基于MATLAB的平行刃剪切机剪刃侧隙的优化设计.pdf

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1、2014No．5重型机械·69·基于MATIJAB的平行刃剪切机剪刃侧隙的优化设计郭光宇(山西太钢不锈钢股份有限公司，山西太原030003)摘要：在对平行刃剪切机剪切过程机理和力学规律分析的基础上，对影响剪切力的重要因素剪刃侧隙进行了力学分析和优化设计，找到剪刃侧隙对平行刃剪切机剪切力的影响规律，进而可以在实际操作过程中以规律分布图和最优化结果为依据，使剪切机剪切力最小。对于平行刃剪切机，一般m≤0．03，当剪刃侧向相对间隙取m=0．03的时候，剪切抗力较小。关键词：平行刃剪切机；剪刃侧隙；剪切力；最优化设计；MATLAB中图分类号：TG333文献标识码：A文

2、章编号：1001—196X(2014)05—0069—03OptimizationdesignofbladebacklashofparallelbladeshearsbasedonMATLABGUOGuang—yu(ShanxiTaigangStainlessSteelCo．，Ltd．，Taiyuan030003，China)Abstract：Basedontheanalysisofmechanismandmechanicslawofthesheafingprocessofparallelbladeshears，bladebacklash，oneoftheim

3、portantfactorswhichinfluentsheafingforce，wasanalyzedandoptimizedinthispaper．Theinfluencelawofbladebacklashtotheshearingforceofparallelbladeshearscanbeunder-stoodmorevisually．Basedonthedistributionlawdiagramandoptimizedresult，theshearingforceoftheshearswouldbeminimizedintheactualoper

4、ationprocess，thelifetimeofshearswouldbemaximized．Fortheparallelbladeshears，Generalm≤0．03，Whentheshearbladelateralrelativespacem=0．03，thentheshearresist—ancesmaller．Keywords：parallelbladeshears；bladebacklash；sheafingforce；optimizationdesign；MATLAB隙对剪机剪切力的影响只有定性讨论，现以剪切0前言过程中钢坯件单位面积受力分

5、析为例，对剪切机平行刃剪切机是用于将轧件剪切成为一定配运行机理及力学规律进行分析_2J。尺长度钢坯，并剪去轧件的头尾两部分的一种机以A表示剪切机剪刃侧向间隙。当剪刃开始械设备，是轧钢机械中重要的辅助设备之一l1]。接触钢坯件时，上下剪刃之间因为有侧向间隙等设计和正确使用剪切机，必须依据工厂实际的环因素的存在，所以对钢坯件的压力P构成力偶P境条件来确定剪切机运作过程中的剪切力和工作-a，钢坯件发生转动。转动时，因为受到剪刃效率。本文在平行刃剪切机运行机理和力学规律侧推力的作用，产生的力偶T·C与压力偶方研究的基础上，基于MATLAB软件对剪切机剪切向相反。随着剪

6、切过程的继续，两力偶最终会达过程中剪刃侧隙对剪切力的影响规律进行了优化到平衡，假设此时钢坯件转动角度为，即设计，在理论和工业应用上都有着一定的意义。P·a=T·C(1)1剪切机理及力学规律分析在钢坯件被剪刃剪切的变形过程中，假设所受的压力均匀分布且相等，则根据图1中受力分平行刃剪切机在运作过程中，剪切刃侧向间析所示，可以得到P收稿日期：2014—04—19；修订日期：2014—06—270。．(2)作者简介：郭光宇(1967一)，男，高级工程师，研究方向：轧71：P．：P．tan一钢机械。重型机械·71·MATLAB软件中求解二元规划问题的主要函实践表明，当m

7、=-“／-=8／280=0．0286，m数为quadprog函数，工程中常用的函数调用格／'L^式如下：=孚：6／200：0．03时，剪刃磨损较小，即此种[，fva1]=quadprog(日，_厂，A，b，Ib，ub，情况下剪切力较小。0，options)返回向量及解处的目标函数值，约束条4结论件为A×≤b，定义变量的下界f6和上界M6，设本文通过分析剪刃侧向间隙对平行刃剪切机置初值。，并根据options参数指定的优化参数剪切力的影响规律，得到了剪切力随剪刃侧向间进行优化计算。通过编程求解，可以得到目标函隙以及轧件尺寸的函数关系。通过编程求解可以数的最值问题

8、。得到了使平行刃剪切机在运行过程中剪切