方坯结晶器加工装置导轨结构设计及分析研究

发布时间：2017-08-11 05:16

  本文关键词：方坯结晶器加工装置导轨结构设计及分析研究

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【摘要】：方坯结晶器是目前国内钢铁企业中大型连铸机的核心部件，且属于消耗品，用量大，废旧的结晶器铜管经修复后可以在生产中再次使用，降低企业的生产成本。但是结晶器铜管的修复技术是钢铁企业面临的最大问题，为了解决这一问题，文章以研究修复方坯结晶器铜管为目的，认真分析结晶器铜管内表面的结构和通道线形特点，以及其内表面的成形方法和成形运动，根据金属切削加工工艺，采用仿形靠模铣削加工方法对结晶器铜管内表面进行切削修复。根据方坯结晶器的结构特点以及机床的结构设计要求，研制开发了一套用于方坯结晶器铜管内表面修复加工的专用装置。 文章主要根据导轨的受力分析，对弧形滑动导轨结构、滑块结构、间隙调整装置进行了详细设计，阐述了左侧弧形导轨移动装置、中间固定装置、右侧弧形导轨固定装置的结构特点与作用，完成整套装置三维模型的建立。利用ANSYS Workbench对方坯结晶器加工装置进行了动态特性分析，得到了其固有频率和变形频响函数曲线，发现弧形导轨为主要振动变形区域。利用ANSYS Workbench中的Design Explorer模块对弧形滑动导轨截面尺寸进行多目标优化设计，在满足强度要求的前提下，，降低了导轨的最大挠度变形，提高了导轨的低阶固有频率，保证装置在远离发生共振的频率区域内稳定运行。
【关键词】：方坯结晶器 加工装置 弧形滑动导轨 动态特性 多目标优化
【学位授予单位】：中北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG233.6
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-10
• 1 绪论10-17
• 1.1 课题背景及研究意义10-12
• 1.1.1 课题背景10-11
• 1.1.2 课题意义11-12
• 1.2 国内外技术水平及研究现状12-15
• 1.2.1 国外技术水平及研究现状12-13
• 1.2.2 国内技术水平及研究现状13-15
• 1.3 课题主要研究内容15-16
• 1.4 本章小结16-17
• 2 方坯结晶器加工工艺分析17-24
• 2.1 典型零件加工分析17-20
• 2.1.1 零件结构特点17-18
• 2.1.2 铬锆铜合金材料性能特性18
• 2.1.3 切削刀具及切削参数的确定18-20
• 2.2 加工工艺原理20-22
• 2.3 走刀路线研究22-23
• 2.4 本章小结23-24
• 3 方坯结晶器加工装置结构设计24-42
• 3.1 方坯结晶器加工装置结构设计要求24
• 3.2 方坯结晶器加工装置结构说明24-26
• 3.3 弧形导轨的结构设计26-34
• 3.3.1 概述26
• 3.3.2 导轨的类型及其特点26-27
• 3.3.3 弧形导轨的结构设计27-31
• 3.3.4 滑块设计及导轨间隙的调整31-34
• 3.4 底座的结构设计34-35
• 3.5 左侧弧形导轨移动装置结构设计35-37
• 3.5.1 工作台移动装置35-36
• 3.5.2 弧度调整装置36-37
• 3.6 中间固定装置结构设计37-39
• 3.6.1 微调升降装置37-38
• 3.6.2 工作台移动装置38-39
• 3.7 右侧弧形导轨固定装置结构设计39-40
• 3.8 方坯结晶器加工装置整机装配40-41
• 3.9 本章小结41-42
• 4 方坯结晶器加工装置动态特性分析42-53
• 4.1 概述42
• 4.2 动态特性分析理论及方法42-45
• 4.2.1 模态分析42-44
• 4.2.2 谐响应分析44-45
• 4.3 方坯结晶器加工装置有限元模型的建立45-46
• 4.3.1 材料属性的定义45
• 4.3.2 有限元模型的连接关系45-46
• 4.3.3 网格划分46
• 4.4 方坯结晶器加工装置总装配体的动态特性分析46-52
• 4.4.1 方坯结晶器加工装置的模态分析46-50
• 4.4.2 方坯结晶器加工装置的谐响应分析50-52
• 4.5 本章小结52-53
• 5 方坯结晶器加工装置弧形滑动导轨的结构优化53-67
• 5.1 概述53
• 5.2 优化设计基本理论53-54
• 5.3 基于遗传算法的多目标优化54-55
• 5.3.1 遗传算法54-55
• 5.3.2 加权因子55
• 5.4 弧形滑动导轨的结构优化设计55-65
• 5.4.1 弧形滑动导轨优化设计的数学模型55-57
• 5.4.2 优化设计过程57-59
• 5.4.3 响应曲面分析59-64
• 5.4.4 优化设计结果与分析64-65
• 5.5 本章小结65-67
• 6 总结与展望67-70
• 6.1 全文总结67-68
• 6.2 存在的不足68
• 6.3 工作展望68-70
• 参考文献70-75
• 攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果75-76
• 致谢76-77

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

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本文编号：654385