金属带材卷取机卷取轴径向压力及过程研究

发布时间：2019-06-04 16:15

【摘要】：在当今铝带材冷轧车间中,卷取机是金属带材精整设备中的重要组成部分,卷取机的功能是将平整机轧制出来的平整带材卷取成卷,是纵剪机组的重要组成部分,经过卷取机处理过的带材便于存放和运输。卷取机的参数设置与整台机组的工作性能息息相关,主要体现在产出带材的厚度精度、板型精度、卷材的卷取质量等部分,因此在轧铝带材成型领域中,卷取机的设计与计算的准确度与精确性显得尤为重要。而其中卷取轴的径向压力的准确计算又是卷取机设计中不可或缺的一部分,准确地计算出卷取轴的径向压力是进行卷取轴设计的先决条件,通过卷筒径向压力的计算可以确定卷取轴零件的设计强度和涨缩缸推力。在卷取轴径向压力进行计算的过程中,应考虑到卷取轴的径向刚度、卷取张力和带卷直径、层间滑动摩擦,以及带卷层间表面状态等多种复杂因素。由于上述因素包括结构的复杂性和边界条件的非线性,卷筒的径向压力计算在理论分析和实验研究方面均具有较高的难度。在卷取过程中,人们通过对各部件速度的控制来建立带材的张力,合理的设置卷取速度以及对助卷辊与卷筒之间辊缝的控制是提高带材卷取质量的关键,如果想推导设计出一套准确的、适用于工厂实际生产的理论依据,需要在多个环节进行大量的分析与研究。本文所用模型是在对辽宁抚顺某工厂实习中参与设计的铝带机械胀缩轴,并对卷取过程和径向压力进行了深入研究,拟完成如下几个问题：(1)卷取过程中各部件速度控制,带材张力的建立及张力控制方法,通过Pro/E对卷筒内部结构的三维建模,模拟卷筒的胀缩过程。(2)完成了在考虑带材层间摩擦力的因素下,根据弹性力学中的拉密解答,推导出径向压力计算公式；并以卷筒为研究对象,通过应力函数法,给出卷筒内部弹性力学平面问题的极坐标解答。(3)从机械效率出发,对斜楔角度进行优化计算；通过顶板和梅花块的受力分析,得出胀缩缸的设计参数。(4)结合计算机方法,运用ANSYS workbench对卷筒卷取过程进行仿真,首先对卷筒进行了模态分析,随后对卷取过程中的板材受力及变形进行了显式动力学仿真,最后对梅花块与顶板之间的配合进行接触摩擦分析。
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【学位授予单位】：沈阳理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG333.24

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