CN110756887B - 一种剪前夹送辊辊轴调整机构的曲线辊道的调整方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种剪前夹送辊辊轴调整机构的曲线辊道的调整方法，根据运动学原理和辊道机构参数，对辊道曲线，即滑块的运动轨迹进行优化，保证了辊道内元件之间相对运动的速度和行程最小，减小了元件之间的磨损和卡死的概率，延长了设备的使用寿命。

Description

一种剪前夹送辊辊轴调整机构的曲线辊道的调整方法

技术领域

本发明涉及飞剪机技术领域，具体为一种剪前夹送辊辊轴调整机构的曲线辊道的调整方法。

背景技术

目前高速倍尺飞剪剪前夹送辊辊轴的调整，是通过滚道内两块平面接触的滑块之间的滑动实现的，这种调整辊道滑块(或滚子)的行程长，且运动不符合运动学原理，不仅造成摩擦和损耗大，而且调整过程滑块(或滚子)容易卡死，影响设备工作效率，甚至造成元件和设备的损坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种剪前夹送辊辊轴调整机构的曲线辊道的调整方法，保证了辊道内元件之间相对运动的速度和行程最小，减小了元件之间的磨损和卡死的概率，延长了设备的使用寿命，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种剪前夹送辊辊轴调整机构的曲线辊道的调整方法，包括辊轴滑块在辊道内滑动的左极限位置和辊轴滑块在辊道内滑动的右极限位置；

1)、当辊轴滑块在辊道内滑动到达左极限位置：为了确保辊轴滑块在辊道内滑动的速度最小、长度最短，定义滑块相对速度v_r垂直于牵连速度v_e，相对速度v_r始终平行于杆L₁，得a＝180-(w₁t+θ₁+w₂t+θ₂)，θ₁和θ₂、w₁和w₂分别是杆L₁和杆L₂的初始角度和转动角速度，得到：v_r＝L₂w₂sin(w₁t+θ₁+w₂t+θ₂)，设辊道轮廓曲线为y_r，则通过对积分可得到y_r表达式：

2)、当辊轴滑块在辊道内滑动到达右极限位置：为了确保辊轴滑块在辊道内滑动的速度最小、长度最短，同理，求得相对速度v_r＝-L₂w₂sin(w₁t+θ₁+w₂t+θ₂)，通过积分求得辊道的曲线表达式：

通过公式(1)、(2)，求得相对速度v_r和辊道曲线方程y_r分别为：

经分析，θ₂+w₂t在(0,90°)和(90°,180°)内曲线相同，而在1)和2)中，是滑块在同一辊道中的两个互为相反方向的运动过程，这与辊道推导的90°前后的辊道曲线相同吻合，辊道曲线原点及坐标轴的确定，坐标轴沿着L₁方向，滑块在左极限位置时，与其接触的辊道的点为原点；

上述公式中，v_a，v_e，v_r，分别是滑块的绝对速度、牵连速度和相对速度。

进一步地，滑块在到达左极限位置或右极限位置时，还需根据调整机构的运动参数和结构参数确定运动角度。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明提供的一种剪前夹送辊辊轴调整机构的曲线辊道的调整方法，根据运动学原理和辊道机构参数，对辊道曲线，即滑块(或滚子)的运动轨迹进行优化，保证了辊道内元件之间相对运动的速度和行程最小，减小了元件之间的磨损和卡死的概率，延长了设备的使用寿命。

附图说明

图1为本发明实施例一的辊道调整机构左极限位置示意图；

图2为本发明实施例一的辊道调整机构右极限位置示意图；

图3为本发明实施例二的倍尺飞剪调节机构左极限位置示意图；

图4为本发明实施例二的倍尺飞剪调节机构右极限位置示意图；

图5为本发明实施例二的辊道曲线图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一：

本发明实施例中：一种剪前夹送辊辊轴调整机构的曲线辊道的调整方法，包括辊轴滑块在辊道内滑动的左极限位置和辊轴滑块在辊道内滑动的右极限位置；

请参阅图1，当辊轴滑块在辊道内滑动到达左极限位置：为了确保辊轴滑块在辊道内滑动的速度最小、长度最短，定义滑块相对速度v_r垂直于牵连速度v_e，相对速度v_r始终平行于杆L₁，得a＝180-(w₁t+θ₁+w₂t+θ₂)，θ₁和θ₂、w₁和w₂分别是杆L₁和杆L₂的初始角度和转动角速度，得到：v_r＝L₂w₂sin(w₁t+θ₁+w₂t+θ₂)，设辊道轮廓曲线为y_r，则通过对积分可得到y_r表达式：

请参阅图2，当辊轴滑块在辊道内滑动到达右极限位置：为了确保辊轴滑块在辊道内滑动的速度最小、长度最短，同理，求得相对速度v_r＝-L₂w₂sin(w₁t+θ₁+w₂t+θ₂)，通过积分求得辊道的曲线表达式：

通过公式(1)、(2)，求得相对速度v_r和辊道曲线方程y_r分别为：

经分析，θ₂+w₂t在(0,90°)和(90°,180°)内曲线相同，而在1)和2)中，是滑块在同一辊道中的两个互为相反方向的运动过程，这与辊道推导的90°前后的辊道曲线相同吻合，辊道曲线原点及坐标轴的确定，坐标轴沿着L₁方向，滑块在左极限位置时，与其接触的辊道的点为原点。

在上述实施例中，滑块在到达左极限位置或右极限位置时，还需根据调整机构的运动参数和结构参数确定运动角度，其中，v_a，v_e，v_r，分别是滑块的绝对速度、牵连速度和相对速度。

实施例二：

以一个实际辊道调节机构为例来详细阐述上述辊道曲线的调整方法：某高速上钢系统倍尺飞剪调节机构示意图如图3-4所示，图3、4表示调节机构处于两个极限位置；

H＝360,h₁＝25,L₁＝220,L₃＝203,L₂＝175.22,L₄＝275,L₆＝200.83,h₂＝20

由以上已知参数计算可知，杆件L₁和L₂从起始位置到终点位置转过的角度为：

θ₁₂-θ₁₁＝1.6695rad-1.4473rad＝0.2222rad；

θ₂₂-θ₂₁＝1.6051rad-1.3805rad＝0.2246rad；

假设整个角度调整的时间为2s，则杆件L₁和L₂的角速度分别为w₁＝0.1111rad/s，w₂＝0.1123rad/s，初始(t＝0)角度分别为：

θ₁＝θ₁₁＝1.4473rad；θ₂＝θ₂₁＝1.3805rad；

代入上面y_r表达

求得

y_r＝-88.0806cos(2.8278+0.2234t),单位：mm，

以辊道宽度为90mm为例，利用matlab软件计算出滑块(或滚子)滑过(或滚过)的辊道部分为图5所示的两条曲线之间的部分，横坐标表示滑块(或滚子)实际滑过(或滚过)的辊道有效长度，即，在辊轴调节过程中，滑块(或辊子)实际滑过(滚过)的辊道长度及曲线形状如图5所示，换言之，图5所示的曲线辊道保证了上述辊轴调节机构在调节过程中，滑块(或辊子)相对于辊道滑过(滚过)的速度和长度最小。

综上所述：本发明提供的一种剪前夹送辊辊轴调整机构的曲线辊道的调整方法，根据运动学原理和辊道机构参数，对辊道曲线，即滑块(或滚子)的运动轨迹进行优化，保证了辊道内元件之间相对运动的速度和行程最小，减小了元件之间的磨损和卡死的概率，延长了设备的使用寿命。

以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明披露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (2)

1.一种剪前夹送辊辊轴调整机构的曲线辊道的调整方法，其特征在于，包括辊轴滑块在辊道内滑动的左极限位置和辊轴滑块在辊道内滑动的右极限位置；

1)、当辊轴滑块在辊道内滑动到达左极限位置：为了确保辊轴滑块在辊道内滑动的速度最小、长度最短，定义滑块相对速度v_r垂直于牵连速度v_e，相对速度v_r始终平行于杆L₁，得a＝180-(w₁t+θ₁+w₂t+θ₂)，θ₁和θ₂、w₁和w₂分别是杆L₁和杆L₂的初始角度和转动角速度，得到：v_r＝L₂w₂sin(w₁t+θ₁+w₂t+θ₂)，设辊道轮廓曲线为y_r，则通过对积分可得到y_r表达式：

2)、当辊轴滑块在辊道内滑动到达右极限位置：为了确保辊轴滑块在辊道内滑动的速度最小、长度最短，同理，求得相对速度v_r＝-L₂w₂sin(w₁t+θ₁+w₂t+θ₂)，通过积分求得辊道的曲线表达式：

通过公式(1)、(2)，求得相对速度v_r和辊道曲线方程y_r分别为：

经分析，θ₂+w₂t在(0,90°)和(90°,180°)内曲线相同，而在1)和2)中，是滑块在同一辊道中的两个互为相反方向的运动过程，这与辊道推导的90°前后的辊道曲线相同吻合，辊道曲线原点及坐标轴的确定，坐标轴沿着L₁方向，滑块在左极限位置时，与其接触的辊道的点为原点；

上述公式中，v_a，v_e，v_r，分别是滑块的绝对速度、牵连速度和相对速度，a为v_a和v_e的夹角。

2.如权利要求1所述的一种剪前夹送辊辊轴调整机构的曲线辊道的调整方法，其特征在于，滑块在到达左极限位置或右极限位置时，还需根据调整机构的运动参数和结构参数确定θ₁、θ₂、w₁和w₂。

Images