ANSYS定尺剪本体剪切能力分析+文献综述(2)
每生产一吨钢所用的矿石、煤炭、电力等资源远远高于发达国家，甚至世界平均水平。
而且，随着这些年钢铁业发展，一些地方大炼钢铁，单位钢材消耗资源量在递增。二
是产品结构不合理，低附加值的长型钢材占了 60%以上，而汽车、机床、家电等行业
所需的高档钢材要大量进口。究其深层次的原因则在于钢铁企业规模太小，达不到规
模经济所要求的产量水平，也不具备创新能力。所以，钢铁业发展的结果是进口大量
矿石，加工成低档钢材之后又大量出口，消耗了宝贵的资源，造成煤电的全面紧张，
留下了污染，只赚到了微不足道的利润。对于钢铁业的这种超常规发展不符合中国实
现持续增长，应建立节约型经济的总方向，因此改进技术提高质量就成为非常重要的
环节。
1.1.2 定尺剪的简介及分类
定尺剪是借于运动的上刀片和固定的下刀片，采用合理的刀片间隙，对各种厚度
的金属板材施加剪切力，使板材按所需要的尺寸断裂
[1]
。定尺剪的上刀片固定在刀架
上，下刀片固定在工作台上。工作台上安装有托料球，以便于板料的在上面滑动时不
被划伤。后挡料用于板料定位，位置由电机进行调节。压料缸用于压紧板料，以防止
板料在剪切时移动。护栏是安全装置，以防止发生工伤事故。回程一般靠氮气，速度
快，冲击小。定尺剪根据刀刃的形状可以分为：平行刀片剪切机、斜刀片剪切机、圆
盘式剪切机、飞剪机
[1]
。本文主要研究的是斜刀片剪切机，其他不作研究。斜刀片剪
切机的上下两刀片成一个的角度，一般上刀片是倾斜的，其倾斜角一般为 1°到 6°
（如图 1 所示）。斜刀片剪板机剪切力比平行刀片剪板机小，故电机功率及整机重量
等大大减小，实际应用最多，剪板机厂家多生产此类剪板机。
图 1.1 斜刀片剪切机
斜刀片剪切机可分为上切式和下切式两种类型[1]
：（1）上切式斜刀片剪切机。此
类剪切机采用电动机传动较多。根据传动系统特点可分为单面传动，双面传动，下传
动等形式。（2）下切式斜刀片剪切机。此类剪切机一般采用偏心曲轴使得下刀台作往
复直线运动。在这两种类型的剪切机中，本文主要研究的是双面传动的上切式斜刀片
剪切机。
1.1.3 斜刀片剪切机结构
双面传动的斜刀片剪切机的特点是曲轴短，受力好，制造方便，但装配较困难，
特别是对两齿轮同步问题要求比较严格。此类剪切机大多用于大型钢板剪切机。其传
动结构如图2 所示：
图 1.2 双边传动斜刀片剪切机传动结构图
由图 2可以看出，双边传动斜刀片剪切机是以电动机为动力，经过减速机带动传
动齿轮转动，然后齿轮再将动力传到机架两边的轮毂，由轮毂带动曲轴转动，而两曲
轴的转动则带动上刀架作上下垂直运动，从而完成剪切过程。
1．2 本课题主要研究的内容
本次研究以南京中板厂生产线上中国一重制造的定尺剪切机为模型，在ANSYS 中
建立了其力学模型，针对定尺剪的剪切过程所遇到的钢板剪不断等力学问题进行了计
算。为了能准确的进行分析以及得出较为准确的结果，本文做了以下工作：
1）查阅相关文献资料，了解国内外本课题研究的现状以及所采用的方法；
2）分析南京中板厂定尺剪切机的图纸，在对图纸进行适当的简化后，在