滚筒式飞剪机开题报告.docVIP

姓 名 学 号 毕业时间 学科专业 机械设计及理论 研究方向 重型机械结构优化设计 论文题目 滚筒式飞剪机剪切力能参数研究 一、立题依据（包括研究目的、意义、国内外研究现状与发展趋势） 1.目的和意义： 横向剪切运动的轧件的剪切机叫飞剪。飞剪与一般剪切机一样，主要是用来剪切定尺、切头、切尾、切取试样以及处理事故等。由于飞剪是在运动中进行剪切，因而飞剪的结构、调整及控制比一般剪切机要复杂，对设计和制造的要求也很高。飞剪通常安装在连续式轧机的轧制线上和连续式独立加工机组的作业线上。 飞剪有以下几个基本要求： 1) 剪刃在剪切轧件时要随着运动着的轧件一起运动，即剪刃应该同时完成剪切和移动两个动作，且剪刃在轧件运动方向的瞬时分速度应该与轧件运动速度相等或者大些。因为，在剪切轧件时，如果剪刃在轧件运动方向的瞬时速度小于轧件运动速度，则剪刃将阻碍轧件的运动，会使轧件弯曲，甚至产生缠刀事故。反之，如果剪刃瞬时速度比轧件运动速度大太多，则在轧件中将产生较大的拉应力，这会影响轧件的剪切质量和增加飞剪的冲击负荷； 2）上、下剪刃的运动轨迹，至少有一个必须为封闭曲线，以保证剪刃返回时不阻碍轧件继续运动； 3）剪切过程中，上、下剪刃最好做平面运动，使剪切断面垂直于轧件轴线； 4）满足轧机或机组生产率的要求及剪切同步性的要求。 自从上世纪70年代以来，电机、电力电子、计算机控制、变频控制以及其他相关技术得到较快发展，特别是交流伺服驱动技术取得了突破性进展。随着第三代稀土材料钕、铁、硼的出现，在20世纪90年代我国推出了大功率永磁交流伺服电机，它和数字化重载机组成新型飞剪机。飞剪机是剪切工艺、连续式轧钢生产线上不可缺少关键设备，随着现代化钢材生产产量和钢材品种不断增加，同时要求轧钢生产向高速、连续化生产方式转变，飞剪机设计和制造质量要求更高。如在轧件运动实施剪切时运动特性的反应灵敏性、动作的准确性以及工作稳定可靠性等高要求。 通过对飞剪机的研究设计，大幅度提高飞剪机的智能化水平、可靠性和使用水平， 大大简化机械结构，对增加产量，降低能耗，提高企业效益具有非常重要的现实意义。 2.国内外研究现状与发展趋势 传统飞剪机结构通常都十分复杂。例如自上世纪七十年代我国引进的施罗曼飞剪为第一代引进的飞剪机，是双曲柄摇杆式飞剪机。这类飞剪机都有一个复杂的匀速系统和倍尺机构。 随着电机技术的快速发展，特别是交流变频技术、大型伺服电机制造及控制技术的发展，使复杂的飞剪机构设计变得十分简洁。如第二代引进的是所谓的翁格尔飞剪机及第三代引进的桥式飞剪，完全取消了以往飞剪机的匀速机构及倍尺机构：利用先进的电气控制技术，简单明快地满足了生产工艺对飞剪机的要求。 根据飞剪机的用途、结构特点、机构类型或驱动方式等特点可以将飞剪机分为(1)钢坯飞剪机；(2)型钢、线材飞剪机；(3)钢板、带钢飞剪机这三种主要类型。板带车间的飞剪机按用途可分为切头、尾飞剪机和定尺飞剪机两大类。如果按飞剪机结构形式的不同，切头飞剪机可分为曲柄式飞剪机和滚筒式飞剪机两种；定尺飞剪机又分为滚筒式飞剪机、曲柄式飞剪机、摆式飞剪机、模式飞剪机等几种。 目前应用较广泛的飞剪形式，有圆盘式飞剪、滚筒式飞剪、曲柄回转杠杆式飞剪、曲柄偏心式飞剪、摆动式飞剪、曲柄摇杆式飞剪和回转飞剪机等。圆盘式适用于小型型材和线材的切头；曲柄式和滚筒式主要用于热连轧板的切头切尾。 目前国外多采用比较先进的剪切机型，一是采用离合器启动和制动器制动，我们称为“连续——起停”制飞剪机；另外一种是电动机直接“起——停”制飞剪机，这两种飞剪机各有其优点和不足之处。随着科技技术的不断发展，电控水平的提高，“起——停”制飞剪机将逐步代表飞剪机的发展趋势。 肖凌俊在其硕士学位论文[2]以某钢厂1700热轧线飞剪机机架断裂事故为研究对象，采用有限元方法对机架结构进行了应力、变形分析，并用修正的Miner法则Corten—Dolan非线性损伤理论对机架进行了疲劳寿命估算，最后在此基础上提出了提高机架强度及延长机架寿命的改进方案并对方案进行了评估。 虞益中在其硕士论文[3]以无锡威华机械有限公司的飞剪机为分析模型，详细研究曲柄式飞剪的构造并作了受力分析，计算出飞剪机最大剪切力位置，并对其进行了运动学和动力学分析；运用Matlab对剪切机构进行优化设计；建立杆长尺寸制造误差对飞剪剪刃轨迹精度影响的数学模型，运用Matlab找出了其影响规律；用Deform 3D有限元分析软件对飞剪剪切过程进行有限元数值模拟；用有限元分析软件Ansys对飞剪机机架作了应力应变分析；分析了飞剪机刀刃的应力应变情况。 张永虎重新设计了滚筒式飞剪机的机械结构；根据飞剪机设计的目的和要求确定出基本参数、飞剪机在剪切时的剪切力、力矩及剪切功；运用机械运动仿真模块对飞剪机