曲柄摇杆式飞剪剪刃间隙研究.pdf

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1、·40·重型机械2013No．1曲柄摇杆式飞剪剪刃间隙研究陈洁(中冶南方I程技术有限公一J技术研究院)摘要：首先利用闭环矢量方程建立某厂带钢连续处理机组上的曲柄摇杆式飞剪运动学分析数学模型，对剪刃端点运动坐标进行求解，在此基础上建立了上下剪刃存剪切过程中的剪刃间隙求解方程，为飞剪剪刃间隙补偿提供了理论依据关键词：曲柄摇杆、飞剪、运动学分析模型、剪刃间隙补偿中图分类号：TG333．21文献标识码：A文章编号：1001—196X(2013)01—0040—03Kinematicsandbladeclearanceanalysisofcrankrockerflyingshear

2、CHENJie(R&DInstitute，W1SDRIEngineering&ResearchIncorporationLimited，Wuhan430223，China)Abstract：Akinematicsanalysismathematicalmodelofthecrankrockerarmflyingshearinstripsteelcontinu—OUSprocessingmachineofalarge—sealeironandsteelplantwasbuiltbymeansofclosed—loopvectorequation．Themotionc,oor

3、dinatesoftheshearbladeendpointwerecalculated．Anequationforcalculatingtheclearanceoftheupperandlowershearbladesinshearingprocesswasestablishedaccordingtothecalculatedresult．Itpro—videdatheoreticalbasisrtheflyingshearSbladeclearancecompensation．Keywords：crankrocker；flyingshear；kinematicsana

4、lysismodel；shearbladeclearancecoinpensation0前言l飞剪结构简介曲柄摇杆式飞剪是冶金生产线上的重要设本文研究的飞剪主要应，}_}j在带钢连续处理线备，其结构设计的好坏直接影响到被剪带钢的断上。它布置在机组出【_I，主要用于分卷、取样剪面质量。设计曲柄摇杆式飞剪时，需要同时满足切、焊缝剪切和废钢剪切。运动学和动力学条件。许多学者在结构强度、剪如图1所示，曲柄摇杆式飞剪可简化为四连刀轨迹等方面进行了研究。。，但极少有研究涉杆机构，由曲柄1、上刀架3、下刀架4和机架及剪刃问隙的变化。实际上，曲柄摇杆式飞剪在组成。其中fH1柄1为原动件，

5、作旋转运动，下刀剪切过程中，其剪刃间隙总是发生变化，对于薄架4作摆动，上剪刃2和下剪刃5在垂直方向重带钢而言，这一变化可能导致剪切质量下降甚至合时产生剪切动作。产生“卡钢”事故。本文首先应用闭环矢量方2飞剪运动学数学模型程建立飞剪的运动学模型，应用牛顿一辛普森法对剪刃坐标进行求解，在此基础上对剪切为求得剪切过程中剪刃间隙的变化，必须先区间的剪刃问隙变化情况进行了分析，为剪刃间求出剪刀在大地坐标系中的位置，本论文首先采隙补偿提供理论依据。用闭环矢量方程求解各连杆的位移参数，然后推导m上下剪刃的坐标，最后求解剪刃间隙。收稿日期：2012—05—12；修订日期：2012—07～

6、252．1飞剪剪切机构的运动学数学模型作者简介：陈清(1980一)，女，中冶南方丁程技术有限公司技将图1所示的飞剪剪切机构抽象为四连杆机术研究院高级1程师。构，则可得飞剪剪切机构计算模型。如图2a所重型机械·41·(2)式即为飞剪机构的位置方程组。式中rr由图纸可查，0为固定值，为主动件曲柄角度，0、0为未知量，它们随变化而变化。由此可计算出曲柄在任意角度时四连杆机构中上刀架与下刀架所处的角度位置。飞剪机构的位置方程组为非线性方程组，可以采用牛顿一辛普森法进行求解，具体求解步骤可参考文献J。对于任意给定的曲柄位置角0，0、0求解后，四连杆机构位置即可确定，由于上、下剪刃1

7、曲柄2上剪刃3七刀架4下刀架5下剪刀刚性联接与上、下刀架，因此其位置可由四连杆图1飞剪剪切机构示意图机构位置确定。上、下剪刃的位置求解模型如图Fig．1Schematicdiagramofflyingshearmechanism3所示。示，向量尺～分别为飞剪曲柄支座与下刀架支座连线、下刀架、上刀架以及曲柄的向量表示。由于上下剪刃分别固定在上下刀架上，因此由上下刀架的运动学分析结果可推导出上下剪刃的运动学分析结果。以下刀架与机架的铰接点为坐标原点，由该示意图可得到机构的闭环矢量方程：●y图3上下剪刃的求解模型Fig．3Calcu