滚筒式飞剪设计计算和分析

滚筒式飞剪是冷轧带钢生产线的关键设备,以土耳其某钢厂镀锌线为契机,在吸收平直剪刃、螺旋线剪刃优点的基础上,完成了优化的斜直剪刃形式的滚筒式飞剪设计,实现了对薄规格带钢的剪切。主要介绍了斜直剪刃倾角的设计原则,以及剪切力、电机速度和功率的计算方法。与螺旋线剪刃相比,斜直剪刃的剪刃间隙不那么均匀,但也呈现一定规律,可以通过对滚筒上剪刃槽进行修磨来实现剪刃间隙的均匀,进而实现对薄带钢的剪切。在满足结构设计要求的前提下,增大剪刃倾角可以降低剪切力,进而降低电机功率。设计时采用柯洛辽夫公式计算剪切力,其中剪切面积利用三维软件测算。电机需要克服剪切力和滚筒转动惯量,其中剪切力与剪刃倾角成正比,转动惯量与机组速度的三次方成正比。斜直剪刃滚筒式飞剪设计方案在实际生产中得到验证,满足了生产要求。     

金属板高速剪切断裂数值模拟的研究

针对目前国内常用金属板在剪切过程中剪切效率低、剪切断面质量差及高能耗等问题,提出了一种带有上剪刃几何参数的高速滚切剪剪切方法。重点分析了该种剪切方法对等效剪切应力分布、剪切断面质量和剪切力的影响,并利用DEFORM-3D有限元软件对金属板高速剪切的断裂过程进行了数值模拟研究。模拟结果表明,优化后的高速剪切可以使等效剪切应力比较均匀地分布于剪切区域,并获得了良好的钢板剪切断面质量;与普通滚切剪进行对比,其最大剪切力在切入阶段和滚切阶段均有一定程度的减小,实现了节能剪切的目的。     

带钢高温剪切断面数值模拟与实验研究

通过Deform-3D有限元软件模拟和现场实验对带钢高温剪切断面进行了研究。结果表明:Deform-3D能有效模拟高温带钢剪切断面的形成;利用滚筒式飞剪机在小剪刃间隙下得到的断面存在较大的撕裂带但没有毛刺,大剪刃间隙下得到的断面有粗大的毛刺但没有撕裂带,合适的剪刃间隙能获得理想的断面质量,防止粗糙的撕裂带和毛刺给轧辊带来的损伤。     

基于ANSYS/LS-DYNA的圆盘剪剪切力数值分析

以某2 030mm酸洗-连轧机组圆盘剪为研究对象,基于ANSYS/LS-DYNA非线性有限元软件,采用弹塑性有限元法,建立剪切过程数值模型。剪切力的理论解和数值解具有较好的一致性,验证了模型的可靠性。计算获得了剪切力曲线;分析了不同剪刃侧向间隙、剪刃重叠量、带钢厚度、单侧切边量及剪切速度条件下的剪切力及其分布规律。为圆盘剪的结构设计、电气控制及调试提供了依据。     

双切剪剪切过程有限元分析

以激光焊机双切剪为研究对象,对双切剪的剪切过程进行了简化,建立了双切剪有限元模型;对该模型进行剪切过程模拟,分析了剪切过程中的剪切参数;提取剪切过程4个点,将4个剪切点的剪切参数(包括剪切力,剪切力作用点,作用方向等)提取出来对上下剪进行有限元分析,得出上下剪的应力和变形量。     

φ407mm冷轧圆盘剪切机间隙和重合度对剪切质量的影响分析

针对国内某钢铁企业冷轧线上φ407 mm双边圆盘剪切机剪切厚度为2.82 mm的带钢时出现切边不齐现象,本文利用有限元分析软件对该剪切系统(剪刃和带钢)进行了CAE分析,以此得出了带钢在被剪切位置的应力分布情况,并根据得出的仿真数据结合力学知识,分析了剪刃间隙和重合度对剪切力大小变化的影响以及剪切过程所产生的边界应力对剪切质量的影响.最后通过经验公式证明了数据的可靠性,并提出了改进剪切质量的措施.     

不同侧向间隙下圆盘剪剪切数值模拟与实验研究

以Q235钢为例,运用DEFORM-3D软件,模拟了圆盘剪上下剪刃的侧向间隙分别为0.5mm、1 mm、1.5 mm、2 mm情况下的剪切20 mm厚钢板过程,分析了不同侧向间隙对剪切后的剪切力、钢板断面质量及剪切后钢板应力分布的影响,模拟结果表明过大和过小的侧向间隙会增大剪切力、造成应力分布不均匀并对剪切断面质量有不利的影响,得出了在剪切20 mm厚钢板时最佳侧向间隙为1 mm,并通过现场设定侧向间隙为1 mm对钢板进行剪切,实验结果表明当侧向间隙为1 mm时剪切后的钢板断面质量良好,证明了有限元模拟结果及侧向间隙对剪切过程影响规律的准确性。     

冷轧切边剪薄带钢起筋控制策略研究

2130冷轧带钢工程是马钢"十一五"结构调整500万t钢生产能力系统项目中的重要工程之一。1#重卷线切边剪在生产中存在带钢边部起筋等缺陷,尤其在生产厚度小于0.7mm带钢时,经常在带钢边部发生起筋、翻边等缺陷,影响切边质量,造成经济损失。本文采取现场调研、理论解析、仿真分析和现场调试等开展冷轧切边剪剪切薄带钢起筋控制策略研究。对剪切过程中的带钢进行受力分析:通过理论分析计算、有限元数值模拟以及剪刃侧向间隙、剪刃重叠量等因素对剪切力的影响规律分析,明确了带钢切边剪剪切过程的应力分布规律。针对造成起筋的因素提出了剪切薄带钢起筋控制策略,包括对间隙量、重叠量和带钢厚度等参数进行优化。现场实测结果表明,优化后的参数设定值可以显著减少切边起筋的概率。     

双轴双偏心滚切剪运动轨迹求解及机构优化

介绍了双轴双偏心滚切剪剪切机构的特征和机构运动轨迹方程的推导过程,并采用Matlab计算程序对国内某3500mm双轴双偏心滚切式定尺剪进行了优化设计,通过局部尺寸的优化,使剪刃重叠量控制在4～7mm范围内,最大浮动量仅为136mm,基本实现了近似的纯滚动剪切,钢板剪切断面质量较好。     

滚切剪剪切力影响因素的分析及有限元模拟

对滚切剪剪切原理进行了分析,得到了影响剪切力的5个主要因素,即钢板厚度、切入深度比、剪切速度、剪切角、剪刃间隙.借助于有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA,获得了5个因素与剪切力的关系.这能为滚切剪的设计提供理论依据.     

高强钢生产圆盘剪崩刃原因分析及改进措施

针对生产高强钢时圆盘剪极易崩刃问题,从带钢强度、圆盘剪材质以及使用方式等多方面对其产生原因进行了分析,并结合圆盘剪三维模型,引入Gissmo材料失效准则计算了圆盘剪剪刃受力。结果表明：高强钢强度高、塑性差,在圆盘剪的作用下不容易产生塑性变形,使剪刃所受应力增大;同时,由于高强钢通常存在边浪缺陷,边浪的存在会打破圆盘剪与带钢边部之间原有的剪切力平衡,带钢与剪刃之间的摩擦力在短时间内迅速增加,促使剪刃局部升温,剪刃软化,导致刃口崩缺。为此,设计了一种上剪刃95°钝角圆盘剪,严格控制带钢板形并坚持“大间隙,小重叠量,稳定速度”的使用原则,钝角圆盘剪寿命较90°圆盘剪提高了13倍以上,且带钢边部剪切质量明显改善。     

高强钢切边剪工艺参数的优化

针对冷轧高强汽车板切边工艺生产过程中出现印痕、浪形缺陷的问题,分析了剪刃间隙、剪刃重合量、带钢张力、带钢速度对剪切质量的影响,对剪切工艺和设备参数进行了优化,对不同钢种、规格,建立了剪刃间隙、重叠量,刀片直径、胶环直径与切边效果的对应关系,有效解决了切边过程中带钢下表面印痕缺陷,切边后边浪缺陷等问题。     

滚切式双边剪和定尺剪剪刃间隙调整公式探讨

对滚切式双边剪和定尺剪剪切钢板时剪刃间隙如何选择进行了分析。为保证钢板剪切质量、延长刀片使用寿命,结合韶钢二轧厂实践,对其剪刃间隙调整的经验公式进行了探讨。     

角钢飞剪剪刃设计

采用Solidedge软件对小型连轧生产线成品飞剪及角钢剪切过程进行了三维模拟仿真,并对角钢剪刃形状进行了优化设计,以提高角钢剪切质量并延长剪刃寿命.采用优化设计后的剪刃进行剪切,成品角钢的平直度很好,剪切断面整齐规则、无毛刺,减小了后续工序中冷剪切头量,提高了产品成材率.     

热轧圆盘剪剪刃钝化及寿命延长技术研究

针对热轧带钢圆盘剪剪边过程中剪刃钝化导致剪切力偏大甚至提前换刀的问题,充分考虑到热轧带钢圆盘剪的设备与工艺特点,建立了圆盘剪考虑钝化与不考虑钝化两种情况下的剪切力计算模型、给出了相应的剪刃钝化计算模型,并从被剪切带钢的特性参数(包括带钢厚度、带钢强度、剪切带钢长度)与圆盘剪剪切工艺参数(主要包括间隙量与重叠量等)两方面入手,选择典型规格产品对圆盘剪剪刃钝化影响因素进行了定量分析。在此基础上,提出了一套适合于热轧带钢圆盘剪以降低钝化速率、延长剪刃寿命为目标的剪切工艺参数综合优化技术,并将其应用到某钢铁企业的生产实践,取得了良好的使用效果,具有进一步推广应用的价值。     

曲柄摇杆式飞剪剪刃间隙研究

首先利用闭环矢量方程建立某厂带钢连续处理机组上的曲柄摇杆式飞剪运动学分析数学模型,对剪刃端点运动坐标进行求解,在此基础上建立了上下剪刃在剪切过程中的剪刃间隙求解方程,为飞剪剪刃间隙补偿提供了理论依据。     

基于MATLAB的平行刃剪切机剪刃侧隙的优化设计

在对平行刃剪切机剪切过程机理和力学规律分析的基础上,对影响剪切力的重要因素剪刃侧隙进行了力学分析和优化设计,找到剪刃侧隙对平行刃剪切机剪切力的影响规律,进而可以在实际操作过程中以规律分布图和最优化结果为依据,使剪切机剪切力最小.对于平行刃剪切机,一般m≤0.03,当剪刃侧向相对间隙取m=0.03的时候,剪切抗力较小.     

液压滚切剪在不同剪切速度下剪切过程数值模拟与实验研究

运用DEFORM-3D软件,模拟了液压滚切剪上剪刃的剪切速度分别为50mm·s~(-1)、75mm·s~(-1)、100mm·s~(-1)、125mm·s~(-1)、150mm·s~(-1)、175mm·s~(-1)情况下的剪切过程,分析了剪切速度对剪切后的钢板断面质量、剪切力及剪切后钢板应力分布的影响,并通过现场实验设定不同的剪切速度对钢板进行剪切,模拟和实验的结果一致,表明当剪切速度在50mm·s~(-1)~100mm·s~(-1)时剪切后的钢板断面质量随剪切速度的增加而越来越好,等效应力的分布情况从比较不规则分散的状态变为均匀集中的状态,当剪切速度在125mm·s~(-1)~175mm·s~(-1)时剪切质量随剪切速度的增加而越来越差,等效应力的分布开始变得不均匀,此外,随着剪切速度的增加剪切钢板所需的剪切力随之增加,其主要原因是剪切速度与钢板的变形抗力成正比,但其增加的幅度不是很大。若仅从剪切速度角度考虑,在其他条件不变的前提下最佳剪切速度为100mm·s~(-1)。     

滚切剪最大剪切力计算公式的研究

以纯滚动剪切为目标,通过对新型滚切剪剪切原理分析,把滚切过程分为切入阶段和滚切阶段两个阶段,在充分考虑了剪切过程对剪切力变化的基础上,推导出切入阶段和滚切阶段的剪切力的理论公式,并进行修正,得出滚切剪的力能计算公式;同时以某大型钢铁有限公司3 000 mm定尺滚切剪为例,对剪切过程中剪切力进行测定,并对理论公式和实测结果进行对比,为滚切剪能力设计提供依据。     

滚筒式飞剪剪切断裂过程综合分析

以某冷轧生产线上的滚筒式飞剪数据为依据,利用有限元分析软件ANSYS/LS-DYNA对飞剪的剪切过程进行了模拟。对钢板厚度、相对切入深度、剪刃重叠量、剪刃间隙、刀钝半径、剪切速度、剪刃形状不同条件下的剪切力进行了分析计算。结果表明,随着板厚的增加,最大剪切力时刻的相对切入深度降低。剪刃重叠量增大,剪切力略有所增加。剪切速度增大,剪切力将小幅增大。随着板厚的增加,最小剪切力时刻的剪刃间隙板厚百分比增加。随着剪刃钝圆半径的增大,剪切力增幅较大。结果对滚筒式飞剪力能参数计算和结构设计具有参考价值。