热轧精整线模式飞剪承载能力分析

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1、第2页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f12]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：不同的是．原结构增加一个“间隙矢量构件”就增加了一个自由度。武汉科技大学姜惠军在其硕士论文㈣中针对武

2、钢热轧厂三号精整线上模式飞剪摇床和滑道之间、摇床和下刀架钩轮之间存在间隙因此在运动过程中产生冲击的问题进行了动力学方面的研究。1．2课题研究背景意义某热轧带钢厂精整线模式飞剪是山德国SMS设计生产的一种连续工作制E剪(如图11所示，有文献称其为连续一启停制)，是对开卷后钢板定长剪切的重要设备。泼模式飞剪是精整线上唯一一台整机进口的机械设备，设计最大剪切力为5145KN，用于剪切钢板强度o-．-300～800MPa、厚度h=5～254ram、最大宽度町达2200ram的钢板。这种类型飞剪利用电机带动传动机构运转，剪切时通过离合器控制剪切机构进行剪切，剪切完毕后，义通过制动器将剪

3、切机构固定于待切位置。该飞剪是一种比较先进的飞剪，它采用离合器和制动器取代了传统连续工作制飞剪的空切机构和匀速机构，具有结构紧凑、定尺调整方便，『几J样剪切能力下电机容量小、电机选型容易等优点，目前应用较多。随着生产的发展，新型钢种的出现，能否剪切一些材料参数超过原设计参数的钥种(例如该厂拟开发生产ob=1000MPa的高强度系列厚度规格的钢板)，就需对模式飞剪进行实测以及动力学研究，爿能清楚的了解该模式飞剪的承载能力．挖掘设备潜力：同时在操作中应该注意哪些问题，并且探讨机构改造的方法。因此本论文具有实际应用的价值。田1．1模式飞剪布置图武汉科技大学硕士学位论文第3页1．3课

4、题研究方法的概述1．3．1运动学与动力学分析方法简介机构运动学不考虑机构中力的作用，仅从几何的观点来研究机构各构件和构件上的点的运动参数一位移、轨迹、速度、加速度等的求解一运动学分析(kinematicanalysis)，以及仅从运动角度设计新机构的方法一运动学综合(kinematicsynthesis)；机械动力学是研究机械在力作用下的运动和机械在运动中产生的力，并从力与运动的相互作用的角度进行机械的设计和改进的科学，即动力学分析和动力学综合。动力学分析是动力学综合的基础。【42J机械动力学的分析过程，按其功能不同，可分为两类问题：1')动力学反问题(inversedyna

5、mics)：已知机构的运动状态和阻力(力矩)，求解应施加于原动件上的平衡力(力矩)，以及各运动副中的反力(即已知运动求力)。2)动力学正问题(forwarddynamics)：给定机器的输入力(力矩)和阻力(力矩)的变化规律，求解机器的实际运动规律(即已知力求解运动)。在机械动力学发展历史上，先后提出了四种不同水平的分析方法：静力分析、动态静力分析、动力分析、弹性动力分析。1)静力分析(staticanalysis)：对低速机械，运动中的惯性力可以忽略不计。对机械的运动过程中的各个位置，可用静力学方法求出平衡机械的载荷而需在原动构件上施加的力(力矩)，以及各运动副中的反作用力

6、。动力学反问题(inversedynamics)：已知机构的运动状态和阻力(力矩)，求解应施加于原动件上的平衡力(力矩)，以及各运动副中的反力(即已知运动求力)。2)动态静力分析(kineto．staticanalysis)：根据达朗贝尔原理，将惯性力和惯性力矩计入静力平衡方程来求出为平衡静载荷和动载荷而需在原动构件上施加的力(力矩)，以及各运动副中的反作用力。由于采用了“原动件等速回转"这一假定，在动态静力分析中便不涉及原动机的特性。动态静力分析应用于动力学反问题中。对许多速度高的机械，多用动态静力分析代替静力分析。3)动力分析(dynamicanalysis)：在力的作用

7、下，机械并不能维持“原动构件等速回转”这种理想化的假定。尽管这种假定在许多情况下是允许的，但在工程实践中也常常要求知道原动构件和机械系统的真实运动。动力分析抛弃了对原动构件运动规律的理想假定，因而要把原动机包括在机械系统内来进行分析，它应用于动力学正问题中。4)弹性动力分析(elsato—dynamicanalysis)：在上述三种分析方法中，构件均被认为是刚性的。弹性动力分析是计入构件弹性的动力分析方法。第4页武汉科技大学硕士学位论文这些研究工作主要集中于机构参数的确定、运动参数的分析、刚体动力学计算