專利名稱：液壓滾切式金屬板剪切機液壓缸斜置角度的確定方法
技術領域：
本發明屬于金屬板剪切機械技術領域，具體涉及一種液壓滾切式金屬板剪切 機液壓缸斜置角度的確定方法。
背景技術：
目前，由太原科技大學和太原科大重工科技有限責任公司提出申請名稱為
"液壓滾切式金屬板剪切機"己被授權，專利號為"ZL 2006 1 0102208.X"，該發明
專利是從結構構造方面提出的，但在設計開發過程中，對液壓缸在機架上傾斜 布置的角度是有要求的。如按現有技術布置，將增大液壓缸的推力，增大液壓 系統的流量，同時影響產品的剪切質量。
發明內容
本發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，可改善設備傳動機構的受力狀態，提高剪切質量。
本發明是這樣實現的如圖1所示，液壓缸l、 4成左右對稱鉸接布置在機
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 公式中其它參數的意義如下 鉸接點"、e之間的距離
連桿3、 6及推桿2、 5的長度 、3—鉸接點d、 e到刀弧最低點的垂向距離 、一左右液壓缸鉸接點& 、 &到坐標軸y的水平距離 / —圓弧刀片半徑
& —鉸接點J到圓弧刀片中心的徑向距離
& 一d點的徑向與垂向在剪切機構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^， ^的求解過程進行詳細敘述。 剪切機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在整體坐標系當中是對稱布置的，液壓缸l、 4的傾斜角度為/5，并 且連桿和推桿的長度相等。
根據上面的已知條件，確定出上鉸接點O,、 a在最高位置的坐標分別為(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，即進入滾切開始時刻的推力最小，那么
設定在剪切力最大時刻液壓缸成水平狀態，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rf、 e在此時符 合滾切運動方程。如圖2所示，當圓弧滾過一個^,使上刀圓弧內的P點位于j^0
軸上時，滾切剪要求A點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點始終位于(0,0)點上。根據滾
切中發生純滾動的設計要求，上刀圓弧內任一點g在滾切時坐標為(見圖2):
<formula>formula see original document page 5</formula>式中^一刀片內任一點g的半徑
刀片內任一點g徑向與垂向夾角 ~—刀片內任一點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方向滾動了圓心角的一半即~ =《。
<formula>formula see original document page 5</formula>(3)
根據滾切運動方程(2)，圖3中鉸接點W的坐標為
i， ".k,=及—i rfXC0S(&—《) 根據圖3中的幾何關系，推導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 )
根據圖3中鉸接點a到鉸接點J和01的距離始終不變，且等于^的幾何關系， 在己知鉸接點J'坐標的情況下，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)
根據上述推導的已知條件可得出
"=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的機構示意圖
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為滾切開始時刻關鍵點位置示意圖
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—導向桿 9—下剪刃刀架
10—金屬板 11—機架鉸接點(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",e到刀弧最低點的垂向距離 Z。一左右液壓缸鉸接點^,^到坐標軸少的水平距離
圖2中
i 一圓弧刀片半徑 ^一鉸接點d的半徑 凡一鉸接點e的半徑 &一點g的半徑i p—點p的半徑 02—上剪刃圓弧中心
O—坐標圓心
一d點的徑向與垂向在切機構處于中心位置吋的夾角 《一e點的徑向與垂向在切機構處于中心位置時的夾角 & —g點的徑向與垂向在切機構處于中心位置時的夾角 ^ 一p點的徑向與垂向在切機構處于中心位置時的夾角 《一最大滾切范圍角之半
其中參數i 、A、^、^ 、A、 S,、4、、2、丄《、、是根據鋼廠提供的剪
切工藝參數要求(如板厚、板寬、開口度、重疊量、最大剪切力等)進行確定 的。
具體實施例方式
液壓滾切剪在設計開發過程，根據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° 。根據上述已知數據，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°。
權利要求
1. 一種液壓滾切式金屬板剪切機液壓缸斜置角度的確定方法，包括液壓缸、傳動機構和剪切機構，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的意義如下Lk1—鉸接點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q1、q2到坐標軸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液壓缸斜置角度的確定方法，屬于金屬板剪切機械技術領域。液壓缸(1、4)成左右對稱鉸接布置在機架上，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q<sub>1</sub>、q<sub>2</sub>到坐標軸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 優先權日2008年12月20日
發明者孫長春, 孟進禮, 田雅琴, 馬立峰, 黃慶學 申請人:太原科技大學