摆式剪切机上刀架以及摆架的有限元分析.pdf

【摆式剪切机上刀架以及摆架的有限元分析】 摆式剪切机是一种广泛应用在金属加工行业的重型装备，其主要功能是通过上下剪刃的相对运动来实现金属板料的切割。该文中提到的摆式剪切机特别之处在于其上刀架和摆架的设计，这一部分是剪切机的关键结构，直接影响到设备的工作性能和寿命。 有限元分析（Finite Element Analysis，FEA）是现代工程领域中常用的一种数值计算方法，用于分析复杂结构在不同工作条件下的应力分布、变形情况和稳定性。对于摆式剪切机来说，这种分析尤其重要，因为它可以帮助工程师理解和预测剪切机在实际操作中的行为，尤其是当设备从正转变为反转时可能出现的问题。 文中提到的摆式剪切机在反转过程中，上刀架在摆架滑道中出现了变形和磨损现象，这可能导致剪切精度下降，甚至引发设备故障。通过有限元分析，研究者选取了四个最大工作负荷的工况点，对上刀架和摆架进行了应力变形分析，旨在找出应力集中区域和摆架滑道的变形量。这样的分析有助于识别潜在的弱点，为改进设计提供依据。 摆式剪切机的工作原理基于双偏心曲柄滑块机构，如图1所示。曲柄AB驱动上剪刃本体和下剪刃本体做往复运动，实现剪切。同时，液压缸0通过驱动臂0D使得摆架BD左右摆动，带动剪切机构。下剪刀固定在摆架BD上，随着摆动完成剪切动作。在正反转过程中，剪切机构的动态特性会有差异，这是由于反转时力矩和应力分布的变化。 文章中列出了力平衡条件和力矩平衡条件的方程组，如R1F AcosT + R2F BcosT = T (1)，以及后续的方程式，这些方程反映了剪切机在工作时，连杆、摆架、剪切力和曲轴扭矩之间的力学关系。通过求解这些方程，可以得到关键参数的值，进一步了解剪切机的工作状态。 有限元模型的建立是进行分析的第一步，包括模型的几何构建、材料属性定义、网格划分等。由于摆式剪切机模型的对称性，可以简化计算，但仍然需要确保网格的合理分布以获得准确的结果。模型的网格划分对计算精度至关重要，它决定了分析结果的精确度和计算时间。 这篇论文深入探讨了摆式剪切机上刀架和摆架的有限元分析，为优化设计和解决反转问题提供了科学依据。通过对摆剪工作原理的深入理解，结合有限元方法，可以有效地提高设备的可靠性和耐用性，降低维护成本，这对于提升整个剪切机的性能具有重要意义。