專利名稱：曲柄連桿式飛剪調(diào)節(jié)絲桿的長度設(shè)計(jì)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于曲柄連桿式飛剪技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及曲柄連桿式飛剪調(diào)節(jié)絲桿的長度確定方法。
背景技術(shù)：
冷軋飛剪是冷軋生產(chǎn)線上重要的設(shè)備之一，布置在夾送輥后，用于對帶鋼的頭尾進(jìn)行切斷。它具備分段功能，其工作性能的好壞直接影響到軋制線的生產(chǎn)效率和產(chǎn)品切口質(zhì)量。隨著連續(xù)式軋機(jī)的發(fā)展，飛剪得到了越來越廣泛的應(yīng)用。飛剪系統(tǒng)中，上刀座通過連接鉸點(diǎn)繞曲柄中心點(diǎn)旋轉(zhuǎn)，上剪刃的軌跡為近似橢圓的完整曲線，而下剪刃則沿底部鉸點(diǎn)做一定幅度的擺動，其軌跡為一個(gè)圓周運(yùn)動的一部分。通過上、下剪刃在某一區(qū)間內(nèi)的重合達(dá)到剪斷帶鋼的目的。在冷軋工藝中，對帶鋼剪切后的表面及斷面質(zhì)量要求相當(dāng)高，如果剪刃初始安裝精度達(dá)不到合理要求，就直接影響帶鋼的剪后質(zhì)量。飛剪相關(guān)設(shè)備制造與安裝的過程中也會產(chǎn)生一些誤差，這些均對剪刃安裝精度存在較大影響。在現(xiàn)有的工程設(shè)計(jì)及相關(guān)文獻(xiàn)中，一般都是對飛剪機(jī)構(gòu)的剪刃運(yùn)行軌跡、X及y方向的速度和加速度進(jìn)行計(jì)算，然后得到一些剪刃的運(yùn)動學(xué)參數(shù)，再以相關(guān)工程作為設(shè)計(jì)參考并結(jié)合工程技術(shù)人員的設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)的完成飛剪的系統(tǒng)設(shè)計(jì)。在此過程中，一般較少對剪刃初始水平間隙的調(diào)節(jié)設(shè)計(jì)進(jìn)行深入的分析與研究，這使對飛剪的系統(tǒng)設(shè)計(jì)缺少完整 的設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)。事實(shí)上，剪刃調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理特別是調(diào)節(jié)絲桿的長度設(shè)計(jì)不合理往往會造成剪刃初始水平間隙調(diào)節(jié)不合適，從而影響飛剪剪刃的剪切精度。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的要解決的技術(shù)問題是克服上述技術(shù)缺陷，提供一種曲柄連桿式飛剪調(diào)節(jié)絲桿的長度設(shè)計(jì)方法，該方法充分考慮實(shí)際生產(chǎn)過程中由于生產(chǎn)規(guī)格不同需對剪刃初始水平間隙進(jìn)行調(diào)節(jié)的因素，并將設(shè)備安裝調(diào)試和尺寸設(shè)計(jì)過程進(jìn)行結(jié)合，使飛剪剪刃初始水平間隙調(diào)節(jié)與絲桿長度設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)，以此來保證飛剪剪刃安裝精度能否達(dá)到設(shè)計(jì)要求，簡單易行且適用性廣。本發(fā)明采用的技術(shù)方案是
曲柄連桿式飛剪調(diào)節(jié)絲桿的長度設(shè)計(jì)方法，其特征在于設(shè)定絲桿設(shè)計(jì)長度范圍和剪刃水平間隙調(diào)整要求并給定曲柄運(yùn)動機(jī)構(gòu)的初始參數(shù)，通過牛頓-辛普森的數(shù)值迭代方法得到上、下剪刃初始的運(yùn)動軌跡，按照工藝要求確定的剪刃初始水平間隙收斂條件得到上、下剪刃空間坐標(biāo)差值，通過使上、下剪刃空間坐標(biāo)差值同時(shí)滿足水平方向收斂規(guī)則、剪切點(diǎn)X方向收斂規(guī)則、以及垂直I方向收斂規(guī)則，使目標(biāo)絲桿設(shè)計(jì)長度的篩選范圍不斷變小，直至最終得到絲桿設(shè)計(jì)長度值；此過程中，由二分法不斷縮小曲柄轉(zhuǎn)角迭代范圍和絲桿設(shè)計(jì)長度迭代范圍，直到選定合適的曲柄轉(zhuǎn)角值和上、下剪刃空間坐標(biāo)值。按上述技術(shù)方案，通過下列步驟具體得到絲桿設(shè)計(jì)長度值步驟I :給定初始的絲桿長度設(shè)計(jì)范圍，給定上剪刃點(diǎn)U與下剪刃點(diǎn)K的初始間隙 、以及迭代求解中的桿長收斂誤差5和上、下剪刃X方向水平間隙收斂允差Q剪刃初
始水平間隙辦大于O ;采用二分法得到絲桿設(shè)計(jì)長度7，并將此時(shí)的絲桿設(shè)計(jì)長度7作為計(jì)算與迭代的起始點(diǎn)；
步驟2 :建立相應(yīng)的坐標(biāo)系mOn和xOy，并給定冷軋飛剪機(jī)構(gòu)各桿長和角度參數(shù)，通過剪刃初始水平間隙收斂條件進(jìn)行剪刃初始水平間隙調(diào)整在此過程中，需要預(yù)先給定曲柄的轉(zhuǎn)角范圍，通過二分法不斷縮小曲柄轉(zhuǎn)角的迭代范圍，求得上剪刃點(diǎn)U和下剪刃點(diǎn)K的空間
運(yùn)動軌跡和曲柄轉(zhuǎn)角之；
首先考察上剪刃點(diǎn)U的X坐行與下剪刃點(diǎn)K的X坐標(biāo)xKC的差值u的絕對值是否
滿足剪切點(diǎn)處上、下剪刃X方向水平間隙收斂準(zhǔn)則
剪切點(diǎn)處上、下剪刃X方向水平間隙收斂準(zhǔn)則
權(quán)利要求
1.曲柄連桿式飛剪調(diào)節(jié)絲桿的長度設(shè)計(jì)方法，其特征在于設(shè)定絲桿設(shè)計(jì)長度范圍和剪刃水平間隙調(diào)整要求并給定曲柄運(yùn)動機(jī)構(gòu)的初始參數(shù)，通過牛頓-辛普森的數(shù)值迭代方法得到上、下剪刃初始的運(yùn)動軌跡，按照工藝要求確定的剪刃初始水平間隙收斂條件得到上、下剪刃空間坐標(biāo)差值，通過使上、下剪刃空間坐標(biāo)差值同時(shí)滿足水平方向收斂規(guī)則、剪切點(diǎn)X方向收斂規(guī)則、以及垂直y方向收斂規(guī)則，使目標(biāo)絲桿設(shè)計(jì)長度的篩選范圍不斷變小，直至最終得到絲桿設(shè)計(jì)長度值；此過程中，由二分法不斷縮小曲柄轉(zhuǎn)角迭代范圍和絲桿設(shè)計(jì)長度迭代范圍，直到選定合適的曲柄轉(zhuǎn)角值和上、下剪刃空間坐標(biāo)值。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的曲柄連桿式飛剪調(diào)節(jié)絲桿的長度設(shè)計(jì)方法，其特征在于通過下列步驟具體得到絲桿設(shè)計(jì)長度值 步驟I :給定初始的絲桿長度設(shè)計(jì)范圍，給定上剪刃點(diǎn)U與下剪刃點(diǎn)K的初始間隙Sy、以及迭代求解中的桿長收斂誤差S1和上、下剪刃X方向水平間隙收斂允差％，剪刃初始水平間隙大于O ;采用二分法得到絲桿設(shè)計(jì)長度7，并將此時(shí)的絲桿設(shè)計(jì)長度7作為計(jì)算與迭代的起始點(diǎn)； 步驟2 :建立相應(yīng)的坐標(biāo)系mOn和xOy，并給定冷軋飛剪機(jī)構(gòu)各桿長和角度參數(shù)，通過剪刃初始水平間隙收斂條件進(jìn)行剪刃初始水平間隙調(diào)整在此過程中，需要預(yù)先給定曲柄的轉(zhuǎn)角范圍，通過二分法不斷縮小曲柄轉(zhuǎn)角的迭代范圍，求得上剪刃點(diǎn)U和下剪刃點(diǎn)K的空間運(yùn)動軌跡和曲柄轉(zhuǎn)角^； 首先考察上剪刃點(diǎn)U的X坐行與下剪刃點(diǎn)K的X坐標(biāo)的差值A(chǔ)x的絕對值是否滿足剪切點(diǎn)處上、下剪刃X方向水平間隙收斂準(zhǔn)則 剪切點(diǎn)處上、下剪刃X方向水平間隙收斂準(zhǔn)則 xXC 如果計(jì)算沒有達(dá)到上、下剪刃X方向水平間隙收斂準(zhǔn)則要求，且如果Az <0,則令.4 = ^ >重新進(jìn)行求解得上剪刃點(diǎn)U和下剪刃點(diǎn)K的軌跡； 如果計(jì)算沒有達(dá)到上、下剪刃X方向水平間隙收斂準(zhǔn)則要求，且如果Ax >0,則令 . 6 ,再次進(jìn)行求解得上剪刃點(diǎn)U和下剪刃點(diǎn)K的軌跡； 這樣周而復(fù)始，直至達(dá)到上、下剪刃X方向水平間隙收斂準(zhǔn)則要求為止，記下此時(shí)的曲柄轉(zhuǎn)角4找到對應(yīng)的上剪刃點(diǎn)U的y方向的坐標(biāo)為與下剪刃點(diǎn)K的y方向的坐標(biāo)Jxc的差值A(chǔ))7 ； 然后考察差值A(chǔ)y是否滿足上、下剪刃y方向水平間隙收斂準(zhǔn)則； 上、下剪刃I方向水平間隙收斂準(zhǔn)則- J7P 一 y^c < 0 如果差值知不符合上、下剪刃y方向水平間隙收斂準(zhǔn)則，則需要將曲柄轉(zhuǎn)角最小轉(zhuǎn)角Aia設(shè)力4最大轉(zhuǎn)角設(shè)為360°，重新進(jìn)行求解得上剪刃點(diǎn)U和下剪刃點(diǎn)K的軌跡，找到符合條件的Ay值，并使式上述兩收斂準(zhǔn)則都滿足； 如果差值A(chǔ)y符合上、下剪刃I方向水平間隙收斂準(zhǔn)則，則保存值； 步驟3:根據(jù)桿長收斂規(guī)則確定合適的桿長值，在此過程中，通過二分法不斷縮小絲杠長度的迭代范圍，直至滿足桿長收斂規(guī)則為止，得到絲桿設(shè)計(jì)長度值； 桿長收斂規(guī)則為
3.根據(jù)權(quán)利要求I或2所述的曲柄連桿式飛剪調(diào)節(jié)絲桿的長度設(shè)計(jì)方法，其特征在于步驟2中，通過以下的公式(I)- (4)分別求得上剪刃點(diǎn)U和下剪刃點(diǎn)K的空間運(yùn)動坐標(biāo)軌跡和曲柄轉(zhuǎn)角乓;
全文摘要
本發(fā)明涉及曲柄連桿式飛剪調(diào)節(jié)絲桿的長度設(shè)計(jì)方法，通過牛頓-辛普森的數(shù)值迭代方法得到上、下剪刃初始的運(yùn)動軌跡，按照工藝要求確定的剪刃初始水平間隙收斂條件得到上、下剪刃水平間隙差值，通過使上、下剪刃空間坐標(biāo)差值同時(shí)滿足水平方向收斂規(guī)則、剪切點(diǎn)x方向收斂規(guī)則、以及垂直y方向收斂規(guī)則，使目標(biāo)絲桿設(shè)計(jì)長度得篩選范圍不斷變小，直至最終得到絲桿設(shè)計(jì)長度值。此過程中，由二分法不斷縮小曲柄轉(zhuǎn)角迭代范圍和絲桿設(shè)計(jì)長度迭代范圍，直到選定合適的曲柄轉(zhuǎn)角值和上、下剪刃空間坐標(biāo)值。安裝調(diào)試和尺寸設(shè)計(jì)過程相結(jié)合完成調(diào)節(jié)絲桿的設(shè)計(jì)，使飛剪剪刃初始水平間隙調(diào)節(jié)與絲桿長度設(shè)計(jì)相關(guān)聯(lián)而保證飛剪剪刃安裝精度達(dá)到要求。
文檔編號B23D33/00GK102699415SQ20121013514
公開日2012年10月3日 申請日期2012年5月4日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月4日
發(fā)明者嚴(yán)國平, 胡立華, 董義君 申請人:中冶南方工程技術(shù)有限公司