圆盘剪剪切力计算
第八章-剪切机-飞剪-斜刃剪-圆盘剪
图解法求曲柄转角与刀片行程相对压入深度关系
∵ ABC 与 0AG 相似 ∴ AB AC
AC zi ,0G h0
0 A
,取0A 1 ,
0G
得出:
AB
zi h0
i
23
• 曲线横座标为曲柄转角,纵座标为刀片行程; 根据剪切 机构尺寸可作出其关系曲线。
• 作出五个等距的同心圆。
教材262-265所示为部份钢种的τ—ε曲线。
15
16
2、最大剪切力Pmax 可按以下公式计算：
Pmax=KτmaxFmax
(8-13)
K为考虑刀片磨钝、刀片间隙增大而使剪切力增大 的系数。根据不同的剪切机的剪切能力，K=1.1-1.3。
对于所剪材料无单位剪切阻力的实验数据时，可用 以下公式计算最大剪切力：
从剪切机构上讲，剪切机又分为上切式剪切 机与下切式剪切机。
31
一、上切式剪切机——其剪切钢坯动作由上剪刃完成 （下刃固定）
为保持切口平直，上切式剪切机必须在机后有一随 上刀、轧件运动的升降辊道。如图所示：
32
实例一：20兆牛上切式剪切机
结构特点：上切式剪切机；由曲柄连 杆机构、上剪刃与连杆之间的补强块、 上剪台液压平衡、液压压板、快速换剪 刃机构、上下剪台夹紧缸及扩大行程机 构组成。
由图可看出， Mj′=Pab×C
C——力Pab到O 点的力臂
以上计算结果实 际包含了剪切力矩 与摩擦力矩。 27
力臂c的求法：
在>90°时：
c=Rcos(α-β-γ-90)+ρa+ρo (8-35)
在<90°时：
c=Rcos(90-α+β+γ)+ρa+ρo (8-36)
圆盘剪剪切力计算
h ——被切板厚/mm;S ——剪刃重叠量/mm;b σ——被切板强度极限/Mpa;总剪切力的计算为：)(3210p p p k p ++= （1）式中：0k ——考虑剪切磨钝后使用总剪切力增加的系数，.211.10～=k ；1p ——剪切金属所需的剪切力/kN;2p ——剪切过程中使贯穿裂纹连续扩展所需的作用力/kN;3p ——弯曲切边所需的作用力/kN.1、1p 计算当D 、h 、S 一定后，咬入角0a 为)1(cos 10DS h a +-=- （2） 与咬入角0a 相应的x 坐标为l24422Sh h S Rh RS l ---+= （3） 在剪切区内，与任一坐标x 所对应的瞬时被剪件高度为x h2222)(22x R l R h h x ---+= （4）设金属开始断裂时的相对切入深度为1ε，剪切薄板时取5125.1σε≈开始断裂时被剪件瞬时高度为1h)1(11ε-=h h （5）与1h 所对应的x 坐标为1l由式（4）21222122l R l R h h ---+=得：21221212214⎥⎦⎤⎢⎣⎡---=l R h h l l εε hdx dx q dp x τ==1式中：x q ——作用在接触弧上水平投影单位长度上的剪切力由相对切入深度知： hx αεtan 2=微分后得知： εαd h d x tan 2=所以纯剪切力为：a h d h hdx p ⎰⎰===αετατtan 2tan 2221 式中的a 值可利用平行剪单位功数据。
在圆盘剪上冷剪时，a 值可按下面公式计算：δσδσb b k k a ==21式中取121=k k ，δ为材料延伸率，查手册取所以：a h p αtan 221= 查文献总剪切力的计算公式：)tan 1(1δαz p p +=考虑到刀刃磨钝的影响，增大15%～20%，这里取20%，%)201(+=p P圆盘剪上的剪切力可根据作用在刀片的力矩来计算，在上下刀片直径、速度都相等而且都驱动时，则与简单轧制情况相似，合力p 垂直作用在刀片上，这时转动刀盘所需的力矩为：αsin 1PD M =驱动圆盘剪的总力矩为：)(21M M n M +=式中，n ——刀片对数2M ——一对刀片轴上的摩擦力矩，μPd M =2，其中d 为刀片轴轴颈的直径这里取d=170mm ，μ为刀片轴承处的摩擦系数，查手册取0.004， 所以，总力矩为：)(21M M n M +=查文献圆盘剪电动机功率可按下式确定ημD Mv N 100021= 式中：1μ——考虑刀片与钢板间摩擦系数，1μ=1.1～1.2； v ——钢板运动速度，m/sη——传动系统效率，95.093.0～=η。
圆盘剪的设计与参数选择知识分享
圆盘剪的设计与参数选择圆盘剪的设计与参数选择【摘要】本文结合实际工程，介绍了推拉式酸洗线上圆盘剪的结构特点，刀具侧向间隙及刀盘重合度调整的方法等。
并给出了剪切力、驱动功率的计算公式和实际例子。
本圆盘剪已在华美推拉式酸洗线上使用。
【关键词】圆盘剪设计参数目录：1.圆盘剪概述2.圆盘剪主要技术性能3.圆盘剪结构3.1机架3.2调宽装置3.3刀刃侧向间隙调整装置3.4刀盘重合度调整装置4.有关参数的选择和计算4.1刀盘直径和厚度的选择4.2刀盘重合度和侧向间隙的选择4.3剪切力的计算4.4剪切力矩的计算4.5剪切电机功率校核5.结束语参考文献1.圆盘剪概述带钢在轧制过程中，有时边部会产生细小的裂缝等缺陷，如不及时切掉，极可能在后续加工过程中产生断带事故。
所以在酸洗机组中均设置圆盘剪，以便去掉边缘损伤，并使成品带钢达到要求的宽度。
另外圆盘剪还广泛用在冶金带钢生产线的其它机组中,如横切机组、纵剪机组、重卷机组、拉矫机组、镀锡机组及焊接机组等。
圆盘剪按其用途和构造可分为两大类:带两对刀盘和多对刀盘.两对刀盘的圆盘剪只用来剪切带材的边部,故称切边圆盘剪或切边剪;多对刀盘的圆盘剪在剪切带材边部的同时并将带材纵切成多条较窄的带材,故称分条圆盘剪或分条剪。
圆盘剪按其传动方式又分为拉剪和动力剪;所谓拉剪,即刀盘没有传动装置,直接由机后的张力辊及卷取机等设备将带钢拉过圆盘剪进行剪切.本文介绍的圆盘剪是用在推拉式酸洗线上。
它的特点是传动系统中装有超越离合器，当机组速度低于穿带速度时，圆盘剪按动力剪状态工作；当机组速度超过穿带速度时，离合器将脱开传动系统，圆盘剪按拉剪状态工作。
为了使切边时不产生毛刺，并保持最小的宽度公差。
必须用防跑偏装置加以控制，以使带钢对中和无冲击地进入圆盘剪。
因此，在圆盘剪的入口侧布置了一套夹送辊纠偏装置。
2.圆盘剪主要技术性能带钢厚度： 1.8～4.0mm带钢宽度：700～1350mm带钢强度极限：σb≤610Mpa机组速度：酸洗出口（圆盘剪）：最大 120m/min穿带速度：最大 60m/min剪刃直径：φ350mm剪刃厚度：30mm最大工作间距：1590mm最小工作间距：630mm切边精度：0～＋1mm3.圆盘剪结构圆盘剪由左右机架、上下刀轴、机架调宽机构、传动装置、刀盘重合度调整装置、刀刃侧向间隙调整装置、固定底座等组成。
剪切力计算公式角度怎么算
剪切力计算公式角度怎么算剪切力是指在材料受到剪切力作用时所产生的内部应力。
在工程中，剪切力是一个非常重要的参数，它可以影响材料的强度和耐久性。
因此，了解如何计算剪切力是非常重要的。
本文将从角度的角度出发，介绍如何计算剪切力的公式和方法。
首先，让我们来了解一下什么是剪切力。
当一个物体受到外部力的作用时，如果这个力是沿着物体的表面平行方向作用的，那么这个力就是剪切力。
在材料力学中，剪切力是一种产生剪切应力的力，它可以导致材料的形变和破坏。
剪切力的计算公式可以通过角度来进行推导。
假设有一个物体受到一个剪切力F的作用，这个力是沿着物体的表面平行方向作用的。
如果我们知道这个力的大小和作用的角度，那么我们就可以通过角度来计算剪切力。
设物体受到的剪切力F的大小为F，作用的角度为θ。
那么根据三角函数的定义，我们可以得到剪切力的计算公式：F = F sin(θ)。
其中，F是剪切力的大小，θ是剪切力的作用角度。
这个公式告诉我们，剪切力的大小与作用角度的正弦值成正比。
也就是说，当剪切力的作用角度增大时，剪切力的大小也会增大。
通过这个公式，我们可以很容易地计算剪切力的大小。
只需要知道剪切力的大小和作用的角度，就可以通过这个公式来进行计算。
这对于工程实践中的设计和分析工作非常有帮助。
除了剪切力的大小，还有一个重要的参数是剪切应力。
剪切应力是指在材料受到剪切力作用时所产生的内部应力。
剪切应力与剪切力之间的关系可以通过角度来进行推导。
设物体受到的剪切力F的大小为F，作用的角度为θ。
根据材料力学的知识，我们知道剪切应力τ与剪切力F之间的关系可以通过下面的公式来表示：τ = F / A。
其中，τ是剪切应力，F是剪切力的大小，A是物体受力的截面积。
根据三角函数的定义，我们可以得到剪切应力与剪切力之间的关系：τ = F / A = F sin(θ) / A。
从这个公式可以看出，剪切应力与剪切力的大小和作用的角度都有关系。
当剪切力的大小和作用角度增大时，剪切应力也会增大。
中板圆盘剪剪切跑偏分析及改进实践
中板圆盘剪剪切跑偏分析及改进实践摘要：本文结合现场生产实际，通过对圆盘剪剪切原理及剪切过程进行分析，总结圆盘剪剪切过程中发生的钢板跑偏设备故障产生的原因，提出了有效技术措施。
关键词：圆盘剪跑偏剪切重叠量调整1前言福建三钢集团有限公司中厚板轧钢厂于2007年2月全线建成投产，是福建省第一条的中厚板生产线，二期工程改造完成后产能达到120万吨/年，圆盘式双边剪是中厚板生产线精整区主要设备之一，用于对轧制钢板进行边部纵切，将钢板剪切至要求的成品宽度。
在实际生产过程中，由圆盘剪剪刃间隙调整、剪刃直径，钢板对中精度，轧制板型、碎边剪及设备安装制造精度等原因引起钢板剪切时产生跑偏，造成剪切不及时，严重影响了剪切效率及产品质量，本文结合现场生产实际对圆盘剪剪切过程中发生的钢板跑偏的原因进行总结，并提出有效的改进措施。
2圆盘剪设备技术参数3 圆盘剪剪切跑偏原因分析及改进措施经过几年的生产实践过程观察总结，造成圆盘剪剪切跑偏的主要原因有剪刃间隙调整、刀盘直径，钢板对中精度，刀口钝化、碎边剪及设备安装制造精度等。
具体原因分析及改进措施如下：3.1 两侧剪刃垂直间隙和水平间隙调整的影响圆盘剪剪切钢板过程中理论两侧刀盘垂直间隙和水平间隙是完全一致的，实际上剪刃间隙是影响跑偏和剪切质量最重要的因素，生产过程中，由于存在刀轴窜动，剪刃间隙调整机构传动动精度，刀口直径磨损及钝化差异，操作人员需要根据剪切实际现象进行剪刃间隙补偿性调整，而非理论上严格的将两侧间隙调整一致。
首先我们通过圆盘剪剪切过程中的剪切力分析来找出剪刃垂直间隙即重叠量大小剪切力之间的关系，进而找出剪刃垂直间隙和水平间隙影响跑偏的解决办法。
圆盘剪剪切力公式为：Z1 被剪掉的板边宽度与板厚的比值d/h，影响因素系数由式3-1可以看出，当剪切钢板材质、板型一定时，剪切力大小主要与剪切时剪刃的咬入角a以及受d/h影响的系数Z1有关。
式中ε0 为钢板断裂时的相对切入深度，s为剪刃垂直间隙，D为剪刃直径。
滚切式双边剪与圆盘式双边剪对比分析(郝金川)最终
滚切式双边剪与圆盘式双边剪对比分析大连重工·起重集团有限公司设计研究院郝金川侯晓伟谢献恩摘要：中厚板生产线新上或技改项目都存在剪切设备的选型问题。
本文就两种常用切边剪设备的剪切机理、主要特点、剪切能力、结构性能及投资分析等方面进行分析比较。
关键词：滚切式双边剪；圆盘剪；技术分析1概述中厚板车间主要由炉区、轧机区及精整区等部分组成。
剪切机是精整区必不可少的设备，剪切机分别用于剪切定尺、切头、切尾、切边及切试样等不同缺陷部位。
在中厚板生产线中剪切机的种类很多，根据剪刃形状与配置方式等特点来分，切边剪可分为斜刃式即铡刀剪、圆盘式即圆盘剪和滚切式即滚切剪三种型式。
本文将对国内常用的滚切式双边剪和圆盘式双边剪两种剪切设备进行技术分析。
2 剪切机组工作原理剪切机组主要由一台双边剪本体、前后运输辊道、激光划线装置、磁力对中装置和切边收集等辅助设备组成。
双边剪本体由固定剪、移动剪、剪刃更换装置及废料溜槽等部分组成。
双边剪前设有激光划线装置，用于标示钢板的剪切范围，移动侧光束的位置可根据剪切钢板宽度进行调整。
当钢板位置需要进行调整时，位于辊道之间的磁力对中装置可调整钢板在辊道上的横向位置。
移动剪与固定剪相对布置，当剪切不同宽度钢板时可调整移动剪的位置以满足钢板切边的需要。
双边剪机架前后设有夹送辊，在剪切时输送钢板，移动侧的夹送辊随移动剪一起进行位置调整。
2.1 滚切式双边剪滚切式双边剪采用三轴三偏心滚切式，每侧剪切机有三个偏心轴，其中两个用于切边剪，实现滚动剪切，一个用于碎边剪。
滚切式双边剪采用大圆弧剪刃在滚动中对钢板进行剪切。
滚切式双边剪的剪切过程由图1所示。
具有弧形剪刃的上刀座用两个曲轴带动，两根曲轴的转速及转向相同，但相位不同。
因此，弧形剪刃的左端首先下降，直到与下剪刃左端相切，再沿下剪刃滚动，当滚到与下剪刃右端相切时，剪切完成，然后升起，恢复到原位。
图1 滚切式双边剪的剪切过程1.起始位置2.剪切开始3.左端相切4.中部相切5.右端相切6.回到起始位置2.2 圆盘式双边剪圆盘式双边剪由切边剪和碎边剪两部分组成。
理论剪切力计算公式
理论剪切力计算公式剪切力是指在材料加工过程中，对材料进行剪切的力量。
在工程实践中，计算剪切力是非常重要的，因为它可以帮助工程师确定加工过程中所需的机床和刀具的选择，以及预测加工过程中可能出现的问题。
在本文中，我们将介绍剪切力的计算公式，并探讨一些与剪切力相关的重要概念。
剪切力的计算公式可以根据不同的加工方式和材料特性进行调整，但是最基本的剪切力计算公式可以表示为：F = τ A。
其中，F表示剪切力，τ表示材料的剪切应力，A表示受力面积。
这个公式可以用来计算在给定的剪切应力下，所需的剪切力大小。
剪切应力是指单位面积上的剪切力，可以用来描述材料的抗剪能力。
在材料力学中，剪切应力可以通过材料的剪切模量和剪切应变来计算。
剪切模量是描述材料在受到剪切力作用时的变形能力的参数，而剪切应变则是描述材料在受到剪切力作用时的变形程度的参数。
通过这两个参数，可以计算出材料的剪切应力，从而得到剪切力的大小。
受力面积是指在材料加工过程中受到剪切力作用的面积。
在一些简单的情况下，受力面积可以通过几何形状来计算，比如在平面切削加工中，受力面积可以用切削刀具的刀尖面积来表示。
在复杂的情况下，受力面积可以通过数值模拟或实验测量来确定。
除了基本的剪切力计算公式外，还有一些与剪切力相关的重要概念需要了解。
首先是切削力系数，它是用来描述材料在切削加工中的切削性能的参数。
切削力系数可以用来比较不同材料的切削性能，帮助工程师选择合适的刀具和加工参数。
其次是切削力的方向，它可以影响加工过程中刀具的选择和切削力的传递方式。
最后是切削热，它是指在切削加工过程中由于摩擦而产生的热量。
切削热可以影响材料的加工性能，导致刀具磨损和加工表面质量的变化。
在工程实践中，剪切力的计算可以通过数值模拟和实验测量来进行。
数值模拟可以通过有限元分析等方法来计算剪切力的大小和分布，帮助工程师优化加工过程。
实验测量可以通过力传感器和应变计来获取剪切力的实际数值，验证数值模拟的结果并调整加工参数。
基于LS-DYNA的分条圆盘剪剪切力的计算研究
基于LS-DYNA的分条圆盘剪剪切力的计算研究戴志凯;许平;张宝勇;刘小臣【摘要】通过对分条圆盘剪剪切力计算公式的讨论,按实际生产需求设计了圆盘剪三维模型.利用LS-DYNA,建立铜板分条圆盘剪的有限元模型,进行非线性计算研究,获得了铜板剪切过程中的应力-应变状态、剪切力.与理论公式计算结果对比分析,肯定了铜板分条剪切模拟中应力-应变分布与塑性变形的准确性,得到的剪切力变化曲线,较好地反应分条圆盘剪剪切过程中剪切力的变化规律,文章采用的有限元动力学分析可以为薄板分条圆盘剪的设计与实际生产提供了理论支持.%Through the discussion of computing formula of rotary gang slitting shearing force, according to the actual production needs, the circular shears 3D model was designed. By using LS-DYNA, the circular shears plate finite element model was set up for nonlinear computational study, a copper plate in the shearing process of stress -strain state and shear stress were obtained. With the theoretical calculation result contrast analysis, the copper bar cutting simulation of distribution of stress and plastic deformation accuracy were confirmed, the shear stress curve of a better response of the shear process of shear stress changes was gotten, the dynamic finite element analysis provided theoretical support for the circular shears design and actual production.【期刊名称】《新技术新工艺》【年(卷),期】2013(000)003【总页数】3页(P69-71)【关键词】LS-DYNA;分条圆盘剪;剪切【作者】戴志凯;许平;张宝勇;刘小臣【作者单位】昆明理工大学机电工程学院,云南昆明 650504;昆明理工大学机电工程学院,云南昆明 650504;金川集团有限公司装备能源部,甘肃金昌 737100;金川集团有限公司装备能源部,甘肃金昌 737100【正文语种】中文【中图分类】TG3862圆盘剪剪切时，圆盘刀以略高于铜板的运动速度做圆周运动，形成一对无端点的剪刃[1]。
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h ——被切板厚/mm;
S ——剪刃重叠量/mm;
b σ——被切板强度极限/Mpa;
总剪切力的计算为：
)(3210p p p k p ++= （1）
式中：
0k ——考虑剪切磨钝后使用总剪切力增加的系数，.211.10～=k ；
1p ——剪切金属所需的剪切力/kN;
2p ——剪切过程中使贯穿裂纹连续扩展所需的作用力/kN;
3p ——弯曲切边所需的作用力/kN.
1、1p 计算
当D 、h 、S 一定后，咬入角0a 为
)1(cos 10D
S h a +-=- （2） 与咬入角0a 相应的x 坐标为l
2
4422Sh h S Rh RS l ---+= （3） 在剪切区内，与任一坐标x 所对应的瞬时被剪件高度为x h
2222)(22x R l R h h x ---+= （4）
设金属开始断裂时的相对切入深度为1ε，剪切薄板时取5125.1σε≈
开始断裂时被剪件瞬时高度为1h
)1(11ε-=h h （5）
与1h 所对应的x 坐标为1l
由式（4）
2
1222122l R l R h h ---+=
得：
2
1221212214⎥⎦
⎤⎢⎣⎡---=l R h h l l εε hdx dx q dp x τ==1
式中：x q ——作用在接触弧上水平投影单位长度上的剪切力
由相对切入深度知： h
x αεtan 2=
微分后得知： εαd h d x tan 2=
所以纯剪切力为：
a h d h hdx p ⎰⎰===α
ετατtan 2tan 22
21 式中的a 值可利用平行剪单位功数据。
在圆盘剪上冷剪时，a 值可按下面公式计算：
δσδσb b k k a ==21
式中取121=k k ，δ为材料延伸率，查手册取
所以：
a h p α
tan 22
1= 查文献总剪切力的计算公式：
)tan 1(1δα
z p p +=
考虑到刀刃磨钝的影响，增大15%～20%，这里取20%，
%)201(+=p P
圆盘剪上的剪切力可根据作用在刀片的力矩来计算，在上下刀片直径、速度都相等而且都驱动时，则与简单轧制情况相似，合力p 垂直作用在刀片上，这时转动刀盘所需的力矩为：
αsin 1PD M =
驱动圆盘剪的总力矩为：
)(21M M n M +=
式中，n ——刀片对数
2M ——一对刀片轴上的摩擦力矩，μPd M =2，其中d 为刀片轴轴颈的直径这里取d=170mm ，μ为刀片轴承处的摩擦系数，查手册取0.004， 所以，总力矩为：
)(21M M n M +=
查文献圆盘剪电动机功率可按下式确定
η
μD Mv N 100021= 式中：1μ——考虑刀片与钢板间摩擦系数，1μ=1.1～1.2； v ——钢板运动速度，m/s
η——传动系统效率，95.093.0～=η。