本文關(guān)鍵詞：中間坯快速剪切擠壓連接機構(gòu)研究

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【摘要】：傳統(tǒng)鋼材的軋制模式是間斷性、單坯軋制,效率低、設(shè)備使用壽命短、合格率低、穩(wěn)定性不好。而無頭軋制是將粗軋后的方形中間坯在中間輥道上連接起來并連續(xù)通過精軋機組進行軋制,可以提高軋材的質(zhì)量穩(wěn)定性,板帶精度和成材率,提高生產(chǎn)率,因此中間坯連接是實現(xiàn)無頭軋制的關(guān)鍵技術(shù)�，F(xiàn)有的感應焊接中間坯連接方法主要存在的問題為:設(shè)備龐大而貴重,焊接時間長,不利于對現(xiàn)有軋線的改造。本文提出一種用于實現(xiàn)中間坯隨上下刀一起平動進行剪切擠壓運動的6桿1滑塊機構(gòu),并對該機構(gòu)進行了如下研究:首先,通過對無頭軋制技術(shù)的分析,提出一種剪切擠壓中間坯連接的機構(gòu),分析了該機構(gòu)的工作機理,計算了機構(gòu)的自由度,建立了該機構(gòu)的ADAMS多剛體模型,對上下刀進行了運動學分析。基于復數(shù)矢量法推導了機構(gòu)的運動學方程,對機構(gòu)進行了受力分析,為下一步的機構(gòu)優(yōu)化奠定基礎(chǔ)。其次,建立了機構(gòu)的設(shè)計變量、約束條件和目標函數(shù),利用MATLAB工具箱中的遺傳算法對機構(gòu)進行了優(yōu)化,得到了機構(gòu)運行的最優(yōu)尺寸。在連接過程中,上刀尖水平方向上的平均速度由滯后的1.23%變?yōu)槌暗?.32%,下刀尖水平方向上的平均速度由超前的0.32%變?yōu)槌暗?.28%,上下刀尖的最小距離由3.99mm變?yōu)?6.9mm,改進后的機構(gòu)更加合理。最后,對機構(gòu)進行了結(jié)構(gòu)設(shè)計和校核,確定了各個構(gòu)件的具體尺寸,選擇出合適的電機、聯(lián)軸器、減速器、制動器等,并對其進行校核驗證�；赟olidworks建立了主軸的有限元模型,并對其進行受力分析,得到它的應力分布圖。論文研究為無頭軋制中間坯連接設(shè)備的設(shè)計奠定了理論基礎(chǔ)。
【關(guān)鍵詞】：無頭軋制 快速剪切擠壓 中間坯 運動學 機構(gòu)優(yōu)化 MATLAB 有限
【學位授予單位】：燕山大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG333
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 緒論10-17
• 1.1 本論文的研究背景10-11
• 1.2 無頭軋制11-12
• 1.2.1 無頭軋制技術(shù)在板帶生產(chǎn)線上的應用11-12
• 1.2.2 無頭軋制技術(shù)在棒材生產(chǎn)線上的應用12
• 1.3 無頭軋制技術(shù)的發(fā)展及國內(nèi)外研究現(xiàn)狀12-15
• 1.3.1 國外研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 國內(nèi)研究現(xiàn)狀14-15
• 1.4 課題來源及研究內(nèi)容15-17
• 1.4.1 課題來源15-16
• 1.4.2 研究內(nèi)容16-17
• 第2章 中間坯剪切擠壓連接機構(gòu)17-25
• 2.1 設(shè)計方案的選擇17-19
• 2.1.1 中間坯靜態(tài)連接實驗17-18
• 2.1.2 中間坯快速剪切擠壓連接機構(gòu)18-19
• 2.2 機構(gòu)多剛體模型19-21
• 2.3 機構(gòu)運動學仿真21-24
• 2.4 本章小結(jié)24-25
• 第3章 機構(gòu)運動學與力分析25-40
• 3.1 連接機構(gòu)運動學分析25-30
• 3.2 連接時間的計算30-32
• 3.3 連接機構(gòu)力分析32-39
• 3.4 本章小結(jié)39-40
• 第4章 基于遺傳算法的機構(gòu)優(yōu)化40-53
• 4.1 優(yōu)化設(shè)計數(shù)學模型建立40-46
• 4.1.1 設(shè)計變量40
• 4.1.2 約束條件40-44
• 4.1.3 目標函數(shù)44-45
• 4.1.4 優(yōu)化模型數(shù)學表示45-46
• 4.2 優(yōu)化模型特性及優(yōu)化方法選擇46-49
• 4.3 優(yōu)化計算及結(jié)果分析49-52
• 4.4 本章小結(jié)52-53
• 第5章 結(jié)構(gòu)設(shè)計計算和校核53-70
• 5.1 結(jié)構(gòu)設(shè)計53-54
• 5.1.1 傳動方式的選擇53
• 5.1.2 連接裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計53-54
• 5.2 壓合力、壓合力矩的計算54-58
• 5.2.1 壓合力的計算54-57
• 5.2.3 壓合力矩的計算57-58
• 5.3 壓合功的計算58
• 5.4 電動機的功率計算及類型選擇58-60
• 5.4.1 主軸上的靜力矩的計算58-59
• 5.4.2 電動機功率的計算59-60
• 5.5 減速器的選擇60
• 5.5.1 總傳動比的確定60
• 5.5.2 三級減速器的選取60
• 5.6 主要零部件的設(shè)計計算及強度剛度的校核60-67
• 5.6.1 刀頭的設(shè)計與材料的選擇61
• 5.6.2 軸的設(shè)計計算和校核61-64
• 5.6.3 聯(lián)軸器的選擇與校核64-65
• 5.6.4 鍵的選擇和校核65
• 5.6.5 制動器的選擇65-66
• 5.6.6 離合器的選擇66
• 5.6.7 對電動機的校核66-67
• 5.7 基于Solidworks的主軸受力分析67-69
• 5.8 本章小結(jié)69-70
• 結(jié)論70-71
• 參考文獻71-76
• 攻讀碩士學位期間承擔的科研任務與主要成果76-77
• 致謝77-78
• 作者簡介78

【參考文獻】

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本文編號：1124162