開題報告-回轉(zhuǎn)式飛剪機機構(gòu)設計及分析

本科生畢業(yè)論文（設計）開題報告論文題目回轉(zhuǎn)式飛剪機機構(gòu)設計及分析學生學號學院專業(yè)指導教師職稱 2023年12月20日1.選題來源在冶金物流行業(yè)中，飛剪機是一種至關重要的設備，廣泛應用于冶金企業(yè)冷、熱連軋廠的剪切線及物流行業(yè)的貨運場所。然而，飛剪機的剪切性能優(yōu)劣將直接影響加工產(chǎn)品的切口質(zhì)量和整條生產(chǎn)線的效率，進而在很大程度上影響企業(yè)的經(jīng)濟效益。因此，飛剪機的設計和結(jié)構(gòu)優(yōu)化顯得尤為重要。近年來，國內(nèi)學者對飛剪機的研究取得了一定的成果。張歡（2021）在其研究中，通過對飛剪機進行運動仿真，根據(jù)仿真結(jié)果進行機構(gòu)的優(yōu)化設計，旨在改善飛剪的動力學性能，提高剪切質(zhì)量，為企業(yè)的飛剪機設計制造提供借鑒意義。這一研究結(jié)果表明，通過對飛剪機構(gòu)進行優(yōu)化設計，可以有效提高飛剪機的剪切性能，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟效益。此外，張永虎和陳白寧（2008）的研究也為我們提供了關于回轉(zhuǎn)式飛剪機設計與結(jié)構(gòu)分析的重要信息。他們介紹了回轉(zhuǎn)式飛剪機的工作原理與剪切過程，并對其進行了結(jié)構(gòu)分析。該飛剪機采用曲柄傳動、機械同步定位軸，保證了上下剪刃的定向、定位，使上下剪刃作回轉(zhuǎn)運動，當上下剪刃相遇時完成剪切。這一設計使得回轉(zhuǎn)式飛剪機在剪切過程中具有較高的精度和穩(wěn)定性，有利于提高剪切質(zhì)量。綜上所述，國內(nèi)學者在飛剪機機構(gòu)設計與動力學分析方面的研究已取得了一定的成果。然而，隨著冶金行業(yè)的快速發(fā)展，對飛剪機的性能要求越來越高，如何在保證剪切質(zhì)量的同時提高飛剪機的工作效率和使用壽命，仍然是亟待解決的問題。因此，本研究擬對回轉(zhuǎn)式飛剪機進行深入的機構(gòu)設計與動力學分析，以期為我國冶金行業(yè)的發(fā)展提供有益的理論支持和技術(shù)指導。2.選題的理論意義和現(xiàn)實意義一、理論意義：回轉(zhuǎn)式飛剪機是一種在金屬軋制過程中用于對軋件進行橫向剪切的設備，它可以將軋件按照預定的長度進行剪斷，從而實現(xiàn)連續(xù)軋制的目的。通過對回轉(zhuǎn)式飛剪機的設計與研究，可以深入了解其工作原理和運動學特性，為后續(xù)的優(yōu)化設計提供理論基礎?，F(xiàn)實意義：在鋼鐵、有色金屬等行業(yè)中，回轉(zhuǎn)式飛剪機得到了廣泛的應用。它的高效、穩(wěn)定、可靠的特點能夠滿足實際生產(chǎn)的需求，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，對回轉(zhuǎn)式飛剪機的研究具有重要的現(xiàn)實意義。

在這個背景下，回轉(zhuǎn)式飛剪機的設計和結(jié)構(gòu)分析成為了一個重要的研究課題?；剞D(zhuǎn)式飛剪機采用曲柄傳動、機械同步定位軸，保證了上下剪刃的定向、定位，使上下剪刃作回轉(zhuǎn)運動，當上下剪刃相遇時完成剪切。這種設計不僅提高了剪切效率，而且減少了振動和沖擊，從而提高了剪切質(zhì)量。然而，盡管回轉(zhuǎn)式飛剪機在設計和結(jié)構(gòu)上有所改進，但其動力學性能仍有待提高。例如，如何通過優(yōu)化設計來改善飛剪的動力學性能，提高剪切質(zhì)量，這是當前研究的一個重要方向。此外，隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，對飛剪機的性能要求也在不斷提高，如何滿足這些要求，也是研究的重要內(nèi)容?？偟膩碚f，回轉(zhuǎn)式飛剪機的機構(gòu)設計與動力學分析是一個具有重要實際意義的研究課題。通過對這個課題的深入研究，不僅可以提高飛剪機的剪切性能和效率，提高企業(yè)的經(jīng)濟效益，而且可以為相關領域的研究提供理論支持和技術(shù)借鑒。因此，本研究具有重要的理論意義和實際應用價值。3.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀一、國內(nèi)現(xiàn)狀：國內(nèi)對回轉(zhuǎn)式飛剪機的研究起步較晚，但近年來取得了一些重要的進展。一些高校和科研機構(gòu)對回轉(zhuǎn)式飛剪機的結(jié)構(gòu)設計、運動學分析、控制系統(tǒng)等方面進行了研究，并開發(fā)了一些新型的回轉(zhuǎn)式飛剪機。張永虎和陳白寧（2008）的研究主要介紹了回轉(zhuǎn)式飛剪機的工作原理與剪切過程。他們進行了回轉(zhuǎn)式飛剪的結(jié)構(gòu)分析，該飛剪機采用曲柄傳動、機械同步定位軸，保證了上下剪刃的定向、定位，使上下剪刃作回轉(zhuǎn)運動，當上下剪刃相遇時完成剪切。這種設計使得飛剪機在剪切過程中能夠保持穩(wěn)定的性能，提高了剪切質(zhì)量。張歡（2021）的研究則側(cè)重于飛剪機構(gòu)的動力學分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。飛剪在剪切時產(chǎn)生較大的剪切力，使剪切機構(gòu)承受較大的沖擊載荷并引起振動。如果飛剪的結(jié)構(gòu)設計不合理，就容易產(chǎn)生疲勞失效和共振，導致飛剪不能正常工作，剪切質(zhì)量得不到保證。因此，張歡通過對飛剪機進行運動仿真，根據(jù)仿真結(jié)果進行其機構(gòu)的優(yōu)化設計，目的是改善飛剪的動力學性能，提高剪切質(zhì)量，為企業(yè)的飛剪機設計制造提供借鑒意義。二、國外現(xiàn)狀：關于剪切機力能參數(shù)的研究，主要從實驗測定和理論計算兩方面入手。前蘇聯(lián)M.A.saiikob根據(jù)強度理論，在考慮了刀刃磨鈍、刀片間隙、接觸摩擦及變形程度等影響因素的基礎_上，建立了計算剪切力的公式，并進行實驗驗證。Crasemann在大量實驗研究基礎上建立了包含各因素的經(jīng)驗公式，建立了計算圖表，用于計算不同工作條件下的剪切力0。日本石川島播磨公司、三菱重工公司也都加強了這方面的研究，提出了剪切力、剪切力矩的計算方法。由于飛剪的高速、重載和同步性的要求，使飛剪的剪切機構(gòu)、同步機構(gòu)、傳動機構(gòu)、空切機構(gòu)的運動學和動力學的研究顯得特別重要。日本的石井彥德對擺式飛剪慣性力的探討9、N.Peric對雙搖桿勻速機構(gòu)的動力學分析。北京科技大學對四連桿飛剪、偏心齒輪勻速機構(gòu)、送料輥勻速機構(gòu)的優(yōu)化和動力學分析，武漢科技大學、燕山大學、武鋼冷軋廠對施羅曼飛剪機的動力學分析，西安重型機械研究所、武漢鋼鐵設計院對施羅曼飛剪機的運動學分析都對飛剪的研究工作做出了貢獻。4.主要內(nèi)容、研究方法、技術(shù)路線一、主要內(nèi)容：1.對回轉(zhuǎn)式飛剪機的工作原理和剪切過程進行更詳細的分析，揭示其內(nèi)部機制和影響因素。2.在現(xiàn)有研究的基礎上，進一步優(yōu)化飛剪機構(gòu)的設計和動力學性能，提高剪切質(zhì)量和效率。3.結(jié)合現(xiàn)代計算機技術(shù)和仿真技術(shù)，對飛剪機進行更精確的運動仿真和性能評估。4.探索新型材料和制造工藝在回轉(zhuǎn)式飛剪機領域的應用，提高飛剪機的耐用性和可靠性。5.結(jié)合實際生產(chǎn)場景，對回轉(zhuǎn)式飛剪機的應用效果進行評價和反饋，為進一步優(yōu)化設計和改進提供依據(jù)。二、研究方法：1.

查閱相關文獻資料，了解回轉(zhuǎn)式飛剪機的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，為設計提供參考。2.仿真分析和數(shù)型模擬法。通過建立飛剪機的數(shù)學模型，利用計算機仿真技術(shù)對其進行運動仿真分析，以獲取飛剪機在不同工況下的動力學性能參數(shù)。這將為后續(xù)的機構(gòu)優(yōu)化設計提供重要的數(shù)據(jù)支持。

3.根據(jù)仿真結(jié)果進行機構(gòu)的優(yōu)化設計。通過對飛剪機的運動仿真分析結(jié)果進行綜合評估，找出影響其動力學性能的關鍵因素，并提出相應的優(yōu)化設計方案。例如，可以對飛剪的結(jié)構(gòu)進行改進，采用更合理的材料和工藝，以提高其抗疲勞和抗共振能力。4.進行實地考察和調(diào)研，了解實際生產(chǎn)中對回轉(zhuǎn)式飛剪機的需求，為設計提供依據(jù)。

5.進行實驗驗證法。將優(yōu)化后的飛剪機進行實際的剪切試驗，通過對比實驗結(jié)果與仿真結(jié)果的差異，驗證優(yōu)化設計的有效性和可行性。同時，還可以對實驗結(jié)果進行分析和總結(jié)，為今后的飛剪機設計和制造提供借鑒意義。

三、技術(shù)路線：1.查閱資料分析回轉(zhuǎn)式飛剪機機械結(jié)構(gòu)以及其工作原理。2.結(jié)合資料和文獻分析回轉(zhuǎn)式飛剪機的主要技術(shù)參數(shù)以及機械精度的要求。3.結(jié)合資料、文獻與現(xiàn)場經(jīng)驗全面地分析回轉(zhuǎn)式飛剪機的傳動系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的性能。5.進度安排及預期成果一、進度安排:2023.11.15-2023.12.30：寫出開題報告，提出初步設計方案。2024.01.1-2024.01.15：

查閱相關文獻資料，了解回轉(zhuǎn)式飛剪機的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢，為設計提供參考。2024.01.16-2024.02.5：采用仿真分析和數(shù)型模擬法建立飛剪機的數(shù)學模型，利用計算機仿真技術(shù)對其進行運動仿真分析，以獲取飛剪機在不同工況下的動力學性能參數(shù)。2024.2.6-2024.2.20：根據(jù)仿真結(jié)果進行機構(gòu)的優(yōu)化設計。通過對飛剪機的運動仿真分析結(jié)果進行綜合評估，找出影響其動力學性能的關鍵因素，并提出相應的優(yōu)化設計方案。2024.2.21-2024.3.10：進行實地考察和調(diào)研，了解實際生產(chǎn)中對回轉(zhuǎn)式飛剪機的需求，為設計提供依據(jù)。2024.3.11.-2024.4.14：總結(jié)研究成果，撰寫論文。2024.4.15.-2024.4.25：論文查重，準備答辯。2024.05.05：論文答辯。二、預期成果:1.

完成回轉(zhuǎn)式飛剪機的結(jié)構(gòu)設計和控制系統(tǒng)設計。2.

掌握回轉(zhuǎn)式飛剪機的工作原理和運動學特性，為設計提供理論依據(jù)。3.

設計的回轉(zhuǎn)式飛剪機能夠滿足實際生產(chǎn)的需求，具有高效、穩(wěn)定、可靠的特點。4.

通過性能測試和分析，評估設計的回轉(zhuǎn)式飛剪機的工作效率、穩(wěn)定性和可靠性。5.畢業(yè)論文（或設計）一份。6.主要參考文獻[1]張歡.金屬管棒材飛剪機構(gòu)動力學分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].機械工程師,2021,(11):80-83+86[2]張永虎,陳白寧.回轉(zhuǎn)式飛剪機的設計和結(jié)構(gòu)分析[J].機械工程師,2008,(01):68-69.[3]劉海昌，汪建春，劉抗強.飛剪的發(fā)展與思考[].機械設計與制造，2007.6[4]王金星，顧君業(yè).不同工作制曲柄連桿式飛剪機的設計[]鞍鋼技術(shù)，2002.3:62-94/98[5]孫林.德國UNGERER飛剪控制原理的簡介[].昆鋼科技，2005.12.[6]黃華清[M].軋鋼機械，北京:冶金工業(yè)出版社,1986191280-3481[7]王勇勤，趙才華滾筒式飛剪力能參數(shù)研究[J].重型機械，2009，(6):27-30.[8]浦文杰，范海峰，崔衛(wèi)華，程軍周.飛剪機控制系統(tǒng)中的剪刃速度分析[J]重型機械，2008，4:39-42.[9]雷聞宇等，滾動式剪切機滾動原理分析及剪切機構(gòu)最優(yōu)化設計.重型機械，1997(6)[10]夏定純.飛剪數(shù)字控制系統(tǒng)的設計及實現(xiàn)[J],武漢科技學院學報,2004,17(2):56-59.[11]龔世景.模式飛剪剪切數(shù)學模型與實際工程應用[J]，冶金設備，2004,2(5),43-44[12]蔡玉強、飛剪機精度控制的改進[],冶金自動化，2003，27(3):24-27.[13]郭啟.棒材倍尺飛剪的控制與優(yōu)化[J],江西冶金，2002,22(1):32-34.[14]葛延津.飛剪速度基準的研究[]，東北大學學報(自然科學版)，2003,24(12):1137-1140.[15]樊振華.起停式飛剪設備的優(yōu)化設計與改進[]，重型機械科技，2002，26(2):46-48.[16]葛延津.冷連軋機出口飛剪的控制方法[J],東北大學學報，2004，25(12):1142-1144.[17]李佳.擺式飛剪機構(gòu)尺度綜合的優(yōu)化方法和代數(shù)式法，武漢科技大學學報(自然科學版)，2001,24(1)