离心式飞剪机的运动学仿真和动力学分析

论文摘要

飞剪机是一种冶金重型机械设备,用来剪切运动着的轧件。飞剪机通常安装在钢坯连轧机、钢板连轧机、型钢和线材连轧机等轧制线上,用来剪切轧件头部、尾部或将轧件剪切成定尺长度。近年来,随着计算机技术和电气控制技术的发展,结构简单的飞剪得到了广泛应用,如离心式飞剪就是这些简单结构飞剪的一种。本文主要针对上海宝山钢铁公司的电镀锌生产线的飞剪机进行研究,由于本台机器主要用于剪切轧件头部、尾部。根据工艺要求本文对飞剪机能否剪切定尺长（400～600mm）的板材的可行性进行分析。本文涉及的飞剪机为启动式飞剪机,由启动式飞剪机的调长方法,即光电装置调长,由其调长公式L=v0t0±L′可知,只有启动到剪切的时间t0为待定量,飞剪机的运动学仿真主要求解该量,主要步骤为在三维软件SOLIDWORKS中进行建模,然后在仿真软件ADAMS进行飞剪机启动特性的模拟仿真得到相应的数据,最后求得启动时间。在此基础上对飞剪机的安全特性进行检验,本文选用飞剪机的主要部件曲轴在有限元软件ANSYS中进行模态分析得到曲轴在不同时刻的前5阶固有频率使之与驱动频率进行比较,检验设备是否发生共振能否满足工作要求,为方案的可行性提供必要的理论依据。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 绪论
• 1.1 飞剪机国内外研究历史及现状
• 1.2 飞剪机特性及分类
• 1.3 飞剪研究的热点问题
• 1.4 课题研究背景目的和意义
• 1.5 论文主要工作
• 第2章 离心式飞剪机的建模和工作原理
• 2.1 离心式飞剪机三维建模
• 2.2 离心式飞剪机的工作原理
• 2.3 离心式飞剪机的主要性能参数
• 2.4 飞剪机的控制方式
• 2.4.1 飞剪机的定尺控制系统
• 2.4.2 飞剪机刀刃的运行轨迹
• 2.4.3 飞剪机的工作制度和运行方式
• 2.4.4 飞剪机同步区运动的数学模型
• 2.5 飞剪机定尺长度的调整
• 第3章 离心式飞剪机的运动学仿真与分析
• 3.1 ADAMS软件简介
• 3.2 ADAMS中飞剪机模型的建立
• 3.2.1 模型的导入
• 3.2.2 添加约束
• 3.2.3 摩擦力的添加
• 3.2.4 启动时间的求解及可行性的验证
• 第4章 基于ANSYS的飞剪机曲轴的模态分析
• 4.1 模态分析
• 4.1.1 ANSYS模态分析简介
• 4.1.2 模态分析的方法
• 4.1.3 ANSYS模态分析的步骤
• 4.1.4 模态分析的提取方法
• 4.2 曲轴的有限元模型的建立
• 4.2.1 曲轴模态计算的要求
• 4.2.2 曲轴模型的简化
• 4.2.3 三维实体模型的建立
• 4.2.4 曲轴有限元网格的划分及其原则
• 4.2.5 曲轴轴承的简化
• 4.3 模态分析求解
• 4.3.1 模态分析边界条件的确定
• 4.3.2 模态分析中各参数的设定
• 4.3.3 模态分析的求解
• 4.4 模态分析结果的比较
• 4.4.1 曲轴临界转速的确定
• 4.4.2 曲轴工作转速的确定
• 第5章 结论与展望
• 5.1 结论
• 5.2 展望
• 参考文献
• 致谢