CN113042802B - 一种双缸液压圆钢剪的卧式液压缸最佳方位角的确定方法 - Google Patents

一种双缸液压圆钢剪的卧式液压缸最佳方位角的确定方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种双缸液压圆钢剪的卧式液压缸最佳方位角的确定方法，其具体是将两液压缸分别布置在圆钢剪的左右机架上，且铰接点连线为水平，假定液压缸活塞杆最内端与铰接点重合；在剪切开始之前，两液压缸布置于机架两侧，其末端铰接点间水平距离为，连杆机构为平行四连杆机构，其中上刀架两连杆末端与液压缸末端两连杆及机架两连杆分别对称铰接与两点，由于液压缸外边线与活塞杆是平行的，故用活塞杆与水平连线的夹角β表示液压缸的方位角。本发明通过杆长、推杆倾斜角等一些初始条件推知液压缸的倾角，进而使液压缸满足在提供足够的动力，保证剪切质量的同时，使液压系统安全、稳定。

Description

一种双缸液压圆钢剪的卧式液压缸最佳方位角的确定方法
技术领域
本发明属于圆钢剪切机械技术领域，具体涉及了一种双缸液压圆钢剪的卧式液压缸最佳方位角的确定方法。
背景技术
液压缸是液压系统中的执行装置，同样也是连杆机构和剪切机构的动力来源，故液压缸的选型、质量以及布置方式都对圆钢剪的剪切质量、工作效率、安装维护等方面均有很大的影响，其中，液压缸的布置方式有着至关重要的影响。圆钢剪剪切过程中将产生巨大的剪切力，液压缸的的缸体与水平的倾斜角度直接影响了在剪切力达到最大时液压缸的推力，使液压系统安全系数下降，故卧式液压缸最佳方位的确定显得尤为重要。
发明内容
针对上述问题，本发明的目的在于提供一种双缸液压圆钢剪的卧式液压缸最佳方位角的确定方法，通过本发明中的计算方法，通过杆长、推杆倾斜角等一些初始条件推知液压缸的倾角，进而使液压缸满足在提供足够的动力，保证剪切质量的同时，使液压系统安全、稳定。
为实现上述目的，本发明所采取的技术方案是：提供一种双缸液压圆钢剪的卧式液压缸最佳方位角的确定方法，其具体为：两液压缸分别布置在圆钢剪的左右机架上，且铰接点连线为水平，假定液压缸活塞杆最内端与铰接点重合，两液压缸铰接点连线与刀架连杆相交，一侧液压缸铰接点到其靠近的刀架连杆的距离为LAC。
在剪切开始之前，两液压缸布置于机架两侧，其末端铰接点间水平距离为L5，连杆机构为平行四连杆机构，其中上刀架两连杆末端与液压缸末端两连杆及机架两连杆分别对称铰接与两点，由于液压缸外边线与活塞杆是平行的，故用活塞杆与水平连线的夹角β表示液压缸的方位角，方位角β的确定方法可按如下公式：
Figure BDA0002795533970000011
在上式中：
Figure BDA0002795533970000021
公式中各个参数的意义如下：
β—液压缸方位角；
L1—中间连杆长度；
L2—活塞杆长度；
L5—两铰接点的距离；
ɑ—剪切初始位置时，机架推杆与竖直方向夹角。
下面给出公式的详细推导过程：如图1所示，本圆钢剪的推杆和连杆长度均为L，故∠CEF大小为ɑ；显然
Figure BDA0002795533970000022
则有如下关系：
Figure BDA0002795533970000023
即
Figure BDA0002795533970000024
Figure BDA0002795533970000025
可推知：
Figure BDA0002795533970000026
Figure BDA0002795533970000027
在ΔABC中应用余弦定理可得：
Figure BDA0002795533970000028
即
Figure BDA0002795533970000029
由麦克劳林公式可知：
Figure BDA00027955339700000210
Figure BDA0002795533970000031
在工程实际中，β只需精确到秒，即我们只需考虑n≤2时的情况，又因为β取值很小，故sinβ可认为等于β，所以有：
(sinβ)2＝β2 (8)
Figure BDA0002795533970000032
即：
Figure BDA0002795533970000033
整理可得：
Figure BDA0002795533970000034
又因为(4)，所以可得如下公式：
Figure BDA0002795533970000035
本发明的有益效果是：通过本发明中的计算方法，通过杆长、推杆倾斜角等一些初始条件推知液压缸的倾角，进而使液压缸满足在提供足够的动力，保证剪切质量的同时，使液压系统安全、稳定。
附图说明
图1为双缸液压圆钢剪切机的机构示意图；
图中：1、机架；2、液压缸I；3、机架推杆I；4、中间连杆；5、机架推杆II；6、液压缸II；7、刀架连杆I；8、上刀架；9、圆钢；10、下刀架；11、刀架连杆II。
具体实施方式
以下通过实施例对本申请进行说明。如图1所示，两液压缸分别布置在圆钢剪的左右机架上，且铰接点连线为水平，假定液压缸活塞杆最内端与铰接点重合。在剪切开始之前，两液压缸布置于机架两侧，其末端铰接点间水平距离为L5，连杆机构为平行四连杆机构，其中上刀架两连杆末端与液压缸末端两连杆及机架两连杆分别对称铰接与两点，由于液压缸外边线与活塞杆是平行的，故用活塞杆与水平连线的夹角β表示液压缸的方位角，L1为中间连杆长度；L2为活塞杆长度；L3为上刀台连杆长度L4为最外端两铰接点与中心铰接点之间的垂直距离L5为两铰接点的距离；ɑ为剪切初始位置时，机架推杆与竖直方向夹角。
实施例1
双缸液压圆钢剪在设计过程中，根据厂家提供的技术协定，剪切Φ80的圆钢，其中L＝983mm，L1＝1227mm，L2＝1971mm，L5＝4400mm，α＝22.9°。根据以上条件，我们可以通过本发明给出的公式(1)得出卧式液压缸的布置方式，即最佳方位角β的大小，经过计算可知，β＝0.217°。
实施例2
根据现有车间圆钢剪切机，剪切φ100的圆钢，其中L＝1083mm，L1＝1460mm，L2＝2311mm，L5＝5200mm，α＝23.3°。根据以上条件，我们可以根据公式(1)的出卧式液压缸的布置方式，即最佳方位角β的大小，可得β＝0.311°。

Claims (1)

1.一种双缸液压圆钢剪的卧式液压缸最佳方位角的确定方法，其特征在于：两液压缸分别布置在圆钢剪的左右机架上，且铰接点连线为水平，假定液压缸活塞杆最内端与铰接点重合，两液压缸铰接点连线与刀架连杆相交，一侧液压缸铰接点到其靠近的刀架连杆的距离为LAC；在剪切开始之前，两液压缸布置于机架两侧，其末端铰接点间水平距离为L5，连杆机构为平行四连杆机构，其中上刀架两连杆末端与液压缸末端两连杆及机架两连杆分别对称铰接与两点，由于液压缸外边线与活塞杆是平行的，故用活塞杆与水平连线的夹角β表示液压缸的方位角，方位角的确定方法按如下公式：
Figure FDA0003682975530000011
在上式中
Figure FDA0003682975530000012
β—液压缸方位角；
L1—中间连杆长度；
L2—液压缸活塞杆长度；
L5—液压缸两固定铰接点的距离；
LAC—液压缸铰接点到其靠近的刀架连杆的距离；
ɑ—剪切初始位置时，推杆与竖直方向夹角。
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