專利名稱：液壓滾切式金屬板剪切機(jī)液壓缸斜置角度的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬板剪切機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種液壓滾切式金屬板剪切 機(jī)液壓缸斜置角度的確定方法。
背景技術(shù)：
目前，由太原科技大學(xué)和太原科大重工科技有限責(zé)任公司提出申請名稱為
"液壓滾切式金屬板剪切機(jī)"己被授權(quán)，專利號為"ZL 2006 1 0102208.X"，該發(fā)明
專利是從結(jié)構(gòu)構(gòu)造方面提出的，但在設(shè)計開發(fā)過程中，對液壓缸在機(jī)架上傾斜 布置的角度是有要求的。如按現(xiàn)有技術(shù)布置，將增大液壓缸的推力，增大液壓 系統(tǒng)的流量，同時影響產(chǎn)品的剪切質(zhì)量。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種將液壓缸斜置一確定角度放置的方法，按此方法確 定液壓缸的斜置角度，可改善設(shè)備傳動機(jī)構(gòu)的受力狀態(tài)，提高剪切質(zhì)量。
本發(fā)明是這樣實現(xiàn)的如圖1所示，液壓缸l、 4成左右對稱鉸接布置在機(jī)
架11上，其特征是在剪切動作之前，即上剪刃刀架7處在最高水平位置時，液 壓缸1、 4的中心軸線向上傾斜與水平線的夾角為/3，卩角的大小按照以下方法
確定
=2;2[cosW2 +^)-cos(^)] ( i )
—2、一丄幻—2ZnSin(0)
在上式中x sin(《,—《)+ x sin《+丄人}^)2 + [S +丄 + 2丄^ cos(60 —丑+ Wd x cos(《, 一 《)]2 arccos(-)
A， ^如附圖3及圖4所示，其中A=Z"'olt/， -2 公式中其它參數(shù)的意義如下 鉸接點(diǎn)"、e之間的距離
連桿3、 6及推桿2、 5的長度 、3—鉸接點(diǎn)d、 e到刀弧最低點(diǎn)的垂向距離 、一左右液壓缸鉸接點(diǎn)& 、 &到坐標(biāo)軸y的水平距離 / —圓弧刀片半徑
& —鉸接點(diǎn)J到圓弧刀片中心的徑向距離
& 一d點(diǎn)的徑向與垂向在剪切機(jī)構(gòu)處于中心位置時的夾角
《一最大滾切范圍角之半
S—開口度和重疊量之和
0—上剪刃刀架7在最高位置時，推桿3、 6與垂直線的夾角 (見圖1)
下面對公式中的參數(shù)^， ^的求解過程進(jìn)行詳細(xì)敘述。 剪切機(jī)在剪切動作之前的最高位置時(見圖1)，連桿3、 6，推桿2、 5和 液壓缸l、 4在整體坐標(biāo)系當(dāng)中是對稱布置的，液壓缸l、 4的傾斜角度為/5，并 且連桿和推桿的長度相等。
根據(jù)上面的已知條件，確定出上鉸接點(diǎn)O,、 a在最高位置的坐標(biāo)分別為(參 見圖1):<formula>formula see original document page 5</formula>
為了使液壓缸在剪切力最大時刻，即進(jìn)入滾切開始時刻的推力最小，那么
設(shè)定在剪切力最大時刻液壓缸成水平狀態(tài)，即仏"'連線與水平線的夾角/5為零度 (參見圖3)。
在剪切力最大時刻(即滾切開始時刻)，上剪刃刀架鉸接點(diǎn)rf、 e在此時符 合滾切運(yùn)動方程。如圖2所示，當(dāng)圓弧滾過一個^,使上刀圓弧內(nèi)的P點(diǎn)位于j^0
軸上時，滾切剪要求A點(diǎn)在剪切過程中水平位移接近為零，所以將整個上刀圓弧 沿水平方向反向移動一個水平距離A，力求h點(diǎn)始終位于(0,0)點(diǎn)上。根據(jù)滾
切中發(fā)生純滾動的設(shè)計要求，上刀圓弧內(nèi)任一點(diǎn)g在滾切時坐標(biāo)為(見圖2):
<formula>formula see original document page 5</formula>式中^一刀片內(nèi)任一點(diǎn)g的半徑
刀片內(nèi)任一點(diǎn)g徑向與垂向夾角 ~—刀片內(nèi)任一點(diǎn)p徑向與垂向夾角 并且在此時，實際是上刀圓弧向乂軸的負(fù)方向滾動了圓心角的一半即~ =《。
<formula>formula see original document page 5</formula>(3)
根據(jù)滾切運(yùn)動方程(2)，圖3中鉸接點(diǎn)W的坐標(biāo)為
i， ".k,=及—i rfXC0S(&—《) 根據(jù)圖3中的幾何關(guān)系，推導(dǎo)出上剪刃刀架在最高水平位置時，液壓缸中心
軸線與水平線夾角3為yg = 》'"—凡' (4)
—、
其中
JV =凡,-；,嗎)=y。,-丄"C, + A) (5 )
根據(jù)圖3中鉸接點(diǎn)a到鉸接點(diǎn)J和01的距離始終不變，且等于^的幾何關(guān)系， 在己知鉸接點(diǎn)J'坐標(biāo)的情況下，得到A， A:
y — r 丄k2乂 —凡xsin(6^ _<9,)-i xsin《
0 = fl,,(x。' =-^_^——^_^-^_) (6 )
Vcn — JV S +丄A-3 + 2ZA,2 cos(S) — i +x cos(6>rf —《)
= arccos(丄服') " 、7/ 7
厶 2
^(X, x sin(《,-6 ,) + W x sin (9, +丄^^)2 ++丄 + 2ZK2 cos(6>) — i + i rf x cos(《,一《)]2 =arccos(-)
厶 2
(7)
根據(jù)上述推導(dǎo)的已知條件可得出
"=m-c《^ — >V — [cos(A + A) — cos(P)] (8) 、_、 2丄《_一, — 2;2sin(6>)
圖1為液壓滾切式金屬板剪切機(jī)的機(jī)構(gòu)示意圖
圖2為液壓滾切式金屬板剪上刀圓弧在滾切線上的滾動示意圖
圖3為滾切開始時刻關(guān)鍵點(diǎn)位置示意圖
圖4為圖3中I部分的放大圖
圖1中
1、 4—液壓缸 2、 5—推桿3、 6—連桿
7—上剪刃刀架 8—導(dǎo)向桿 9—下剪刃刀架
10—金屬板 11—機(jī)架鉸接點(diǎn)(e之間的距離 丄H—連桿3、 6及推桿2、 5的長度 丄43—鉸接點(diǎn)",e到刀弧最低點(diǎn)的垂向距離 Z。一左右液壓缸鉸接點(diǎn)^,^到坐標(biāo)軸少的水平距離
圖2中
i 一圓弧刀片半徑 ^一鉸接點(diǎn)d的半徑 凡一鉸接點(diǎn)e的半徑 &一點(diǎn)g的半徑i p—點(diǎn)p的半徑 02—上剪刃圓弧中心
O—坐標(biāo)圓心
一d點(diǎn)的徑向與垂向在切機(jī)構(gòu)處于中心位置吋的夾角 《一e點(diǎn)的徑向與垂向在切機(jī)構(gòu)處于中心位置時的夾角 & —g點(diǎn)的徑向與垂向在切機(jī)構(gòu)處于中心位置時的夾角 ^ 一p點(diǎn)的徑向與垂向在切機(jī)構(gòu)處于中心位置時的夾角 《一最大滾切范圍角之半
其中參數(shù)i 、A、^、^ 、A、 S,、4、、2、丄《、、是根據(jù)鋼廠提供的剪
切工藝參數(shù)要求(如板厚、板寬、開口度、重疊量、最大剪切力等)進(jìn)行確定 的。
具體實施例方式
液壓滾切剪在設(shè)計開發(fā)過程，根據(jù)鋼廠提供的工藝要求，如剪切鋼板寬度
為2800，厚度40，開口度^;130mm，重疊量^;5mm，可以確定連桿的初 始角度6=27°。推桿2、 5及連桿3、 6長度^^702mm,A^2300 mm, 丄43=1100 mm ， if/ 二3100mm ， _Rd=i '= 45915mm, i = 47000mm， A =-1.43°,《=-1.8° 。根據(jù)上述已知數(shù)據(jù)，按照公式(1)就可以確定液壓缸l、 4的中心軸線與 水平線的夾角，即液壓缸l、 4的斜置角度/3，計算得出/5=2.56°。
權(quán)利要求
1. 一種液壓滾切式金屬板剪切機(jī)液壓缸斜置角度的確定方法，包括液壓缸、傳動機(jī)構(gòu)和剪切機(jī)構(gòu)，其特征在于在剪切動作之前，即上剪刃刀架(7)處在最高水平位置時，液壓缸(1、4)中心軸線與水平線的夾角為β，β的大小按以下方法確定公式中參數(shù)的意義如下Lk1—鉸接點(diǎn)d、e之間的距離Lk2—連桿(3、6)及推桿(2、5)的長度Lq—液壓缸(1、4)鉸接點(diǎn)q1、q2到坐標(biāo)軸y的水平距離θ—上剪刃刀架(7)在最高位置時，推桿(3、6)與垂直線的夾角
全文摘要
一種液壓滾切式金屬板剪切機(jī)液壓缸斜置角度的確定方法，屬于金屬板剪切機(jī)械技術(shù)領(lǐng)域。液壓缸(1、4)成左右對稱鉸接布置在機(jī)架上，其特征是在未剪切動作之前，即上剪刃刀架(7)在最高水平位，液壓缸(1、4)的中心軸線與水平線的夾角為β，采用向上傾斜的布置方式，其傾斜角β的大小按照下面的公式確定。β＝(2L<sub>K2</sub>[cos(φ<sub>2</sub>+φ<sub>1</sub>)-cos(θ)])/(2L<sub>q</sub>-L<sub>K1</sub>-2L<sub>K2</sub>sin(θ))式中φ<sub>1</sub>＝∠d′o<sub>1</sub>d φ<sub>2</sub>＝a′o<sub>1</sub>d′ L<sub>k1</sub>—鉸接點(diǎn)d，e之間的距離 L<sub>k2</sub>—連桿(3、6)及推桿(2、5)的長度 L<sub>q</sub>—左右液壓缸鉸接點(diǎn)q<sub>1</sub>、q<sub>2</sub>到坐標(biāo)軸y的水平距離 θ—上剪刃刀架(7)在最高位置時，推桿(3、6)與垂直線的夾角按照上述方法確定剪切機(jī)中左右液壓缸斜置角度的大小，可使液壓缸省力，并可得到良好的剪切效果。
文檔編號B23D15/14GK101444854SQ20081008022
公開日2009年6月3日 申請日期2008年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2008年12月20日
發(fā)明者孫長春, 孟進(jìn)禮, 田雅琴, 馬立峰, 黃慶學(xué) 申請人:太原科技大學(xué)