动惯量，再来选取主电机

功率的大小及转速，达到降低能耗的目的!飞轮的降速率：

式中：

飞轮的降速率，%

飞轮的初始转速，r/min

飞轮降速后转速，r/min

无论贵阳剪板机上的飞轮是在电机轴上，还是通过皮带驱动飞轮（即大皮带轮），它的降速率应基本等于主电机的降速率!如前所述，为了避免主电机工作电流的急骤增加，甚至烧坏电机的情况发生，其降速率必须控制在一定的范围内!根据行业规定和生产实践经验，主电机降速率应控制在15%以内，一般取 14%!那么，根据式（!），在能量一定的情况下，首先要确定飞轮的初始转速（角速度），才能确定飞轮转动惯量的大小，飞轮转速的平方与飞轮转动惯量成反比，飞轮的转速越高，转动惯量就小!在实践中，经过皮带传动后的飞轮往往比电机的转速低，其转速在 280~460r/min之间；而直接安装在电机轴上的飞轮与电机同速!选取 4 级电机时，转速在1420~1485r/min 之间；选取 6 级电机时，转速在 960~985r/min之间。