钢锭模扫磨装置设计与研究

发布时间：2020-05-30 06:20

【摘要】：钢锭模扫磨作为改善钢锭质量的关键技术之一,钢锭模表面粗糙度的高低直接影响着铸锭工序质量,目前工厂普遍采用人工使用角磨机打磨、抛丸清理机或链条式打磨清理的方式,缺点较多。为了改善工人的操作工作环境、降低劳动强度、提高打磨效率,进一步提高工件铸锭产品质量,本文采用滚刷式钢锭模扫磨装置代替传统打磨方式。本文根据功能原理对扫磨装置进行设计,对关键结构进行分析验证。本文基于对钢锭模扫磨装置总成技术条件、材料特性、打磨特征等需求分析,围绕功能原理设计方法对扫磨装置进行功能设计,然后进行功能原理解分析,确定了钢刷对钢锭模扫磨的整体方案、扫磨单元个数、扫磨执行机构布置方式、驱动单元设置等参数;并结合功能原理设计工作台传动装置,推导滚刷电机选型计算公式。根据不同材质的刷丝,其磨损程度不同,以此选择最适合此装置的刷丝材质。应用三维建模软件建立刷丝以及残渣的三维模型,应用Deform-3D软件,对其进行有限元分析,查看不同材质刷丝的磨损度。扫磨效果受刷丝的排布密度的影响,不同直径的刷丝其抗弯强度也不同,本文应用UG10.0高级仿真模块,建模并分析单根钢丝受载荷后的弯曲变形情况,根据其应力状态与其屈服强度之间的关系,选择出最适合本装置的刷丝直径。根据扫磨刷工作原理和功能要求,设计扫磨刷尺寸结构,分析扫磨刷钢丝受力变形情况,在对其进行一系列简化的基础上,通过利用SOLIDWORKS三维建模软件建立扫磨刷和工件试样的三维模型,并且通过使用有限元分析软件—DEFORM-3D对其扫磨过程进行仿真。通过对仿真模型施加不同力的边界条件,得到不同压力对扫磨去除量的影响;通过控制扫磨刷转速的变化,对工件试样的表面粗糙度和磨屑温度进行数据分析,得出扫磨转速对工件表面形貌和温度的影响。在利用功能原理设计方法设计好整体方案和执行方式的基础上,首先用SOLIDWORKS建立了钢锭模扫磨装置样机模型,并对扫磨架进行模型简化。运用ANSYS Workbench进行扫磨架的动静态分析,验证其工作时的稳定性,从而验证设计的准确性。最后完成了实体样机的加工试用,验证了其使用效果。
【图文】：

钢锭模,实物

- 10 -图 2-1 67t 钢锭模实物图生产条件极为苛刻的环境下使用的，分析表明在使应力、相变应力、残余应力、机械应力等的协同作种综合应力大于钢锭模材质能承受的抗拉强度极限的网状裂纹，因反复使用导致网裂不断扩大，形成和横裂。所以改善钢锭模的材质，提高抗拉强度极向之一。本文所需打磨的钢锭模的材料为特配铸铁锭模性能指标所特配的钢锭模用灰铸铁，其化学成.7%；Mn=0.7%~1.1%；S<0.06%；P<0.10%。灰铸铁

区域图,钢锭模,区域图

具有良好的铸造性能、良好的减振性、良好的耐能、低的缺口敏感性和良好的导热性，是大、中型钢锭性能、理化参数如下，抗拉强度σb为 100~400N·mm-2，延2~11J·cm-2，硬度 163~269HB，弹性模量 E=(8~14)×104N·(cm·K)-1，，在 800℃下的抗氧化性 4.4g·(m2h)-1，在 900℃打磨装置设计要求分析区域模打磨特征分析可知，需打磨的区域包括钢锭模内孔，个区域，且内孔和侧壁在轴线方向呈锥型。要同时兼顾个不同的扫磨架以针对锥型侧壁和底面，侧面扫磨架中件的角度进行转动。其打磨区域如图 2-2 所示。
【学位授予单位】：燕山大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TG580.2

【参考文献】