铁合金双辊铸轧机铸轧辊和机架的设计分析

发布时间：2017-10-01 10:36

  本文关键词：铁合金双辊铸轧机铸轧辊和机架的设计分析

  更多相关文章： 铁合金 双辊铸轧 铸轧辊 机架 ANSYS

【摘要】：近年来,双辊铸轧技术取得了令人瞩目的成就,受到了世界钢铁界的广泛重视。很多国家和高校已经把双辊铸轧技术应用于镁合金、薄带钢和铝合金等金属的铸轧过程中,并获得了巨大的成功和收益。但目前国内外对铁合金双辊铸轧工艺过程的相关研究几乎为零,且铁合金的很多物理性能材料参数几乎无公开数据参考,这也为铁合金的铸轧生产带来很大的困难。因此,在研究铁合金材料及工艺性能的同时,需要设计能铸轧出满足要求的铁合金双辊铸轧设备。本文以专业铸造软件Procast的标准材料库中碳球墨铸铁EN-GJSA-XNiCr20-2为铁合金双辊铸轧的原料,以此为基础对铁合金双辊铸轧机的铸轧辊和机架进行设计和分析。本文首先对铸轧辊和辊套的配合类型和装配方式进行了详细的设计和计算,最终选取配合类型为T7/h6的过盈配合,装配方式选用胀缩法并对铸轧辊辊套的装配温度进行计算,当对铸轧辊辊套施加280℃的温度载荷时,其平均径向变形量为0.78mm,大于所选过盈配合的最大过盈量0.56mm,结果表明:满足公差配合的铸轧辊辊芯和辊套能够顺利完成装配。然后应用ANSYS软件对所设计的铸轧辊和机架进行结构静力学分析,结果表明本文所设计的铸轧辊和机架受力安全,符合设计要求。接下来对铸轧辊辊套进行温度场分析,得出铸轧辊在稳定的铸轧过程中辊套表面温度分布规律:最高温度达到627℃,最低温度为113℃。最后对铸轧辊辊芯和辊套进行工作校核。铸轧辊辊芯和辊套在工作时的平均变形量之差为0.51mm,小于铸轧辊辊芯和辊套的配合过盈量0.56mm,所以铸轧辊在铸轧过程中不会发生脱套的情况。本文的分析结果对于了解和设计铁合金双辊铸轧设备具有一定的现实意义。
【关键词】：铁合金 双辊铸轧 铸轧辊 机架 ANSYS
【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】：TG335.9
【目录】：

• 中文摘要5-6
• ABSTRACT6-9
• 1. 绪论9-19
• 1.1 课题背景9-12
• 1.2 铁合金的分类12
• 1.3 铁合金的用途12
• 1.4 双辊铸轧技术的工艺简介12-14
• 1.5 双辊铸轧技术的发展现状14-18
• 1.5.1 镁合金双辊铸轧技术的发展现状14-15
• 1.5.2 薄带钢双辊铸轧技术的发展现状15-17
• 1.5.3 铝合金双辊铸轧技术的发展现状17-18
• 1.6 研究意义及主要研究内容18-19
• 2. 铁合金双辊铸轧机铸轧辊和机架的设计19-35
• 2.1 铁合金双辊铸轧机铸轧辊和机架的设计简介19-20
• 2.2 铁合金材料的选取20
• 2.3 铸轧力与铸轧力矩的计算20-25
• 2.3.1 铸轧力的计算21-24
• 2.3.2 铸轧力矩的计算24-25
• 2.4 铁合金双辊铸轧机铸轧辊设计25-27
• 2.4.1 轧辊的分类及选择25-26
• 2.4.2 铸轧辊总体设计介绍26-27
• 2.4.3 铸轧辊尺寸参数的确定27
• 2.5 铸轧辊辊芯与辊套的配合27-32
• 2.5.1 过盈量的计算28-30
• 2.5.2 配合制和公差等级的选择30-31
• 2.5.3 装配温度的计算31-32
• 2.6 铁合金双辊铸轧机机架的设计32-34
• 2.6.1 机架类型的选择32
• 2.6.2 机架的主要结构参数设计32-34
• 2.7 本章小结34-35
• 3. 基于ANSYS的有限元分析35-58
• 3.1 有限元的基本理论35-37
• 3.1.1 ANSYS有限元简介35
• 3.1.2 结构静力学分析简介35-36
• 3.1.3 热力学分析简介36-37
• 3.2 铸轧辊的结构静力学分析37-41
• 3.2.1 铸轧辊有限元模型的建立37-38
• 3.2.2 铸轧辊网格的划分38-39
• 3.2.3 铸轧辊载荷和约束的施加39-40
• 3.2.4 铸轧辊仿真结果及分析40-41
• 3.3 机架的结构静力学分析41-45
• 3.3.1 机架有限元模型的建立41
• 3.3.2 铸轧机机架网格的划分41-42
• 3.3.3 铸轧机机架载荷和约束的施加42-44
• 3.3.4 机架仿真结果及分析44-45
• 3.4 铸轧辊辊套的温度场分析45-51
• 3.4.1 铸轧辊辊套传热的控制方程45-46
• 3.4.2 边界条件的确定46-47
• 3.4.3 模拟参数的确定47-48
• 3.4.4 铸轧辊辊套有限元模型的建立48-49
• 3.4.5 铸轧辊辊套映射网格的划分49-50
• 3.4.6 铸轧辊辊套的温度场结果分析50-51
• 3.5 铸轧辊辊芯和辊套的装配校核51-53
• 3.5.1 铸轧辊辊套温度载荷的施加51-52
• 3.5.2 铸轧辊辊套温度场结果分析52
• 3.5.3 铸轧辊辊套在装配温度下的径向变形量分析52-53
• 3.6 铸轧辊辊芯和辊套的工作校核53-57
• 3.6.1 铸轧辊辊套在工作时的径向变形量分析53-54
• 3.6.2 铸轧辊辊芯在工作时的径向变形量分析54-57
• 3.7 本章小结57-58
• 4. 结论和展望58-59
• 4.1 结论58
• 4.2 展望58-59
• 参考文献59-62
• 致谢62-63
• 作者简介63-64

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前6条

1 曹光明;刘振宇;吴迪;刘相华;王国栋;;双辊铸轧过程轧制力计算的研究[J];钢铁;2008年08期

2 梁高飞;王成全;方园;;AISI 304不锈钢加热过程中高温δ相形核与生长的原位观察[J];金属学报;2006年08期

3 梁高飞;王成全;方园;;AISI304不锈钢熔化过程中夹杂物在固-液糊状区漂移与聚集行为的原位观察术[J];金属学报;2006年07期

4 丁培道,蒋斌,杨春楣,方亮;薄带连铸技术的发展现状与思考[J];中国有色金属学报;2004年S1期

5 胡林,赵连钢,段振虎,赵红阳,巨东英;双辊铸轧薄带工艺中的相关技术[J];轧钢;2004年01期

6 王义海,邹强,曹志强,李廷举;双辊薄带连铸工艺的研究现状与展望[J];铸造;2002年12期

，

本文编号：953028