圆盘剪力能参数的计算方法与选择.doc

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1、中国冶金装备网----中国冶金人的网站圆盘剪力能参数的计算方法与选择 摘要：根据剪切过程中，带材厚度变化可以用一个满足边界条件的二次函数来表示，从而推导出剪切力的计算方法。分析了带材厚度与重叠量的关系，获得了相对重叠量S/h的取值范围。通过与现有一些剪切力计算公式相比较，本文可以得到较为合理的剪切力计算结果，可以为圆盘剪的设计和使用提供参考。关键词：圆盘剪剪切力重叠量CalculationandSelectionofEnergeticParameteronSlittingShearsZHANGMen

2、g(BaosteelEngineering&TechnologyCo.,Ltd.Shanghai201900)Abstract:Thequadraticfunctionwithboundaryconditioncanbeshownforvarietyofstripthickness.Thecalculatingformulaofshearingforceisderivedinthispaper.Thisresultsshowtherelationofstripthicknessandoverlap,

3、valuerangeofrelativeoverlapS/h.Comparingwiththeexistingcalculatingformulaofshearingforce,theresultofthispaperisreasonable,andofferthereferencefordesigninganduseofslittingshears.Keywords:slittingshearshearingforceoverlap中国冶金装备网----中国冶金人的网站在带材生产中往往需要对带材进

4、行切边或分条，使带材两侧面断面平直、光洁，以达到下道工序生产要求。切边、分条的主要设备就是圆盘剪。剪切力的计算是圆盘剪力能参数计算的基础，是设计和使用圆盘剪的出发点。因此，准确计算剪切力是非常重要的。计算圆盘剪剪切力的方法较多，常用的是诺沙利（B.B.Hocaлев）公式、柯洛辽夫（А.А.Королев）公式和村川正夫、前田祯三公式等等。本文所阐述的方法是把上下两个圆盘剪剪刃和带材接触点之间的厚度变化看成是能满足边界条件的二次函数，并引入了正负值的重叠量，使其计算更符合实际生产。1．剪切力的计算剪

5、切过程一般由两个阶段组成：压入变形阶段和剪切滑移阶段。剪刃逐渐压入带材，剪切力由零逐渐增大，由于这个阶段剪切断面产生的剪应力小于带材的抗剪应力，故带材只发生局部塑性变形。随着剪刃逐渐压入，剪应力增加到与抗剪应力相等。继续压入，当剪切断面上的剪应力大于带材抗剪应力时，带材便进入滑移阶段。剪切断面逐渐减小，剪切力也逐渐减小直至零。下刀片装在内侧主要起支撑作用，上刀片装在外侧主要起剪切作用。由于剪刃磨钝以及侧间隙等原因，也会影响单个圆盘剪剪刃上的剪切力。同时，剪切后的废边由于上剪刃的压力等原因而产生向下弯

6、曲。因此，在计算剪切力时应考虑这些因素的影响。中国冶金装备网----中国冶金人的网站图1圆盘剪剪切过程受力图中国冶金装备网----中国冶金人的网站如图1所示，当S≥0时，为了计算剪刃接触面上带材厚度的变化情况，需要建立上下圆弧的方程为：(1)式中：S——上下剪刃的重叠量，mm；R——剪刃半径，mm。(2)如图1所示，当x=l时，y=±h/2。(3)式中：α——两个剪刃的咬入角；h——带材厚度，mm。(4)剪切力作用点对应的方程为：(5)(6)式中：——剪切力作用点对应的圆心角。将式(4)和式(5)相

7、比较得到下式：(7)式中：。同理，当S<0时得到的方程如下：(8)中国冶金装备网----中国冶金人的网站(9)(10)结合式(7)和式(10)，可以得到如下方程：(11)(12)式中：——断裂时的相对切入深度，一般；——被剪切材料的延伸率，％。由式(12)，可以得到接触线CD至剪刃中心线的距离的方程：(13)变形区的接触面积为：(14)作用在一片剪刃上的剪切力为[1]：(15)式中：——剪刃磨钝及侧间隙影响系数，；——应力转化系数，——废边弯曲影响系数，——被剪板强度极限，MPa。由式(9)可以得到

8、剪切力作用点到剪刃中心的距离(16)作用在一对剪刃上的力矩M为：(17)2．带材厚度与重叠量的关系中国冶金装备网----中国冶金人的网站重叠量是圆盘剪剪切过程中一个很重要的参数，正确的重叠量能保证带材剪切时产生一个最佳的咬入角度和在剪切扭矩的作用下不跳刀、保持剪切的连续性。重叠量的大小与带材的抗拉强度、厚度、后张力、剪切力有关[2]。刀盘的重叠量随带材厚度的变化而变化，若重叠量不够，在剪切时局部会剪切不断，引起机械超负荷和带材局部弯曲；若重叠量太大，造成咬入角过小，则