高速预精轧机辊箱部件性能分析与改进

发布时间：2017-10-12 17:11

  本文关键词：高速预精轧机辊箱部件性能分析与改进

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【摘要】：线材在国民经济中的作用和地位是非常重要的,用途十分广泛。随着近年来,我国高速线材产量迅速增加,产能大量过剩,使生产厂家都以降低设备故障率、减少成本、提高效率为目的。本文以高速线材预精轧机辊箱为研究对象,首先论述了高速线材国内外的发展状况,以及高速线材生产线工艺布置和预精轧机结构组成及各部分的功用和结构特点,并对预精轧机辊箱部件损坏原因和故障特征进行了剖析,对预精轧机辊箱部件性能参数进行校核计算。以15#轧机辊箱为校核计算对像,分别对轧辊轴强度、油膜轴承各参数、辊环和锥套的热膨胀量等参数性能进行校核计算,同时还对油膜轴承油品进行检测,对预精轧机辊缝调节装置丝杆断裂等进行金相检测分析。其次,采用有限元分析方法分别对改进后的轧辊轴、改进前及改进后的丝杠支撑装配体及改进后的固定辊环锥套等进行了有限元计算分析。通过计算分析表明:改进后的轧辊轴的强度满足要求,改进后的丝杠支撑装配强度指标明显好于改进前的结构,改进后的固定辊环锥套的热强度也满足要求。最后在预精轧机辊箱的主要参数计算校核以及有限元分析基础上,分析了造成预精轧机辊箱连续烧损主要原因,提出对预精轧机辊箱部件结构改进的多项措施,并经生产现场运行后验证了改进后的效果明显。通过改进辊箱密封方式,解决了辊箱大量进水问题;通过对辊箱辊缝调节丝杆的改进,使丝杆断裂故障的频次由过去每月发生7-8次,现减少到每年1次;通过改进固定辊环的锥套,使预精轧机组碳化钨辊环及锥套的非正常消耗减少为原先的10%,减少了辊环、预精轧、精轧机组锥套备品备件的使用量。通过预精轧机辊箱部件性能的改进,使八钢高线预精轧机设备事故率降低80%以上得到大幅度降低,设备使用率大大提高,物料消耗费用明显下降,系统运行更加稳定。
【关键词】：预精轧机 辊箱损坏 强度计算 有限元分析 结构改进
【学位授予单位】：辽宁科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG333
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-10
• 1. 绪论10-20
• 1.1 课题提出的背景10
• 1.2 国内外线材轧机的发展概况10-12
• 1.2.1 国外线材轧机的发展状况10-12
• 1.2.2 国内高速线材发展状况12
• 1.3 八一钢厂高速线材产线工艺布置及悬臂轧机结构特点12-19
• 1.3.1 预精轧机结构组成15
• 1.3.2 主传动装置15-16
• 1.3.3 预精轧机辊箱16
• 1.3.4 轧辊轴16-17
• 1.3.5 预精轧机油膜轴承17-18
• 1.3.6 预精轧机辊缝调节装置18-19
• 1.4 课题研究的主要内容19-20
• 2.预精轧机辊箱部件损坏情况及原因分析20-23
• 2.1 辊箱部件损坏情况介绍20-21
• 2.2 辊箱损坏初步原因分析21-22
• 2.3 本章小结22-23
• 3.辊箱部件性能参数校核计算23-35
• 3.1 轧辊轴的强度校核23-28
• 3.1.1 确定许用应力23
• 3.1.2 齿根弯曲疲劳强度校核23-24
• 3.1.3 齿面接触疲劳强度校核24-25
• 3.1.4 轴的受力分析25-26
• 3.1.5 确定危险截面26-27
• 3.1.6 轧辊轴的弯扭合成强度校核27
• 3.1.7 轧辊轴的疲劳强度安全系数校核27-28
• 3.2 油膜轴承参数的确定及校核28-32
• 3.2.1 选择轴承宽径比，，计算轴承宽度29
• 3.2.2 计算轴颈圆周速度V和轴承平均工作压力29
• 3.2.3 润滑油粘度29-30
• 3.2.4 运动粘度计算30
• 3.2.5 选定平均油温Tm和润滑油牌号30
• 3.2.6 换算L—AN46在 50℃时动力粘度 50η30
• 3.2.7 相对间隙Ψ和直径间隙Δ计算30
• 3.2.8 承载量系数Cp30
• 3.2.9 轴承偏心率30
• 3.2.10 最小油膜厚度minh计算30-31
• 3.2.11 确定轴颈、轴承孔表面粗糙度十点高度31
• 3.2.12 许用油膜厚度计算31
• 3.2.13 轴承摩擦因子计算31
• 3.2.14 润滑油温升Δt31
• 3.2.15 润滑油入口温度to31-32
• 3.2.16 选择配合32
• 3.3 辊环和锥套的热膨胀量对比32
• 3.4 预精轧机油膜轴承油品检测判断32-33
• 3.5 预精轧机辊缝调节装置丝杆断裂判断33-34
• 3.6 本章小结34-35
• 4. 预精轧机辊箱主要部件有限元分析35-47
• 4.1 SolidWorks Simulation介绍35-36
• 4.2 改进后的轧辊轴有限元静强度计算36-38
• 4.3 预精轧机辊缝调节丝杆支撑装置改进前后的强度计算38-44
• 4.3.1 支撑装置改进前的强度计算40-42
• 4.3.2 支撑装置改进后的强度计算42-44
• 4.4 改进后的预精轧机固定辊环锥套有限元强度计算44-46
• 4.5 本章小结46-47
• 5. 预精轧机改造方案的确定47-51
• 5.1 预精轧机进水原因分析及改进47-48
• 5.1.1 预精轧机密封形式改进47-48
• 5.1.2 预精轧机辊箱冷却水路改进48
• 5.2 预精轧机辊缝调节丝杆改进48-49
• 5.3 预精轧机固定辊环锥套的改进49-50
• 5.4 改进后的运行效果及结果分析50
• 5.5 本章小结50-51
• 6.结论51-52
• 参考文献52-54
• 致谢54-55

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本文编号：1019909