一种热轧飞剪剪切型钢断面高度序列的设计方法技术

本发明专利技术涉及冶金热轧工艺技术领域，具体披露了一种热轧飞剪剪切型钢断面高度序列的设计方法，包括：剪刃的空间轨迹曲线的计算；剪刃的理论坐标值的计算；剪切角计算；电机的输出转速的折算等步骤，最后根据热轧剪切工艺要求，剪切前后电机输出转速的相对差值不应大于２５％，不应小于１０％，作为系统验算中选择电机及转速的一个判断准则，在规定的型钢断面高度的设计范围内，当达到电机转速的设计判断准则后，可得到认为此时设计的型钢断面高度满足设计要求，依次记录这些设计值，即可得到飞剪剪切型钢断面高度序列。本发明专利技术可作为飞剪机曲柄连杆机构设计的一个有益的设计补充，具有良好通用性、适应性、速度快和计算精度高等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及冶金热轧工艺
，尤其涉及一种热轧飞剪剪切型钢断面高度序 列的设计方法。
技术介绍
飞剪机是轧钢生产线上重要的设备之一，布置在精轧机组前，用于型钢热轧时，对 轧材头尾进行切断、碎断，并具备分段功能，为进一步轧制做好准备，其工作性能的好坏直 接影响到轧制线的生产效率和产品切口质量。随着连续式轧机的发展，飞剪机得到了越来 越广泛的应用。飞剪在剪切轧件头部的过程中，为避免轧件出现堵钢或轧件被拉伸变形等事故， 热轧工艺要求剪刃水平速度与轧件速度不能相差太大。开始剪切时，剪刃的水平速度大约 为轧件水平速度的1. 03倍左右(经验值)，剪切结束后，剪刃的水平速度相对开始时有所下 降，但也不能与轧件水平速度相差太远，为保证这一点，飞剪机的剪切角(剪刃开始剪切至 剪刃剪断型钢时曲柄转过的相对角度)一般不宜过大，过大可能会使开始剪切和剪切接束 后剪刃的水平速度差较大，不符合工艺的剪切要求。由于起停式飞剪对于电机及其过载系 数要求相当严格，在规定的起动角、加速时间及剪切周期内，飞剪必须完成相应的动作。因 而在对电机进行转角核算时，剪切角有明确的范围规定。实际工程设计中，设计人员一般会大致估算一下系统的动能然后着手选择电机参 数及型式，往往忽视了对剪刃剪切角及型钢断面的核算。因而可能会导致所选电机功率过 大或是无法达到工艺对剪切过程的工艺和控制要求。另外，由于在核算过程中，往往只会按 经验对其中某一规格进行核算，缺少系统的设计校验方法与设计手段，不便于产品的序列 化设计。就目前的工程实际设计来看，往往会让电机远大于实际需要，无形中增加了项目运 行的成本，不利于经济化设计。因此，使用一套合理的设计方法完成热轧飞剪剪切型钢断面 高度序列设计十分必要，它可以很好地解决工程实际中技术人员的不经济设计失误造成的 太多浪费。同时，也使技术人员增加了对热轧飞剪剪切工艺设计的理解，提高了自身的设计 水平。
技术实现思路
针对上述存在的技术问题，本专利技术的目的是提供一种热轧飞剪剪切型钢断面高度 序列的设计方法，通过对剪刃空间轨迹的精确求解，根据热轧剪切工艺要求，利用循环迭代 的数值方法设计剪切型钢断面高度序列，旨在给出一套热轧飞剪机剪切型钢断面高度序列 的工艺设计方法，使热轧飞剪工艺设计更加完善和便捷。为达到上述目的，本专利技术采用如下的技术方案—种热轧飞剪剪切型钢断面高度序列的设计方法，具体包括以下步骤步骤1、设飞剪机上剪刃组成的简化后的零件包括曲柄0C、摇杆AB及连杆B⑶； 其中连杆B⑶由连杆BC和连杆⑶焊接而成，上剪刃通过刃座与连杆⑶连为一体，D点为剪刃顶点，其运行轨迹可视为剪刃空间运动轨迹的代表；曲柄OC通过电机驱动绕其回转中心 0作周期性的周转运动，并通过铰接副带动连杆BCD及上剪刃沿既定的轨迹运动；连杆BCD 的一端B通过铰接副与摇杆AB连在一起，摇杆AB绕A点作一定范围的运动；以OA连线为 横坐标轴建立坐标系mon，以水平方向为横坐标轴建立坐标系xoy，连杆BC和连杆⑶的夹 角为Φ3，OA连线与χ轴的夹角为Φ5;输入相关参数0点与A点连线的长度，A点与C点连线的长度，摇杆AB的长度、连 杆BC的长度、连杆⑶的长度，曲柄OC的长度、夹角Φ3和Φ5 ；步骤2、在坐标系mon中，设曲柄OC的转角为Φ，即曲柄OC从OA连线开始逆时针 转动的角度，由三角公式和正弦定理、余弦定理通过推导得到如下计算公式权利要求1. ，其特征在于具体包括以下步骤步骤1、设飞剪机上剪刃组成的简化后的零件包括曲柄0C、摇杆AB及连杆B⑶；其中 连杆B⑶由连杆BC和连杆⑶焊接而成，上剪刃通过刃座与连杆⑶连为一体，D点为剪刃 顶点，其运行轨迹可视为剪刃空间运动轨迹的代表；曲柄OC通过电机驱动绕其回转中心0 作周期性的周转运动，并通过铰接副带动连杆BCD及上剪刃沿既定的轨迹运动；连杆BCD的 一端B通过铰接副与摇杆AB连在一起，摇杆AB绕A点作一定范围的运动；以OA连线为横 坐标轴建立坐标系mon，以水平方向为横坐标轴建立坐标系xoy，连杆BC和连杆⑶的夹角 为Φ 3，OA连线与χ轴的夹角为Φ5;输入相关参数0点与A点连线的长度，A点与C点连线的长度，摇杆AB的长度、连杆 BC的长度、连杆⑶的长度，曲柄OC的长度、夹角Φ3和Φ5 ；步骤2、在坐标系mon中，设曲柄OC的转角为Φ，即曲柄OC从OA连线开始逆时针转动 的角度，由三角公式和正弦定理、余弦定理通过推导得到如下计算公式全文摘要本专利技术涉及冶金热轧工艺
，具体披露了，包括剪刃的空间轨迹曲线的计算；剪刃的理论坐标值的计算；剪切角计算；电机的输出转速的折算等步骤，最后根据热轧剪切工艺要求，剪切前后电机输出转速的相对差值不应大于25％，不应小于10％，作为系统验算中选择电机及转速的一个判断准则，在规定的型钢断面高度的设计范围内，当达到电机转速的设计判断准则后，可得到认为此时设计的型钢断面高度满足设计要求，依次记录这些设计值，即可得到飞剪剪切型钢断面高度序列。本专利技术可作为飞剪机曲柄连杆机构设计的一个有益的设计补充，具有良好通用性、适应性、速度快和计算精度高等优点。文档编号G06F17/50GK102063531SQ20101060444公开日2011年5月18日 申请日期2010年12月24日 优先权日2010年12月24日专利技术者严国平, 罗新华, 许燚 申请人:中冶南方工程技术有限公司本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种热轧飞剪剪切型钢断面高度序列的设计方法，其特征在于：具体包括以下步骤：步骤１、设飞剪机上剪刃组成的简化后的零件包括：曲柄ＯＣ、摇杆ＡＢ及连杆ＢＣＤ；其中连杆ＢＣＤ由连杆ＢＣ和连杆ＣＤ焊接而成，上剪刃通过刃座与连杆ＣＤ连为一体，Ｄ点为剪刃顶点，其运行轨迹可视为剪刃空间运动轨迹的代表；曲柄ＯＣ通过电机驱动绕其回转中心Ｏ作周期性的周转运动，并通过铰接副带动连杆ＢＣＤ及上剪刃沿既定的轨迹运动；连杆ＢＣＤ的一端Ｂ通过铰接副与摇杆ＡＢ连在一起，摇杆ＡＢ绕Ａ点作一定范围的运动；以ＯＡ连线为横坐标轴建立坐标系ｍｏｎ，以水平方向为横坐标轴建立坐标系ｘｏｙ，连杆ＢＣ和连杆ＣＤ的夹角为φ↓［３］，ＯＡ连线与ｘ轴的夹角为φ↓［５］；输入相关参数：Ｏ点与Ａ点连线的长度，Ａ点与Ｃ点连线的长度，摇杆ＡＢ的长度、连杆ＢＣ的长度、连杆ＣＤ的长度，曲柄ＯＣ的长度、夹角φ↓［３］和φ↓［５］；步骤２、在坐标系ｍｏｎ中，设曲柄ＯＣ的转角为Φ，即曲柄ＯＣ从ＯＡ连线开始逆时针转动的角度，由三角公式和正弦定理、余弦定理通过推导得到如下计算公式：＊＊＊（１）再通过坐标转换，可以得到如下计算公式：＊＊＊（２），上述计算公式（１）和（２）中：ｎ↓［Ｃ］是Ｃ点在坐标系ｍｏｎ中的纵坐标值；ｍ↓［Ｃ］是Ｃ点在坐标系ｍｏｎ中的横坐标值；ｎ↓［Ｂ］是Ｂ点在坐标系ｍｏｎ中的纵坐标值；ｍ↓［Ｂ］是Ｂ点在坐标系ｍｏｎ中的横坐标值；ｎ↓［Ｄ］是Ｄ点在坐标系ｍｏｎ中的纵坐标值；ｍ↓［Ｄ］是Ｄ点在坐标系ｍｏｎ中的横坐标值；ｘ↓［Ｄ］是Ｄ点在坐标系ｘｏｙ中的纵坐标值；ｙ↓［Ｄ］是Ｄ点在坐标系ｘｏｙ中的横坐标值；ＯＡ是Ｏ点与Ａ点连线的长度；ＡＣ是Ａ点与Ｃ点连线的长度；ＡＢ是摇杆ＡＢ的长度；ＢＣ是连杆ＢＣ的长度；ＣＤ是连杆ＣＤ的长度；ＯＣ是曲柄ＯＣ的长度；ＡＣ连线与摇杆ＡＢ的夹角为φ↓［１］；ＯＡ连线与ＡＣ连线的夹角为φ↓［２］；连杆ＢＣ与ｍ轴的夹角为φ↓［４］；在坐标系ｍｏｎ中，从Φ为０°时开始计算，即从ｏｍ方向开始，以角度增量Δθ作为循环迭代的步长，按照计算公式（１）则可以求出Ｄ点在坐标系ｍｏｎ中的ｍ↓［Ｄ］和ｎ↓［Ｄ］，即得到上剪刃在坐标系ｍｏｎ中的各角度节点对应的坐标值，将其组成一个２维矩阵；按计算公式（２），利用矩阵乘法，可以得到上剪刃在坐标系ｘｏｙ中的各角度节点对应的坐标值，将各点按角度从０°到３６０°排列，依次将各角度对应的坐标值用直线连接起来，即可得到上剪刃在坐标系ｘｏ...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：严国平，许燚，罗新华，
申请(专利权)人：中冶南方工程技术有限公司，
类型：发明
国别省市：83[中国|武汉]