開題報(bào)告-回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析

本科生畢業(yè)論文（設(shè)計(jì)）開題報(bào)告論文題目回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)及分析學(xué)生學(xué)號(hào)學(xué)院專業(yè)指導(dǎo)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(jī)是一種至關(guān)重要的設(shè)備，廣泛應(yīng)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(yùn)場(chǎng)所。然而，飛剪機(jī)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(jìn)而在很大程度上影響企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益。因此，飛剪機(jī)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)優(yōu)化顯得尤為重要。近年來，國內(nèi)學(xué)者對(duì)飛剪機(jī)的研究取得了一定的成果。張歡（2021）在其研究中，通過對(duì)飛剪機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，旨在改善飛剪的動(dòng)力學(xué)性能，提高剪切質(zhì)量，為企業(yè)的飛剪機(jī)設(shè)計(jì)制造提供借鑒意義。這一研究結(jié)果表明，通過對(duì)飛剪機(jī)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)，可以有效提高飛剪機(jī)的剪切性能，從而提高企業(yè)的生產(chǎn)效率和經(jīng)濟(jì)效益。此外，張永虎和陳白寧（2008）的研究也為我們提供了關(guān)于回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)設(shè)計(jì)與結(jié)構(gòu)分析的重要信息。他們介紹了回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的工作原理與剪切過程，并對(duì)其進(jìn)行了結(jié)構(gòu)分析。該飛剪機(jī)采用曲柄傳動(dòng)、機(jī)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(yùn)動(dòng)，當(dāng)上下剪刃相遇時(shí)完成剪切。這一設(shè)計(jì)使得回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)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(xué)者在飛剪機(jī)機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)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(duì)飛剪機(jī)的性能要求越來越高，如何在保證剪切質(zhì)量的同時(shí)提高飛剪機(jī)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(duì)回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)進(jìn)行深入的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)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(dǎo)。2.選題的理論意義和現(xiàn)實(shí)意義一、理論意義：回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)是一種在金屬軋制過程中用于對(duì)軋件進(jìn)行橫向剪切的設(shè)備，它可以將軋件按照預(yù)定的長(zhǎng)度進(jìn)行剪斷，從而實(shí)現(xiàn)連續(xù)軋制的目的。通過對(duì)回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的設(shè)計(jì)與研究，可以深入了解其工作原理和運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，為后續(xù)的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供理論基礎(chǔ)。現(xiàn)實(shí)意義：在鋼鐵、有色金屬等行業(yè)中，回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)得到了廣泛的應(yīng)用。它的高效、穩(wěn)定、可靠的特點(diǎn)能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量。因此，對(duì)回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

在這個(gè)背景下，回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)分析成為了一個(gè)重要的研究課題?；剞D(zhuǎn)式飛剪機(jī)采用曲柄傳動(dòng)、機(jī)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(yùn)動(dòng)，當(dāng)上下剪刃相遇時(shí)完成剪切。這種設(shè)計(jì)不僅提高了剪切效率，而且減少了振動(dòng)和沖擊，從而提高了剪切質(zhì)量。然而，盡管回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)在設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)上有所改進(jìn)，但其動(dòng)力學(xué)性能仍有待提高。例如，如何通過優(yōu)化設(shè)計(jì)來改善飛剪的動(dòng)力學(xué)性能，提高剪切質(zhì)量，這是當(dāng)前研究的一個(gè)重要方向。此外，隨著冶金工業(yè)的發(fā)展，對(duì)飛剪機(jī)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(jī)的機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)與動(dòng)力學(xué)分析是一個(gè)具有重要實(shí)際意義的研究課題。通過對(duì)這個(gè)課題的深入研究，不僅可以提高飛剪機(jī)的剪切性能和效率，提高企業(yè)的經(jīng)濟(jì)效益，而且可以為相關(guān)領(lǐng)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(shí)際應(yīng)用價(jià)值。3.國內(nèi)外研究現(xiàn)狀一、國內(nèi)現(xiàn)狀：國內(nèi)對(duì)回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的研究起步較晚，但近年來取得了一些重要的進(jìn)展。一些高校和科研機(jī)構(gòu)對(duì)回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、運(yùn)動(dòng)學(xué)分析、控制系統(tǒng)等方面進(jìn)行了研究，并開發(fā)了一些新型的回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)。張永虎和陳白寧（2008）的研究主要介紹了回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的工作原理與剪切過程。他們進(jìn)行了回轉(zhuǎn)式飛剪的結(jié)構(gòu)分析，該飛剪機(jī)采用曲柄傳動(dòng)、機(jī)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(yùn)動(dòng)，當(dāng)上下剪刃相遇時(shí)完成剪切。這種設(shè)計(jì)使得飛剪機(jī)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(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析和結(jié)構(gòu)優(yōu)化。飛剪在剪切時(shí)產(chǎn)生較大的剪切力，使剪切機(jī)構(gòu)承受較大的沖擊載荷并引起振動(dòng)。如果飛剪的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，就容易產(chǎn)生疲勞失效和共振，導(dǎo)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(duì)飛剪機(jī)進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真，根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行其機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)，目的是改善飛剪的動(dòng)力學(xué)性能，提高剪切質(zhì)量，為企業(yè)的飛剪機(jī)設(shè)計(jì)制造提供借鑒意義。二、國外現(xiàn)狀：關(guān)于剪切機(jī)力能參數(shù)的研究，主要從實(shí)驗(yàn)測(cè)定和理論計(jì)算兩方面入手。前蘇聯(lián)M.A.saiikob根據(jù)強(qiáng)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(chǔ)_上，建立了計(jì)算剪切力的公式，并進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。Crasemann在大量實(shí)驗(yàn)研究基礎(chǔ)上建立了包含各因素的經(jīng)驗(yàn)公式，建立了計(jì)算圖表，用于計(jì)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(qiáng)了這方面的研究，提出了剪切力、剪切力矩的計(jì)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(jī)構(gòu)、同步機(jī)構(gòu)、傳動(dòng)機(jī)構(gòu)、空切機(jī)構(gòu)的運(yùn)動(dòng)學(xué)和動(dòng)力學(xué)的研究顯得特別重要。日本的石井彥德對(duì)擺式飛剪慣性力的探討9、N.Peric對(duì)雙搖桿勻速機(jī)構(gòu)的動(dòng)力學(xué)分析。北京科技大學(xué)對(duì)四連桿飛剪、偏心齒輪勻速機(jī)構(gòu)、送料輥勻速機(jī)構(gòu)的優(yōu)化和動(dòng)力學(xué)分析，武漢科技大學(xué)、燕山大學(xué)、武鋼冷軋廠對(duì)施羅曼飛剪機(jī)的動(dòng)力學(xué)分析，西安重型機(jī)械研究所、武漢鋼鐵設(shè)計(jì)院對(duì)施羅曼飛剪機(jī)的運(yùn)動(dòng)學(xué)分析都對(duì)飛剪的研究工作做出了貢獻(xiàn)。4.主要內(nèi)容、研究方法、技術(shù)路線一、主要內(nèi)容：1.對(duì)回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的工作原理和剪切過程進(jìn)行更詳細(xì)的分析，揭示其內(nèi)部機(jī)制和影響因素。2.在現(xiàn)有研究的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步優(yōu)化飛剪機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)和動(dòng)力學(xué)性能，提高剪切質(zhì)量和效率。3.結(jié)合現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)和仿真技術(shù)，對(duì)飛剪機(jī)進(jìn)行更精確的運(yùn)動(dòng)仿真和性能評(píng)估。4.探索新型材料和制造工藝在回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)領(lǐng)域的應(yīng)用，提高飛剪機(jī)的耐用性和可靠性。5.結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)場(chǎng)景，對(duì)回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的應(yīng)用效果進(jìn)行評(píng)價(jià)和反饋，為進(jìn)一步優(yōu)化設(shè)計(jì)和改進(jìn)提供依據(jù)。二、研究方法：1.

查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，為設(shè)計(jì)提供參考。2.仿真分析和數(shù)型模擬法。通過建立飛剪機(jī)的數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析，以獲取飛剪機(jī)在不同工況下的動(dòng)力學(xué)性能參數(shù)。這將為后續(xù)的機(jī)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)提供重要的數(shù)據(jù)支持。

3.根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過對(duì)飛剪機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真分析結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)估，找出影響其動(dòng)力學(xué)性能的關(guān)鍵因素，并提出相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。例如，可以對(duì)飛剪的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，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(jìn)行實(shí)地考察和調(diào)研，了解實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的需求，為設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

5.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證法。將優(yōu)化后的飛剪機(jī)進(jìn)行實(shí)際的剪切試驗(yàn)，通過對(duì)比實(shí)驗(yàn)結(jié)果與仿真結(jié)果的差異，驗(yàn)證優(yōu)化設(shè)計(jì)的有效性和可行性。同時(shí)，還可以對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析和總結(jié)，為今后的飛剪機(jī)設(shè)計(jì)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(jī)機(jī)械結(jié)構(gòu)以及其工作原理。2.結(jié)合資料和文獻(xiàn)分析回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)以及機(jī)械精度的要求。3.結(jié)合資料、文獻(xiàn)與現(xiàn)場(chǎng)經(jīng)驗(yàn)全面地分析回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的傳動(dòng)系統(tǒng)和控制系統(tǒng)的性能。5.進(jìn)度安排及預(yù)期成果一、進(jìn)度安排:2023.11.15-2023.12.30：寫出開題報(bào)告，提出初步設(shè)計(jì)方案。2024.01.1-2024.01.15：

查閱相關(guān)文獻(xiàn)資料，了解回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀和趨勢(shì)，為設(shè)計(jì)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(jī)的數(shù)學(xué)模型，利用計(jì)算機(jī)仿真技術(shù)對(duì)其進(jìn)行運(yùn)動(dòng)仿真分析，以獲取飛剪機(jī)在不同工況下的動(dòng)力學(xué)性能參數(shù)。2024.2.6-2024.2.20：根據(jù)仿真結(jié)果進(jìn)行機(jī)構(gòu)的優(yōu)化設(shè)計(jì)。通過對(duì)飛剪機(jī)的運(yùn)動(dòng)仿真分析結(jié)果進(jìn)行綜合評(píng)估，找出影響其動(dòng)力學(xué)性能的關(guān)鍵因素，并提出相應(yīng)的優(yōu)化設(shè)計(jì)方案。2024.2.21-2024.3.10：進(jìn)行實(shí)地考察和調(diào)研，了解實(shí)際生產(chǎn)中對(duì)回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的需求，為設(shè)計(jì)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(zhǔn)備答辯。2024.05.05：論文答辯。二、預(yù)期成果:1.

完成回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)。2.

掌握回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的工作原理和運(yùn)動(dòng)學(xué)特性，為設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)。3.

設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)能夠滿足實(shí)際生產(chǎn)的需求，具有高效、穩(wěn)定、可靠的特點(diǎn)。4.

通過性能測(cè)試和分析，評(píng)估設(shè)計(jì)的回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的工作效率、穩(wěn)定性和可靠性。5.畢業(yè)論文（或設(shè)計(jì)）一份。6.主要參考文獻(xiàn)[1]張歡.金屬管棒材飛剪機(jī)構(gòu)動(dòng)力學(xué)分析及結(jié)構(gòu)優(yōu)化[J].機(jī)械工程師,2021,(11):80-83+86[2]張永虎,陳白寧.回轉(zhuǎn)式飛剪機(jī)的設(shè)計(jì)和結(jié)構(gòu)分析[J].機(jī)械工程師,2008,(01):68-69.[3]劉海昌，汪建春，劉抗強(qiáng).飛剪的發(fā)展與思考[].機(jī)械設(shè)計(jì)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(jī)的設(shè)計(jì)[]鞍鋼技術(shù)，2002.3:62-94/98[5]孫林.德國UNGERER飛剪控制原理的簡(jiǎn)介[].昆鋼科技，2005.12.[6]黃華清[M].軋鋼機(jī)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(jī)械，2009，(6):27-30.[8]浦文杰，范海峰，崔衛(wèi)華，程軍周.飛剪機(jī)控制系統(tǒng)中的剪刃速度分析[J]重型機(jī)械，2008，4:39-42.[9]雷聞?dòng)畹?，滾動(dòng)式剪切機(jī)滾動(dòng)原理分析及剪切機(jī)構(gòu)最優(yōu)化設(shè)計(jì).重型機(jī)械，1997(6)[10]夏定純.飛剪數(shù)字控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)及實(shí)現(xiàn)[J],武漢科技學(xué)院學(xué)報(bào),2004,17(2):56-59.[11]龔世景.模式飛剪剪切數(shù)學(xué)模型與實(shí)際工程應(yīng)用[J]，冶金設(shè)備，2004,2(5),43-44[12]蔡玉強(qiáng)、飛剪機(jī)精度控制的改進(jìn)[],冶金自動(dòng)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(zhǔn)的研究[]，東北大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2003,24(12):1137-1140.[15]樊振華.起停式飛剪設(shè)備的優(yōu)化設(shè)計(jì)與改進(jìn)[]，重型機(jī)械科技，2002，26(2):46-48.[16]葛延津.冷連軋機(jī)出口飛剪的控制方法[J],東北大學(xué)學(xué)報(bào)，2004，25(12):1142-1144.[17]李佳.擺式飛剪機(jī)構(gòu)尺度綜合的優(yōu)化方法和代數(shù)式法，武漢科技大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2001,24(1)