冷轧机组摆式飞剪机现代设计研究

论文摘要

飞剪是在带钢运行中进行横向剪切的剪切机的简称,飞剪的剪切精度直接影响着冷轧薄板的成品质量。飞剪本体通常设置有剪切机构、空切机构、匀速机构、刀片侧向间隙调整机构、主副齿轮侧隙消除机构、传动机构等;而辅助装置有夹送、矫正及切头收集装置。由于摆式飞剪的剪刃作平面平移运动,剪切断口质量好,在现代带钢连轧车间被广泛采用。本文主要通化钢厂1550镀锌机组项目中的摆式飞剪的设计为依托,研究了剪切冷轧带钢的摆式飞剪的现代设计方法。首先,利用当今流行的飞剪设计算法,获得摆式飞剪力能参数计算理论与方法,建立摆式飞剪的剪切力学模型,进行剪切力计算。其次,对摆式飞剪机构进行运动学分析,得出摆式飞剪剪切速度的计算方法。最后,采用三维实体设计(Inventor 9),成功设计了通化钢厂1550镀锌机组项目中的摆式飞剪,并通过有限元强度分析及ADAMS软件运动仿真分析后对上刀架三维实体模型优化,保证强度的同时减小质量和转动惯量,改善设备的运动特性。该摆式飞剪于2007年10月投入运行,满足设计的各项指标。这是二重集团公司作为国内主要的大型冶金成台套设备的设计、生产厂商第一次自主完成摆式飞剪的设计。这必将为今后摆式飞剪的系列化设计及优化设计打下坚实基础,大大缩短摆式飞剪的开发周期,进一步占领国内市场。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 选题背景及国内外研究现状
• 1.1.1 选题背景
• 1.1.2 国内外研究现状
• 1.2 摆式飞剪概述
• 1.2.1 几种主要飞剪的结构特点
• 1.2.2 现代板带车间生产工艺对带钢飞剪的要求
• 1.3 论文的主要工作
• 1.4 论文的主要意义
• 2 飞剪力能参数计算数学模型
• 2.1 作用于飞剪剪刃上的力
• 2.1.1 克服金属剪切变形所需的剪切力
• 2.1.2 带钢运行方向作用的力
• 2.1.3 工程上剪切力的计算
• 2.2 典型材料的单位剪切抗力曲线
• 2.2.1 实验曲线法
• 2.2.2 经验资料插值法
• 2.3 剪切功
• 2.4 本章小结
• 3 带钢飞剪电动机功率的确定
• 3.1 启动工作制飞剪电动机功率
• 3.2 连续工作制飞剪电动机功率
• 3.3 本章小结
• 4 滑块摆式飞剪分析
• 4.1 概述
• 4.2 滑块摆式飞剪的结构
• 4.2.1 剪切机构
• 4.2.2 空切机构
• 4.2.3 滑块摆式飞剪的定尺长度
• 4.2.4 滑块式摆式飞剪的剪切速度
• 4.3 本章小结
• 5 通钢1550出口摆式飞剪的设计及优化
• 5.1 设备的技术参数
• 5.2 设备的结构组成
• 5.2.1 剪切夹送辊
• 5.2.2 飞剪本体
• 5.3 设备的基本参数分析计算
• 5.3.1 剪切速度的分析
• 5.3.2 剪切力能分析及电机选择
• 5.4 三维实体设计
• 5.4.1 三维软件简介（Inventor9）
• 5.4.2 通钢出口飞剪三维设计
• 5.5 飞剪上刀架强度分析
• 5.5.1 有限元计算模型
• 5.5.2 分析结果
• 5.6 飞剪机的运动学分析
• 5.6.1 ADAMS软件简介及模型建立
• 5.6.2 上剪刃轨迹、速度、加速度仿真结果
• 5.6.3 下剪刃轨迹、速度、加速度仿真结果
• 5.6.4 结果分析
• 5.7 本章小结
• 6 结论与展望
• 6.1 主要研究结论
• 6.2 研究展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录