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基于Solidworks的摆剪剪刃的磨损

发表时间: 2017/6/20 作者: 高亚男*鲍远通*张艳菊*张全逾*张高悦 来源: 互联网
关键字: 摆剪 剪刃 磨损 solidworks 
为了研究450 T双曲柄摆剪剪刃在使用过程中磨损严重的原因,应用solidworks.motion对450 T双曲柄摆剪进行了运动学分析。详细分析了剪切过程,重点研究了轧件对下剪刃的磨损过程。研究结果表明,整个剪切过程钢筋与下剪刃有约0.47s存在相对滑动,这是剪刃磨损的主要原因,随后提出改进方案,提高剪刃寿命50%。
 

    目前,双偏心摆剪广泛应用于各类棒材生产线上,对冷却后的线棒材定尺。图1为450 T双偏心摆剪的结构原理图,其中剪切机构挂在双偏心曲轴上,上剪刃通过连杆安装在双偏心轴的大偏心轴段上,下剪刃安装在双偏心轴的小偏心轴段。通过双偏心轴的转动带动上下剪刃进行上下相对运动。同时,曲柄连杆带动机构进行摆动,剪切机构可以在摆动的过程中完成剪切。

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    图1 450T双偏心摆式飞剪机结构原理

    目前,一些研究机构、高校、个人等都对飞剪进行了理论方面研究。陈占福分析了曲柄转角与摇杆的摆角的协调运动关系。牛贵玲等人研究了双偏心摆剪的结构,得到摆剪实际生产中的运动规律。王海儒等通过对摆剪进行运动学及动力学分析,研究了双偏心摆剪冲击的问题,提出即满足剪切要求又能改善动力性的设计思想。

    以上等人都是对双曲柄摆剪进行了动力学和运动学等理论方面的研究,对企业中往往出现的实际问题却没实质涉及到。例如摆剪下剪刃的磨损,如图2所示,剪刃的磨损非常严重,经研究发现,磨损状态对剪切力大小和剪切质量有重要的影响。

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    图2 剪刃磨损状态

    因此本文重点研究了剪刃磨损的成因。通过solidworks建立了双曲柄摆剪的三维模型,应用motion进行运动学分析,找到整个剪切过程上下剪刃在不同关键时刻的相对位置,进而分析剪刃与钢筋的摩擦情况,根据分析结果提出改进方案。

    1 摆剪模型的建立

    采用三维建模软件SolidWorks建立双偏心摆剪的三维模型。首先,根据零件的实际尺寸建立各部件的零件图,包括双偏心主轴、刀座、连杆、剪刃、轴承、立柱等。然后,根据各零件的相对位置进行装配,装配时按照实际接触情况为条件设置约束。双偏心摆式飞剪的三维模型(见图3)。

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    图3 摆剪的三维模型

    进行运动学或动力学分析时,要按照摆剪的实际使用情况进行加载,分别对双偏心主轴和摆动曲柄施加旋转驱动。

    2 双偏心曲柄摆剪的启动工作制

    电动机启动工作制的影响是多方面的。例如直接启动,启动电流非常高,易造成电网电压跌落,使电机启动失败并影响其他设备的稳定运行,还会使电机的寿命下降;冲击转矩会损伤相连的联轴节或传动齿轮。因此,直接给电机加额定电压,虽然启动快,但危害较大。基于保护设备、提高摆剪使用寿命等原因,需要制定合理的工作制度。

    450T双偏心曲柄摆剪通过两个530kw的电机驱动一个速比为4.8的减速器实现剪切。采用启停工作制,要求它启动阶段响应速度快,剪切阶段速度平稳,制动阶段精确稳定。图4是双偏心轴的速度曲线。图5为摆动曲柄的速度曲线。

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责任编辑:郝秋红