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双偏心滚切剪的运动及力学分析

作　者: 赵阳
导　师: 孙登月
学　校: 燕山大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 滚切剪偏心量偏置量相位角重叠量
分类号: TG333.21
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

滚切式双边剪是中厚板轧制生产线精整区的核心设备,相比传统的斜刃剪,滚切剪是一种先进的中厚钢板剪切机,其在板材剪切质量和剪切效率方面存在诸多优点。它利用多轴多偏心运动原理进行滚动式剪切,能对厚度50 mm,宽度3000 mm～5000 mm的钢板进行高精度双边定宽剪切。目前我国企业的双偏心滚切剪绝大多数都是从国外引进。由于国外的技术保护和国内对滚切剪机构理论研究较少,制约了我国滚切剪设备的自主研发过程。上刀刃运动轨迹一直是双偏心滚切剪运动分析的薄弱环节和空白。因此,深入研究滚切剪机构理论,提出双偏心滚切式双边剪的相关机构的设计方法具有重要的理论和实际意义。本文详细地建立了4300 mm滚切式双边剪的剪切机构、传动机构以及齿轮箱的三维模型并阐述各自机构的功能与作用。在Motion运动分析软件的辅助下深入探讨了滚切式双边剪的上刀刃轨迹在不同初始相位夹角、不同偏心量、不同偏置量等因素的影响下的平直度、剪切步长以及重叠量的变化规律;得出了初始相位夹角、偏心量以及偏置量的合理的取值范围。通过对传统引进的4300 mm滚切式双边剪的结构尺寸及其性能参数进行分析,调整其结构尺寸及传动齿轮参数,改进成一套新型的大跨度的双偏心滚切式双边剪,并且对其上剪刃的运动轨迹进行了调整,同时与引进的4300 mm滚切式双边剪进行了对比研究,得出新的大跨度滚切式双边剪的剪切步长更长,剪刃轨迹更加优越。采用有限元方法对改造后的滚切剪机构与引进的4300 mm滚切剪进行了剪切过程的受力分析,提取并对比了它们传动曲轴扭矩的变化趋势,同时分析了相位夹角对曲轴扭矩的影响。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-9
第1章绪论  9-20
  1.1 滚切式双边剪的应用与发展  9-17
    1.1.1 中厚板剪切技术的分类  9-14
    1.1.2 滚切式双边剪在国内外的发展与应用  14-17
  1.2 滚切剪的研究现状  17-18
  1.3 研究内容及意义  18-20
    1.3.1 研究的主要内容  19
    1.3.2 本文的研究意义  19-20
第2章工作原理及模型的建立  20-35
  2.1 滚切式双边剪的结构及工作原理  20-33
    2.1.1 滚切式双边剪的结构及模型  20-31
    2.1.2 滚切式双边剪的工作过程  31-33
  2.2 滚切式双边剪的性能参数  33-34
  2.3 本章小结  34-35
第3章不同机构参数时的上刀刃轨迹分析  35-49
  3.1 不同相位夹角时的上刀刃轨迹分析  35-42
    3.1.1 上剪刃的运动轨迹仿真  35-41
    3.1.2 各状态运动轨迹的规律比较  41
    3.1.3 相位夹角的轨迹规律  41-42
  3.2 不同偏心量与偏置量对轨迹的影响  42-48
    3.2.1 偏心量之差对轨迹的影响  42-45
    3.2.2 回转中心偏置量对运动轨迹的影响  45-48
    3.2.3 偏心量与偏置量的轨迹规律  48
  3.3 本章小结  48-49
第4章滚切式双边剪参数改进及运动分析  49-60
  4.1 参数结构初设计  50-54
  4.2 新滚切剪轨迹分析与参数调整  54-59
    4.2.1 标记轴的植入  54-55
    4.2.2 轨迹的调整与分析  55-59
  4.3 本章小结  59-60
第5章滚切剪传动曲轴的扭矩分析  60-78
  5.1 引进的4300 mm 滚切剪的传动轴扭矩分析  60-75
    5.1.1 Solidwork 有限元分析简介  60-61
    5.1.2 钢板剪切假设  61
    5.1.3 剪切机构模型的建立与分析  61-65
    5.1.4 运算结果分析  65-75
  5.2 改进后的4300 mm 滚切剪曲轴扭矩变化分析  75-77
    5.2.1 刀刃面的分割  75-76
    5.2.2 轨迹的提取与分析  76-77
  5.3 本章小结  77-78
结论  78-79
参考文献  79-83
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  83-84
致谢  84-85
作者简介  85

双偏心滚切剪的运动及力学分析

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