250t热剪剪刃滑座失效分析.doc

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1、最新【精品】范文 参考文献 专业论文250T热剪剪刃滑座失效分析250T热剪剪刃滑座失效分析 摘要:250吨热剪在轧钢设备中的功能以及作用,从剪刃损坏频繁出发,发现剪刃滑座的故障,进行剪刃滑座失效分析,以及剪刃滑座设计强度与实际使用中需要的强度进行对比,进而计算出设备需要改进尺寸。以及改进方式。针对设备现场的使用情况,检测原设计是否合理,再加以改进,进而使设计完全符合生产需求。 关键词:热剪 剪刃 失效 强度 一、问题的引出 河冶科技股份有限公司连轧线上安装有一台250吨热剪。它每天都要连续工作,用来保证下一道进口工序的长度尺寸。特别是紧急处理轧制高速钢过程中不可避免的劈头现象。试运行期间,剪

2、刃损坏次数频繁,大量的剪刃的消耗严重影响生产成本,更换剪刃的过程制约了连轧线的生产节奏。在研究剪刃如何损坏的过程中,检查发现剪刃滑座存在设计缺陷,是导致设备技术指标不达标,剪刃消耗异常的主要原因。 从11年5月份生产到11年12月12日剪刃滑座失效,250T热剪在的7个半月(合222天)的时间内,累计剪切9313.77吨钢坯,按照每一吨坯料需要剪切3次计算,合计约为9313.77*327938次。平均每天剪切125.8次,远远没有到达设计要求的使用100000次。 二、原理分析 热剪的功能部分以及工作原理 (一)、250吨热剪从功能上主要分以下几部分: 1、热剪主传动部分2、热剪工作机构3、剪

3、切压料装置4、电控系统5、稀油润滑6、压缩空气系统7、干油润滑系统 (二)、250吨热剪的工作原理: 热剪主体由交流电机常转,飞轮蓄能,剪切工作时电机和飞轮同时作用,实现剪切。这时飞轮转速略微下降8%至12%。然后在电机的带动下,很快恢复至额定转速。电机与飞轮之间为齿轮减速和皮带传动。这样的挠性传动,适合于转速不稳定的传动,缓冲转速波动带来的冲击。 热剪剪切形式为:下剪刃固定,上剪刃移动。上剪刃支座体在曲柄轴的带动下,两侧滑道的导向下上下移动,实现剪切功能。热剪主体内部传动为二极齿轮减速,输入端与飞轮同轴;输出端与曲柄轴同轴。在输入轴两侧分别装有一台离合器和一台制动器。热剪不工作时,电机与飞轮

4、常转,输入轴禁止(离合器打开;制动器闭合);剪机工作时,由飞轮轴带动输入轴以及曲柄旋转,实现剪切(离合器闭合;制动器打开)。这样由离合器与制动器协调动作,实现动力的通断和准确的停位。离合器和制动器均为气动干式磨檫片式。热剪剪切时为防止翘尾现象,在热剪入口端设计有压板装置,由气缸带动一连杆机构使切料上压板压于热坯上部,实现稳定剪切。剪切结束后,压板抬起,热坯开始向前运动,等待下一次剪切时,热坯停止后,压板压下。由PLC控制器实现热剪自动切头、自动切尾,所有动作的相互连锁以及报警功能,同时还能与主轧线电控系统实现通讯。操作台设置在热剪操作侧,控制柜设置在轧制区的控制室中。 具体根据实际使用情况现场

5、分析以及在线生产员工的反馈。得出以下结论: 上剪刃滑座的机构形式不合理,在剪切时,上剪刃受到侧向的切力,上剪刃悬空过长,造成剪刃定位强度不足,剪刃易损坏,滑座强度不足。在剪切时,棒料压紧点距离剪刃太近,剪切时棒料不能压死,棒料上翘,上剪刃受到侧向的切力。 查找设备具体技术参数。画出剪刃滑座受力模型。 250T热剪的技术参数: 剪切轧件断面:6300 mm? 剪切强度:400N/? 剪切力:2500KN 结合实际使用情况中正常剪切坯料尺寸为80mm的正方形坯料。 以及250吨热剪的零部件尺寸,得出热剪闷钢卡料时坯料极限翘起高度。如图1 图1 剪切时,坯料上翘极限高度 从上图建立力学模型 进行剪刃

6、剪切时的受力分析,见下图 图2 剪刃剪切时受力分析图 Fn=热剪剪切力,Ft=支反力方向,Fc=剪刃滑座受力, Tan=Fn/Ft- L=290mm,L1=450mm 剪刃滑座在250吨热剪的内部,只能做上下相对滑动,剪切时就可以简化成一个悬臂梁,从受力图建立剪刃滑座受力的力学模型进行受力分析 图3剪刃滑座受力图 Fc=剪刃给剪刃滑座的推力 Fc*L=FL1- 对剪刃滑座损坏位置进行强度校核 max=M/W- 对于悬臂梁|M|max=Fcl- 滑座固定剪刃的支架b=520mm,h=100mm W=bh?/6- 由以上公式计算出剪刃滑座需用强度 =2500000*620*9*0.29*6/(21

7、11*5*0.52*0.01)442Mpa 三、解决方案 根据公式,更改剪刃滑座结构可以改动的部分包括 1、剪刃长度,以及滑座卡槽深度。 2、滑座固定端厚度。 根据公式初步计算数值,更改后剪刃滑座,以及剪刃。 图4 更改后剪刃滑座受力分析图 再次校核强度=203Mpa295Mpa强度到达使用要求。 四、效果以及结论 重新设计的剪刃以及剪刃滑座制作安装后,目前设备使用正常,未出现卡钢后剪刃滑座变形的情况。针对闷钢后钢坯跳起的问题。又添加了一个压紧装置,用以压紧钢坯。为保证锁紧装置与剪切系统的同时运行,保证每次剪切时都可以可靠的压紧坯料。压紧装置的控制信号同时引用热剪的PLC中的剪切信号。通过它控制剪切与压紧的同时进行。 图5 新增的压紧装置 参考文献: (1)hmjswnwh229864.材料力学常用公式 EB/OL. 2012-05-27. http:/ (2)CP/DK 英科宇机械工程师电子手册(Computer Program on Disk)-最新【精品】范文

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