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飞剪机是一种重要的冶金设备,通常用在轧钢车间来对轧件进行切头、去尾、事故碎断或将轧件剪切成定尺长度。本文主要是以承德钢厂棒材车间粗轧后飞剪的设计和控制过程为基础进行的研究。
如何利用零部件的转动惯量进行剪切是飞剪设计者所要首先考虑的问题,大多数启停式飞剪机的设计都是直接利用零部件的等效转动惯量或者在高速轴上加入飞轮来增加系统的转动惯量。本文采用了一种新的方法,将飞轮、高速轴通过内外齿套和一套换档机构进行分离或结合。当剪切小断面时,高速轴转动但飞轮不动而剪切大断面时将飞轮切入,利用其储存的能量进行剪切,这样既能满足剪切需要,又能降低能耗并减轻设备的重量。
飞剪机的设计过程很复杂,首先根据飞剪机在整个轧线中的位置来确定飞剪机的功能以及设计合理的传动方案,其次,根据用户提出的具体剪切参数进行力能参数的分析计算、电机的选择、齿轮箱的设计以及整机的在线电气控制设计等。
设计过程中需要大量的计算,运用现有软件进行辅助设计,不仅节约了时间,也提高了结果的准确性。通过使用三维软件对零部件进行建模,对飞剪本体、曲柄连杆机构进行装配和运动模拟,对零部件进行干涉检查,从而大大减少了出错的机率并节约了成本。采用ANSYS软件对曲柄进行有限元分析,进而优化曲柄结构,改善受力状况。
本次研究设计的飞剪机经过加工制造,已经应用在了生产线上。实践证明此次设计是成功的,满足了飞剪机的功能性和经济性的要求。