滚筒式飞剪机开题报告

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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。
刘晓磊在硕士学位论文[6]对飞剪机能否剪切定尺长（400~600mm）的板材的可行 性进行分析；基于ADAMS对飞剪进行建模与仿真；根据数学模型和仿真结果，提出飞剪 定尺剪切的控制策略。
房树锋在其硕士论文[7]研究了宝山钢铁股份有限公司热轧厂主设备－曲柄式飞剪 的构造，分析了其工作原理、机械设计的要点，并对其剪切机构进行了运动学分析和 优化设计。并用DEFORM有限元分析软件对飞剪剪切板材的加工过程进行了有限元模 拟。讨论了相关的弹塑性、刚塑性理论和材料断裂准则，并对不同的工艺参数进行了 数值模拟，得出了不同工艺参数对剪切过程的影响。
对象，通过设计计算、分析和力学分析，比较全面地研究分析了该飞剪的各方面性能 参数，其中包括：飞剪传动系统的GD2计算、剪切角计算、剪切力剪切功计算、电机剪 切制度的选择、飞剪的剪切机构力学分析、有限元建模分析等；并通过一系列计算得 出飞剪的剪切力剪切功大小、传动系统与剪切机构的受力变形原因及分布规律等。
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。
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；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。
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。
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
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剪机的剪切过程进行模拟，并对飞剪机剪刃的速度和加速度进行分析[4]。 杨晓玲在其硕士学位论文[4]以5～3．5×2120钢板横剪生产线中的回转飞剪为研究
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。
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。