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滚切式双边剪机构动力学特征分析及动态仿真的研究

徐源琳  
【摘要】:随着世界经济的发展,钢铁冶金行业也在日新月异的发展着,对相关的设备也提出了更高、更快、更精确的要求。滚切式双边剪作为一种先进的中厚钢板精整剪切设备,其在剪切效率和剪切质量等方面具有得天独厚的优越性,对其进行更深入的研究和优化已经迫在眉睫。 本文是以国内某钢厂中厚板在线3300mm滚切式双边剪为研究对象,运用机构学基本原理,将原机械式传动的三轴三偏心剪切机构简化成生产实际中研究最为全面深入的平面连杆机构。结合刚体动力学基本原理,列出滚切式双边剪机构的动力学方程式。然后用Matlab/Simulink模块对列出的动力学方程组模块求解,最后使用动力学经典分析软件ADAMS对剪切机构进行模拟。最后,用模拟所得值对理论求得的解进行验证。 本文具体的研究内容如下: (1)滚切式双边剪模型的简化:使用传统经典的机构学原理将滚切式双边剪剪切机构简化为曲柄连杆机构,并对简化得到的曲柄连杆机构进行可行性分析,即能否成功反应原剪切机的运动和各项指标。 (2)滚切式双边剪动力学理论公式的推导:对滚切式双边剪剪切机构的各个构件进行受力分析,画出每个构件的受力分析图,运用刚体动力学理论,对其每个构件列出力学方程。 (3)滚切式双边剪动力学理论公式的求解:因为动力学方程未知量很多,而且各个未知量之间还存在着某种内在的规律性的联系。若按照普通的方程进行求解,工作量巨大,往往会无功而返。所以本文采用Matlab/Simulink模块对动力学方程进行求解理论值。 (4)滚切式双边剪模型的建立及动力学仿真:在软件ADAMS中建立滚切式双边剪的简化仿真模型,输入滚切剪各个构件的物理特征参数(质量,转动惯量等),求出各个运动副中的水平方向以及垂直方向的受力,并且与前面求得的理论数据进行对比,验证理论公式的正确性。并且模拟滚切剪剪切不同厚度的钢板时剪切机的主要部件的受力情况。


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