文档介绍：武汉科技大学硕士学位论文第
摘要
模式飞剪是某热轧带钢厂精整线上对开卷粗矫后的钢板定长剪切的重要设备。现该厂
拟开发生产。母咔慷认盗泻穸裙娓竦母职澹H范ǜ媚<羰欠窬哂屑羟姓饫
高强度钢板的能力,本论文对其承载能力进行了理论分析和实验研究。
首先,,在
考虑冲击放大系数的前提下,通过计算,得出该模剪剪切。高强度钢板的最大
厚度为。
然后,依据该剪机机构运动特点,将剪切机构简化为曲柄滑块机构,建立其运动学方
程,并用中的模块进行运动学仿真,得出连杆角速度,下刀架的位移,
速度及加速度的仿真曲线,同时运用动态静力法建立合理的力学模型开展动力学分析,并
用能量守恒的观点对飞轮设计能力下的最低转速做了计算,从而为该剪机的强度理论分析
提供了基础。
最后,对该剪机机架和上下刀架主要承载部件用节点耦合技术将机架系统组成部件联
接起来,按最大设计载荷加载进行了整体有限元分析。在整体分析的基础上,利用子模型
技术,对应力集中部位建立子模型进行有限元分析;找到设备在极限状态下可能存在的结
构薄弱环节,为设备的检修生产提供参考意见。
关键词:模式飞剪;剪切力;动态静力分析;有限单元法;子模型;
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武汉科技大学硕士学位论文第
第一章概述
飞剪广泛应用于连续式轧机的轧制作业线、横切机组、连续镀锌机组和连续镀锡机组,
是钢厂生产设备中不可缺少的关键设备。在冶金设备的研究方面,飞剪一直受到各国学者
及设计制造企业的关注。
国内外研究概况及发展趋势
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飞剪机是冶金工业的重要生产设备之一。所谓飞剪机,是指横向剪切运动轧件,并满
足用户定尺要求的设备。因而,飞剪机必需具备三个必要条件:⒓羟性硕钡度械
水平分速度与轧件同步;⒎杉艋δ苈悴煌没У亩ǔ咭G螅、剪切速度必须与生
产线上其它设备匹配,以提高生产率。【
现代飞剪机按照飞剪原动机的类型可分为连续式和启停式两大类,连续式飞剪一般采
用交流绕线型异步电机驱动,配置有飞轮高速运转,通过快速响应的离合器及制动器实现
小惯量下启动、制动,而在大惯量下剪切,可以充分提高动力距,提高速度。启停式飞剪
采用低惯量大扭距直流电机,每剪切一次,电机启动、制动一次。【】不同工作制的飞剪各
有优缺点,连续式适合高速频繁启动,但电机连续运行浪费电能资源,启停制结构简单,
但电控技术要求高。
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传统飞剪机结构通常都十分复杂。例如自上世纪七十年代我国引进的施罗曼飞剪为第
一代引进的飞剪机,是双曲柄摇杆式飞剪机。这类飞剪机都有一个复杂的匀速系统和倍尺
机构。【】
随着电机技术的快速发展,特别是交流变频技术、大型伺服电机制造及控制技术的发
展,使复杂的飞剪机构设计变得十分简洁。如第二代引进的是所谓的翁格尔飞剪机及第三
代引进的桥式飞剪,完全取消了以往飞剪机的匀速机构及倍尺机构:利用先进的电气控制技
术,简单明快地满足了生产工艺对飞剪机的要求。
飞剪机的种类很多,除板带钢精整生产线的定尺飞剪机外,还有很多结构独特、用途
各异的飞剪,如板坯飞剪,型钢飞剪,切头飞剪,滚筒式飞剪,碎边飞剪等等。
模式飞剪又称滑座式飞剪,是中厚钢板定尺剪切中不同于卷筒式或曲柄式飞剪的定尺
剪切装置,最大差别是其刀架作纵向直线运动来和钢板同步,是精整生产线中关键的组成
部分,其任务是对作业线上的带钢按照用户的要求进行各种尺寸的剪切。模式飞剪定尺精
度要求高,控制系统复杂、其呕惴ǔ氏殖龆嘌浴
飞剪机的机构分析和动力学分析一直在飞剪机研究史上占据重要地位。
例如燕山大学王海儒【热私陌谑椒杉艋蚧6杂啥绕矫媪嘶梗擞
第武汉科技大学硕士学位论文
复数向量法建立了飞剪的运动学与动力学数学模型:在此基础上,针对飞剪的同步剪切及
定尺精度要求,研究了两主动曲柄的控制对策。
武汉科技大学机械自动化学院刘海昌等人在大量实测、分析计算的基础上,指出了
原来常用诺沙里的剪切力公式并未考虑的问题,即剪切时的冲击问题。对飞剪机的力能参
数的计算提出简洁实用的计算方法。刘海昌在进行摆式飞剪刚体动力学计算中,考虑机
构铰链间隙对机构动力学的影响,把间隙当作“间隙矢量构件”添加到原机构中,仍利用
动态静力法进行计算:“间隙矢量构件”就增加了一个自由度。
武汉科技大学