镜像对称结构双旋向曲柄剪设计改造实践

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1、第38卷第1期山东冶金Vol.38No.12016年2月ShandongMetallurgyFebruary2016??????????????生产技术??????????镜像对称结构双旋向曲柄剪设计改造实践李永峰（山钢股份莱芜分公司棒材厂，山东莱芜271200）摘要：为适应现场工艺布置，解决曲柄剪旋转剪切方向与实际轧制方向相反等问题，对剪切机构的曲柄连杆系统进行CAD运动分析，采用镜像对称结构设计，改变其上下箱体的铰接位置，在上下箱体的局部各加装一套铰接耳轴机构，重新制作上下剪臂，并设计过渡底脚板匹配现场原有的土建基础。齿轮

2、机构强度校核表明，各项技术参数均可达到原设计的要求。应用表明，曲柄剪运行平稳、可靠，剪切质量稳定。镜像结构双向旋转剪切的功能，满足了不同轧制方向轧线的剪切需求。关键词：曲柄剪；镜像对称结构；过渡底脚板；双向剪切中图分类号：TG333.2+1文献标识码：B文章编号：1004-4620（2016）01-0024-03速的上下传动设计方案，输入轴与下剪轴同轴布1前言置。这种设计布局可以使减速机构与执行机构合莱钢棒材厂半连轧小型生产线主要产品为热二为一，大大简化了传动系统的结构设计，缩短了轧带肋钢筋和矿用树脂锚杆钢筋。在生产工艺流传动

3、尺寸链，不但布局紧凑，减少设备空间尺寸，而程中，需要在500开坯粗轧机与K12中轧机间安装1且提高了传动效率，便于维护，有利于现场的安装台曲柄碎段剪，用于粗轧道次60方坯料的切头、切使用。尾；同时，发生在线的工艺故障时迅速碎段中轧坯为了适应现场剪切大断面方坯时低速大扭矩料，防止现场跑钢、飞钢等事故的发生，降低现场拖的实际需求，曲柄剪内部齿轮设计模数较大，一级拽轧废的劳动强度。由于种种原因，新购进的曲柄输入齿轮的法向模数10，二、三级输出齿轮的法向剪旋转剪切方向不但与现场的实际轧制方向相反，模数18，以增大其剪切强度储备。曲柄剪

4、臂的旋转阻碍坯料切头的抛离，而且土建安为了使该设备的剪切机构能够正反两个方向装基础与现场不匹配，导致其一直无法安装使用。双向旋转剪切，除了要对其内部齿轮进行强度校为此，对剪切系统的曲柄连杆机构进行CAD运核，合理选择配合公差外，还要进行系统的镜像运动分析，改变其上下箱体的铰接位置，并设计“过渡动分析，并重新设计下箱体过渡底脚板，以便于现底脚板”，以匹配现场原有的土建基础，满足在线轧场的安装调试。制的工艺要求。2.1齿轮与芯轴配合公差的选用由于该剪体内部使用了圆柱渐开线角变位斜曲柄剪正反两个方向旋转时，内部斜齿圆柱齿齿轮机构，反

5、向旋转后输出轴轮齿及轴承的受力也轮啮合所产生的轴向载荷的方向是正好相反的，通会发生相应的变化，有可能会影响到其内部原有结过校核计算可知：在齿轮反向转动状态下，一级啮构设计的强度与刚度，因此重新对其内部齿轮机构合的大齿轮（Z2=101、mn=10）与二级啮合的小齿轮轴进行强度校核分析，以避免传动失效。（Z3=19、mn=18）之间所受轴向力正好相反，导致其二级大齿轮的轮毂与芯轴之间有相分离的趋势。2系统设计为了防止齿轮的轴向串动影响到啮合精度及曲柄剪的剪切系统采用曲柄连杆机构设计方齿向载荷分布，提高传动扭矩，降低轴孔配合的应案，

6、具有转动惯量大，剪切力矩大，承载能力高的特力集中，采用了无键联接轴孔大过盈配合的联接方点。剪切碎断的长度可由曲柄的转速进行调整，尤式，选用基孔制的H7/V6大过盈配合，并通过合理匹其是上下剪刃的剪切角可通过曲柄的初始位置进配公差等级，提高配合接触面的加工精度及表面粗行在线微调，以减小剪切角，增大剪切力矩。由于糙度。曲柄剪的剪切速度小、力矩大，箱体及轴承承受载此设计方案不但可有效解决反转时齿轮与芯荷集中，因此在结构设计上采用了3级啮合齿轮减轴相分离的问题，而且避免了机加工过程中由于插收稿日期：2015-10-09削键槽而造成的齿

7、轮轴键槽底部的应力集中。作者简介：李永峰，男，1976年生，2000年毕业于山东广播电视大学2.2剪切机构镜像运动分析设计机械设计制造专业。现为山钢股份莱芜分公司棒材厂小型车间设为了满足不同轧制方向轧线的实际剪切需求，备组组长，工程师，从事设备管理维护工作。24李永峰镜像对称结构双旋向曲柄剪设计改造实践2016年第1期要求剪切机构可以正反2个方向旋转，在箱体外部2.4下箱体过渡底脚板的异地安装设计布置2套相对独立的对称曲柄连杆机构。在箱体局为降低土建施工的难度，加快现场安装进度并部设计过程中，借助CAD制图软件对曲柄连杆机构减

8、少相应的外委基建费用，不再重新开挖新的土建#的运动过程进行了双向取点连线的轨迹运动分基础，而是借用原有的2剪土建基础，采用过渡底脚析。运动分析过程中发现，其上、下剪臂铰接连杆板的安装方案进行异地装配施工。重新设计一个的运动轨迹范围窄，下铰支座的连杆在摆动到极限新的双层下底座过