IHI摆式飞剪偏心距及倍切系数对工作噪音的影响分析..doc

IHI摆式飞剪摆式飞剪Analyses of noise at work for in different eccentricity and times of IHI swing-flying shearing Li Qin, Tang Qian-peng Abstract :FThe paper analysises the structure and composition of IHI swing- flying shearing，then establishes the kinematics model for shearing framework ,and compiles analyses program with powerful MatLab language in mathematic and graphics. Movement track curve for edge of shearing-knife are obtained in different eccentricity and different times. explore the noise influence in shearing work of different ccentricity and times from quick return characteristics of trajectory. KEY WORDS：swing-flying shear；eccentricity ；Times the shear coefficient；Noise at Work IHI 摆式飞剪是轧钢生产线上的重要设备 ,主要应用于横向剪切运动中的带钢、 板材等 , 由于飞剪是在轧件运行过程中实现剪切，因而飞剪的结构、控制与调整比一般剪切机复杂。为了更好地控制飞剪的剪切质量，研究飞剪剪切工作过程中偏心距及倍切系数对振动、噪音的影响及控制具有重要的意义。 1 IHI摆式飞剪剪切机构运动学模型 IHI 摆式飞剪剪切机构主要由传动箱、剪切本体、空切机构、同步机构及其它辅助机构组成，是一个具有3 个自由度的14 杆机构[1]见图1)。 整个机构共有3个匀速转动的主动件。一是同步机构的输入曲柄，二是下剪架上由空切轴V驱动的内偏心套件，三是下剪架上由空切轴VI上驱动的外偏心套件。这 3 个主动件角速度以不同的比例组合，可得到不同的空切数。 若用、、分别表示各杆件的极径、极角和角度，并以杆件序号作为参数下标，则利用矢量法可得剪切机构的运动方程（其中，各杆件长度及主动件、及杆杆的角速度均已知）。 1.1 同步机构运动学模型 IHI摆式飞剪的同步机构为双曲柄匀速机构，其机构运动简图如图3所示，设：杆长，角度为；杆长，角度为；杆长角度为；杆长角度为。角度为，，为同步机构的偏心距。使用矢量法求解： ⑴机构位置 [3] ，， ⑵机构角速度 ， 1. 2 剪切本体 飞剪本体是一个较复杂的3自由度10杆机构(图1) 。从结构上看，它是由3个原动件与 3 个基本组( CDE , FGH , MLK)构成。为便于分析，可以把飞箭本体分解成3个封闭的环：它们是、、，对每个封闭环形可以建立复数方程式，据此可解出各构件结点的位置、速度，由各构件结点的位置、速度运动学模型[2] ，可确定上、下剪刃的位置。如图1所示，以点为坐标原点，设上剪刃直角坐标位置用表示，下剪刃直角坐标位置用表示。则上剪刃任一时刻的轨迹坐标为： 下剪刃任一时刻的轨迹坐标为： 上剪刃任意时刻的水平速度为： 2 IHI摆式飞剪上下剪刃运动轨迹仿真分析 2.1 运动初始位置 根据IHI摆式飞剪结构，取工作起始位置为：点位于-轴上（最下方），J和K在+轴上（最上方），即；同步机构输出轴OB位于-轴上，OA输入轴位于+轴上，即 2.2 杆件尺寸及已知角度 ，，变量，，，，，，，，，，，，， 杆比的向量角度超前，这些均为确定常数。 2.3 运动轨迹仿真[3] 根据前面所建立的运动解析模型，用MATLAB软件编辑程序，得到下面的剪切机构刀刃轨迹仿真。 图2 K=1 e=0 上下刀刃轨迹 图3 K=2 e=0 上下刀刃轨迹 图4 K=4 e=0 上下刀刃轨迹 图5 K=8 e=0 上下刀刃轨迹  图6 K=1 e=100 上下刀刃轨迹 图7 K=2 e=100 上下刀刃轨迹 图8 K=4 e=100 上下刀刃轨迹 图9 K=8 e=100 上下刀刃轨迹 3 剪切本体工作噪音源分析 3.1 上剪刃的运动轨迹分析[4] 根据不同倍切、不同偏心距下上剪刃的运动轨迹可知上剪刃的运动轨迹在不同倍切、不同偏心距时其轨迹基本一致，即上剪刃的运动变化情况不受倍切及偏心距影响。