新型滚切剪空间剪切机构优化数学模型的建立及应用

以纯滚动剪切为目标,通过对新型滚切剪空间剪切机构的原理分析,建立了增加导向杆为设计变量的剪切机构优化数学模型,以推广应用的某大型钢铁有限公司3000 mm单轴双偏心定尺滚切剪的研发项目为依托,对剪切机构的杆件尺寸进行了优化,对运动轨迹进行了模拟.上下剪刃重叠量,刀弧水平偏移量,开口度的计算结果表明,加入导向杆设计变量的优化数学模型,对求得纯滚动剪切机构的杆件尺寸,降低刀弧水平位移量,均匀剪刃重叠量,保证设定开口度的作用显著.现场生产样机重叠量、刀弧水平综合位移量、开口度的实际值及高质量的钢板剪切断面也证实了上述优化数学模型的正确性.     

滚切式双边剪连杆机构的动力学仿真及实验研究

通过对新型滚切式双边剪的空间剪切机构运动机理的研究和动力学分析,以实现纯滚动剪切为目标,对滚切式双边剪结构进行简化处理,得出以连杆机构为基础的简化模型,建立了连杆机构的动力学模型,编制了相应函数的仿真模块,运用Simulink进行动力学仿真;同时以某大型钢铁有限公司双边剪为依托,通过实验测出剪切过程中承力最大的重要杆件...     

曲轴偏置机构原理在钢板滚切剪机设计中的应用

以空间七连杆滚切剪机运动轨迹方程为基础,采用某公司2800mm的曲轴偏置新型结构的单轴双偏心定尺滚切剪为研究对象。对曲轴偏置前后及不同偏置量的钢板剪切力、连杆力、保持剪刃间隙恒定的后滑道推力进行了分析对比。发现采用曲轴偏置后,在前曲柄提刀时刻机构仍然能够保持足够大的后滑道推力,机构在采用60mm-100mm的偏移量时后滑道压力同侧向力最接近平衡。理论分析结果及现场钢板剪切质量表明曲轴偏置机构在保持剪架在剪切过程中平稳,保证剪刃间隙恒定发挥了重要作用。     

滚切剪工作台双楔块机构设计

应用了双楔块机构对滚切剪剪刃间隙调整装置进行了设计改进，从机构的受力，运动的稳定性，结构的合理性，操作程序的简化及经济性等方面均取得了明显的效果。进一步完善了滚切剪的结构设计。     

IHI摆式飞剪剪切机构运动学性能分析

飞剪是钢铁生产企业连续轧制生产线上的重要设备，其结构设计、控制与调整很复杂，其工作性能与连续轧制生产线的生产效率密切相关．作者分析了IHI摆式飞剪结构及传动原理，建立了剪切机构运动学数学模型；应用Matlab程序设计语言强大的数学计算和图形处理功能，将剪切机构运动学模型程序化、数值可视化，得出飞剪上、下剪刃的运动轨迹曲线、速度曲线以及剪刃开口度变化曲线，这对了解飞剪运动全过程和定量分析剪切机构工作性能，合理建立剪切机构优化设计模型具有参考价值。     

基于PR-11RⅢ级复合连杆滚动剪切机构运动学分析

通过对国内外现有的液压板材剪切机结构的原理分析,创新性地提出一种新型的单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机,获得PR-11RⅢ级杆组的复合连杆机构简化模型。以实现纯滚动为设计前提,利用闭环矢量法对该复合连杆滚切机构进行正运动学建模,给出机构的闭环矢量,推导其运动学方程,借助SIMLINK软件对其进行运动学仿真分析计算,获得上刀台各关键点的运动轨迹及主要衡量指标。以推广应用的某大型机械有限公司2000 mm单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机研发项目为依托,对剪切机构的运动轨迹进行运动学模拟仿真,结果表明上下剪刃重叠量和刀弧水平偏移量的模拟结果均符合实际生产要求,从而更进一步证实了该新型的单液压缸驱动的液压滚切式板材剪切机构设计的合理性与运动学模型的正确性。     

切边圆盘剪设计

从剪切机理、板带的剪切变形过程,分析计算圆盘剪剪切力和传动功率,介绍了圆盘剪开口度调整装置,剪刃侧间隙调整机构和重叠量调整机构以及侧间隙和重叠量对剪边质量的影响.     

香菇筛选及二级剪柄装置设计

针对香菇剪柄机工序烦琐、处理工艺不完善、成品质量差等问题,设计了一种集筛选与剪切为一体的香菇筛选及二级剪柄装置,通过对网孔输送带的设计,实现不同规格香菇的有效分类。基于摩擦学原理,确定香菇与网孔式输送带之间的滑动摩擦角及网孔输送带的倾斜角,设计鱼骨辅助挡板,解决香菇根部剪切不完善的问题;通过网孔式输送带设计、滚刷设计、曲面垫板设计及鱼骨辅助挡板设计,实现香菇的二次剪柄;通过分析定位和未定位的香菇,计算确定滚刷的转速为70 r/min,有效减少了香菇二次定位的时间。     

热轧切头剪切尾起拱问题的剪切速度控制分析

介绍了马钢某热轧机组切头剪切头与切尾速度的计算控制功能,并着重分析了该切头剪因剪切速度控制问题而导致的带钢切尾起拱事故,以及针对该问题提出的速度控制优化方案和改进措施。     

行星摆线齿轮的共轭齿廓及范成运动

对摆线针轮行星传动机构进行演化，可根据演化所得到机构列出行星摆线齿轮共轭齿廓方程式，然后再通过演化所得机构进行范成运动的分析，从中获得一种新式的行星摆线齿轮加工机床的机构运动简图，同时亦慰示了滚切节圆半径与形和齿数间的关系。     

钢板滚切剪滚切效果的验证方法

对钢板滚动式剪切机结构参数及力能参数进行了分析研究，提出了一种滚切效果的验证方法，同时编制了可供滚切演示的VISUALBISIC通用程序，并用该程序对某厂研制的钢板滚动式横向剪切机进行了剪切效果的验证。     

剪胀对岩样全部变形特征的影响

采用FLAC内嵌语言FISH编制了计算平面应变压缩岩样轴向、侧向、体积应变及泊松比的FISH函数，研究了剪切扩容对剪切带图案及岩样全部变形特征的影响。在峰值强度之前及之后，岩石的本构模型分别取为线弹性及莫尔库仑剪破坏与拉破坏复合的应变软化模型。分析表明，增加剪胀角使岩样由单一向共轭剪切破坏转变，并使接近Arthur倾角的剪切带倾角增加。剪切带宽度随剪胀角增加，可由基于梯度塑性理论且考虑剪胀后的剪切带宽度公式进行解释。剪胀角增加导致峰值强度及对应的轴向、侧向及体积应变增加。在峰后，由于剪胀引起剪切带条数及宽度增加，因而，轴向应力-轴向及侧向应变曲线软化段都变平缓。剪胀角较高时，岩样可获得更大的侧向变形量及泊松比，甚至是负的体积应变；岩样失稳破坏的前兆更加明显。     

正反向直剪下层状岩体强度和破坏特征模型试验

通过对不同倾角类层状岩体试样的正、反向直剪试验,深入对比分析了试样在正、反直剪过程中的抗剪强度、强度各向异性、剪胀性质和破坏形态的特征及不同.试验结果表明:1)层状岩体的剪切破坏,具有延性破坏特征;相同试样正、反向直剪的剪切应力与切向位移关系曲线特征点的变化规律一致,但曲线形态并不相同.2)同一法向应力下,相同试样正、反向剪切的峰值强度、残余强度和抗剪强度指标c、φ值均不相同.正向剪切时,30°的抗剪强度最高;而反向剪切时,120°的抗剪强度最高.3)相同层理倾角的试样正向剪切时,剪胀效果显著强于反向剪切时的;而反向剪切时的剪缩效果却比正向剪切时的更加明显.4)各组试样在正、反向剪切下的宏观破坏形态特征完全不同,有较强的剪切方向性.试样的剪切破坏机制可分为4种:滑移、剪断、张拉断裂和张拉滑移复合破坏.最后,通过简化计算模型的对比分析,在理论上解释了60°倾角的试样正、反向直剪时破坏机理的不同.     

滚筒式切头飞剪力能参数与能量模型

针对当前应用比较广泛的滚筒式切头飞剪，提出了一种利用金属的单位剪切抗力曲线来建立滚筒式切头飞剪力能参数模型的方法．计算剪切过程中的剪切力与剪切功，并给出了相关的能量转换模型，为滚筒式切头飞剪的设计与开发提供数学模型．     

剪切闸板防喷器剪切钻杆断口凸起高度评估

被剪钻杆断口的变形程度是评价剪切闸板防喷器剪切性能的重要依据之一,直接关系到钻杆的再循环利用和作业效率,而被剪钻杆断口凸起高度又是断口变形程度的重要方面。为了对被剪钻杆断口凸起高度做出合理评估,以钻杆为研究对象,依据运动学基本规律建立剪切闸板的运动方程,综合考虑作业参数,以坐标转换公式的矩阵形式和滑移线理论为基础,分别给出由单剪切点导致被剪钻杆断口在任意时刻及最终凸起高度的理论预测式,继而确定断口凸起位置并建立冲击块导致被剪钻杆断口凸起高度的理论评估模型。用剪切闸板防喷器进行剪切CT90管的剪切试验,获得CT90管的断口数据对评估模型进行验证,结果表明所建立的评估模型与剪切试验获得的断口凸起高度的相对误差在10%以内,具有较高的可靠性和适用性。分析V型角、刃口倒角等剪切闸板冲击块关键结构参数及钻杆结构尺寸对被剪钻杆断口凸起高度的影响规律,研究表明钻杆断口凸起高度随着V型角的增大而增加,随着刃口倒角的增大呈波浪形变动,且波谷逐步增加,刃口倒角在20 °时,钻杆断口凸起高度最小,钻杆断口凸起高度随着剪切点至V型角中心点的长度增加而增加。在满足井控要求的情况下,设计剪切闸板时,冲击块的刃口倒角以20 °为宜,V型角越小越好并尽可能地缩短剪切点至V型角中心点的长度。钻杆断口凸起高度随着钻杆内径及壁厚的增大而增大,在满足钻采的要求下,钻杆宜选用小通径薄壁钻杆。     

长江三角洲饱和土剪切试验方法的选择

室内剪切试验是目前获得地基土的抗剪强度指标的主要手段 ,选择合适的剪切试验方法可获得准确可靠的抗剪强度指标 ,通过对上海地区不同类别的饱和土的几种剪切试验结果的对比分析 ,评价了该地区选择不同剪切试验方法获得抗剪强度指标的可靠性和适用性 .     

双偏心曲柄摆剪剪切过程的有限元分析

应用DEFORM软件对双偏心曲柄摆剪的剪切过程进行有限元仿真。着重考察剪切参数(包括剪刃间隙、剪刃平段宽度、磨损状态以及剪刃形状)对剪切力、剪切断面质量的影响。研究结果表明:模拟仿真得到的剪切力与理论计算值相差6%,并得到了剪切力、剪切断面质量随剪刃参数变化的规律。这可以指导合理的设置剪切参数,为摆剪的实际使用提供理论支持。     

驱动复合连杆机构滚动的液压控制系统特性

针对曲轴连杆机械式滚切剪机构复杂、设备质量大、造价高等问题,研制出液压缸驱动PR-8R-PRⅡ级杆组的复合连杆剪切机构.通过建立复合连杆机构的位置环方程、力矩平衡方程,求解出构件的轨迹曲线及液压缸的位移、双腔平衡力参数及液压控制系统的传递函数.理论与实测结果表明:液压伺服控制系统模型满足了连杆机构复演滚动轨迹的特性要求;该机构构型设计及机构学综合分析数据正确可行,液压伺服控制系统具有较强的鲁棒性和自适应能力,可在复杂恶劣工况下实现较高的位置控制精度,采用非对称阀控制非对称缸的方法能有效解决剪切机构驱动液压缸的换向冲击问题.     

输电铁塔装配式基础抗剪键连接的剪切性能

预制构件连接方法及其界面剪切性能影响整个输电铁塔装配式基础的受力和变形.针对螺栓连接易松动、变形大之类的问题,提出采用高强灌浆料灌注成形的十字形抗剪键作为输电铁塔装配式基础连接方案.采用室内剪切试验和数值模拟,研究该抗剪键连接的剪切性能,并与常用的螺栓连接进行对比分析.结果表明：十字形抗剪键剪切破坏模式为剪断型脆性破坏,破坏形态表现为以抗剪键为中心向外略有扩展成菱形.和螺栓连接相比,抗剪键连接的剪切强度略低,但剪切刚度显著提高.浇筑过程中灌浆料外溢对界面抗剪强度有提高作用.抗剪键的抗剪性能与灌浆料强度正相关,但提高灌浆料强度对抗剪性能提升并不明显.抗剪键深度对抗剪性能有影响,但在抗剪键深度超过20 mm后,抗剪键的抗剪性能不再提高.根据剪切试验和数值模拟结果,建议十字形抗剪键设计为长200 mm、宽20 mm、深20 mm.     

液压滚切剪液压系统的研究

根据滚动剪切的剪切原理设计液压滚切剪的液压系统.在滚切方程基础上采用比例伺服阀加位移传感器控制液压缸位移的方法来实现滚动剪切的目的.通过建立液压系统3大方程的方法求解出整个液压系统的传递函数,用Simulink仿真分析液压缸的位置控制效果.通过仿真可以确定一些控制参数的范围,但在仿真过程中无法直观检测到液压系统在改变控制参数后产生的超调震荡,须在实际调试过程中做适当调整.液压系统采用的控制策略必须具有较强的鲁棒性和自适应能力,以确保对不同的情况具有比较稳定的补偿精度.现场生产样机液压缸的位置控制精度和高质量的钢板剪切断面证实了该液压系统设计的正确性.