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 剪切機(jī)的刀刃在剪切過程中，不僅受剪切力、擠壓力和摩擦力的影響，還受到鋼坯高溫的影響。初軋廠初軋鋼坯的溫度一般都在800 ~1000C，這么高的溫度長(zhǎng)期作用于刀刃，會(huì)造成刀變軟從而加速了刀具的磨損，刀片的修復(fù)問題引起了許多專家的關(guān)注和重視，刀片的修復(fù)成為專家們重點(diǎn)研究的課題。在實(shí)踐中，許多廠家和單位都嘗試著解決崩刀，但由于現(xiàn)場(chǎng)所處的特殊環(huán)境，人們無法實(shí)測(cè)出刀片的應(yīng)力狀況，于是如何解決崩刀及刀片的修復(fù)成為工程中的一大難題。

　　但隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)和計(jì)算方法的發(fā)展，復(fù)雜的工程問題可采用離散化的數(shù)值計(jì)算方法并借助計(jì)算機(jī)得到滿足工程要求的數(shù)值解。在工程領(lǐng)域中應(yīng)用最廣泛的數(shù)值模擬方法是有限單元法，在眾多的有限元軟件中，ANSYS是最好的軟件之一，它能解決復(fù)雜的工程問題，并對(duì)其應(yīng)力狀況進(jìn)行模擬。為了找出產(chǎn)生崩力的原因并為刀片的修復(fù)提供理1基本條件原剪切機(jī)剪刃的材質(zhì)5CrW2Si，熱處理后室溫硬度為45HRC左右，其結(jié)構(gòu)形式為整體結(jié)構(gòu)。在常規(guī)強(qiáng)度校核設(shè)計(jì)中，材質(zhì)滿足強(qiáng)度要求，因此強(qiáng)度條件不是造成崩刀失效的原因。

　　4node182單兀，靜強(qiáng)度1分析，彈性模量為196GPa摩擦系數(shù)0.1. 2受力分析剪切機(jī)剪刃的實(shí)體模型載荷如。

　　Pmax最大單位剪切力T側(cè)向推力F摩擦力由下述公式可計(jì)算最大剪切力Pmax.實(shí)體受力模型載荷圖Fmax被剪件軋最大的原始斷面面積mm Tax被剪軋件材料存在相應(yīng)剪切溫度下最大的單位剪切阻力MPa K考慮由于刀刃磨鈍刀片間隙增大而使剪切力提高的系數(shù)，其數(shù)值根據(jù)剪切機(jī)能力選?。簞詣?文經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)；有壓板剪切時(shí)Y=表2側(cè)向推力。摩擦力的數(shù)值刀片轉(zhuǎn)角Y側(cè)向推力T（t）垂直摩擦力F（t）5160.通常按下式計(jì)算最大剪切力。

　　―被剪軋件材料在相應(yīng)剪切溫度下的強(qiáng)度C時(shí)剪切高碳鋼洳=150MPa最大剪切力為：剪刀片本體承受的壓強(qiáng)為：根據(jù)可知e=z/h=0.剪切力最大時(shí)刀片壓入深度：3有限元分析條件單元108個(gè)，節(jié)點(diǎn)133個(gè)；節(jié)點(diǎn)位移約束26個(gè)，節(jié)點(diǎn)壓力2個(gè)，單元平面載荷2個(gè)。激活坐標(biāo)系為平面坐標(biāo)系，分析選項(xiàng)考慮大變形效應(yīng)。

　　剪切機(jī)剪刃上表面承受最大剪切力和在剪切過程中由于滑移而產(chǎn)生的摩擦力。最大剪切力作用整個(gè)剪刃上刀面上，軋件轉(zhuǎn)角從5到10軋件與上刀面接觸長(zhǎng)度都大于刀的寬度90mm.假設(shè)剪切力作用是均布的，側(cè)向壓力也是均布的，側(cè)向摩擦力作用方向Y負(fù)向，水平方向摩擦力作用方向X正向，為了討論上的方便，假設(shè)為零。

　　加載不同時(shí)，應(yīng)力集中點(diǎn)應(yīng)力值也不一樣，變化曲線如所示。從圖中可以看出應(yīng)力數(shù)值變化不大。

　　在不同加載情況下，如所示，拉應(yīng)力最大點(diǎn)距離刀刃的變化曲線。其變化幅度在16~13厘米之間。

　　不同加載條件下最大應(yīng)力剪切刃的應(yīng)力分布情況隨著軋件轉(zhuǎn)角的不同而不同，即隨著加載條件變化而導(dǎo)致拉應(yīng)力和壓應(yīng)力分布情況變化，如所示。

　　從、、可以近似將剪切機(jī)剪切刀片刃部的應(yīng)力狀態(tài)描述為如所示的形式。

　　從中可看出，在剪刃的上刀面呈現(xiàn)拉應(yīng)力區(qū)域側(cè)面呈現(xiàn)壓應(yīng)力區(qū)域。并可找出拉應(yīng)力區(qū)域的應(yīng)力最大點(diǎn)，如所示，但最大點(diǎn)的位置隨著加載不同而出現(xiàn)變化，如所示。材料一般情況下由于熱處理和加工方面的原因出現(xiàn)顯微裂紋，盡管刀刃上部所受拉應(yīng)力相對(duì)該材料屈服極限較小，但修復(fù)中堆焊材料中某些元素如W對(duì)熱敏感性很強(qiáng)，常常導(dǎo)致在剪切過程中應(yīng)力最大點(diǎn)裂紋擴(kuò)展直至刀刃部分材料脫落，這即是產(chǎn)生崩刀的原因。實(shí)踐證明剪刀片崩刃常常發(fā)生在距刀尖15mm處。4結(jié)論（1）在剪切現(xiàn)場(chǎng)，出現(xiàn)崩刀現(xiàn)象的原因是由于應(yīng)力集中導(dǎo)致裂紋擴(kuò)大所致。為了避免此現(xiàn)象，刀具不應(yīng)采用整體結(jié)構(gòu)，不同應(yīng)力區(qū)域采用不同材料。

　　在修復(fù)的過程中，剪刃上刀面，如中的A區(qū)域采用韌性或抗拉性能較好的材料來堆焊。

　　在刃側(cè)面上有一個(gè)壓應(yīng)力區(qū)域如中的B，修復(fù)刀片時(shí)，應(yīng)選擇紅硬性、耐磨性、抗壓強(qiáng)度高的材料進(jìn)行堆焊。此方法可以節(jié)省貴重金屬，提高材料的利用率。