回转支承滚道无软带感应加热数值模拟及淬火研究

发布时间：2017-09-04 18:18

  本文关键词：回转支承滚道无软带感应加热数值模拟及淬火研究

  更多相关文章： 回转支承 ANSYS 软带 感应加热 数值模拟

【摘要】：回转支承是某些工程机械回转机构的重要组成部分,对其滚道淬火质量有很高的要求,一般要求其表面有较高的硬度和耐磨性,而滚道内部的材料仍保持原来的韧性组织。由于中频感应淬火具有加热速度快,效率高,无污染而被广泛应用于回转支承的表面感应淬火中。传统的滚道表面中频感应淬火机构虽然种类繁多,优点也各不相同,但始终无法解决感应淬火软带问题。本文在总结传统滚道表面淬火的基础上,设计了一种无软带淬火机构,不但提高了淬火效率,而且消除了淬火软带。 本文主要介绍了回转支承的结构特点,对现有的回转支承感应淬火设备及感应器进行分析,给出了它们的工作特点、适用类型及其主要优缺点等。在老式感应淬火机床的基础上设计出了无软带淬火机床的机构简图,介绍了无软带淬火机床的一般工作原理及其优缺点,并对无软带淬火机床的感应器装置和工作平台运动参数进行分析,得到了感应器装置和工作平台移动的数学表达公式。以公司的某一型号的回转支承为原型,建立了回转支承滚道表面感应加热的数学模型和物理模型,给出了电磁-热耦合场的初始条件和边界条件。通过有限元分析ANSYS软件对中频感应加热淬火进行模拟,分别分析了在三个不同等级的电流的情况下,回转支承内部的温度场分布,并获得了具体的加热时间,然后根据加热时间最终确定无软带淬火机构的工艺参数等。
【关键词】：回转支承 ANSYS 软带 感应加热 数值模拟
【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG156.3;TG155.3
【目录】：

• 致谢7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 绪论16-26
• 1.1 课题研究的背景和意义16-17
• 1.2 感应加热的原理及其特点17-22
• 1.2.1 感应加热热处理原理17-18
• 1.2.2 感应加热的分类18
• 1.2.3 集肤效应及透入深度18-20
• 1.2.4 邻近效应20
• 1.2.5 圆环效应20-21
• 1.2.6 感应加热方法的优点和应用范围21-22
• 1.3 感应加热设备及数值模拟的发展概况22-25
• 1.3.1 回转支承滚道感应加热设备研究概况22-23
• 1.3.2 电磁感应加热数值模拟研究概况23-25
• 1.4 课题主要的研究内容和方法25-26
• 第二章 回转支承滚道表面无软带感应加热淬火机构的设计26-41
• 2.1 回转支承感应加热淬火技术概况26-33
• 2.1.1 回转支承的机构26-27
• 2.1.2 回转支承的滚道表面淬火及软带要求27-28
• 2.1.3 回转支承的感应淬火机构28-33
• 2.2 回转支承滚道无软带淬火装置方案的设计33-34
• 2.2.1 感应加热淬火设计思路33
• 2.2.2 无软带感应加热淬火机构的简图33-34
• 2.3 滚道无软带淬火机床的结构总设计34-40
• 2.3.1 老式淬火机床的改造34-35
• 2.3.2 回转支承无软带淬火机床的结构设计35-38
• 2.3.3 滚道无软带感应淬火机构的运动控制轨迹38-40
• 2.3.4 回转支承滚道无软带感应淬火机床的优缺点40
• 2.4 本章小结40-41
• 第三章 感应加热电磁场与温度场的有限元数值模拟41-50
• 3.1 感应加热电磁场有限元分析41-45
• 3.1.1 电磁场的基本理论41-43
• 3.1.2 涡流场的有限元分析43-45
• 3.2 感应加热温度场有限元分析45-48
• 3.2.1 热分析的基本知识45-47
• 3.2.2 感应加热温度场边界条件和初始条件47-48
• 3.3 ANSYS中电磁热耦合分析场简介48-49
• 3.3.1 ANSYS耦合场分析的定义48
• 3.3.2 ANSYS耦合场分析的类型48-49
• 3.3.3 ANSYS耦合场分析类型的选择49
• 3.4 本章小结49-50
• 第四章 基于ANSYS的回转支承滚道感应加热模型50-62
• 4.1 ANSYS软件简介50-51
• 4.2 感应淬火的问题描述与假设51-54
• 4.2.1 运动机构的简化51-52
• 4.2.2 工件移动的影响及处理52
• 4.2.3 分析模型的简化52-54
• 4.3 计算模型的建立54-60
• 4.3.1 模型的建立54
• 4.3.2 材料特性54-57
• 4.3.3 单元类型的选择57-58
• 4.3.4 网格划分58-59
• 4.3.5 边界条件和施加载荷59-60
• 4.4 求解60-61
• 4.5 本章小结61-62
• 第五章 模拟结果的处理分析与加工参数的确定62-77
• 5.1 ANSYS模拟实验电流密度的选择62
• 5.2 不同电流密度实验结果对比分析62-72
• 5.3 工艺参数的确定72-76
• 5.3.1 滚道表面感应淬火电流密度的确定72-73
• 5.3.2 感应器相对于滚道圆心切向速度的确定73-75
• 5.3.3 感应器相对于半圆形滚道的移动轨迹的确定75-76
• 5.4 本章小结76-77
• 第六章 总结与展望77-79
• 6.1 全文总结77
• 6.2 展望77-79
• 参考文献79-82
• 攻读硕士学位期间的学术活动及成果情况82

【参考文献】

中国期刊全文数据库 前10条

1 赖宏,刘天模;45钢零件淬火过程温度场的ansys模拟[J];重庆大学学报(自然科学版);2003年03期

2 陈浩;秦训鹏;汪舟;高恺;;三维点式感应淬火电磁热耦合场数值模拟[J];中国表面工程;2013年01期

3 孙冬梅,福谢军;浅谈国产回转支承的现状和发展方向[J];建设机械技术与管理;2000年05期

4 姜建华,郑华毅;厚壁筒形工件连续感应热处理有限元模拟[J];金属热处理学报;2002年02期

5 周跃庆;张媛媛;程亦晗;;感应淬火电磁-热耦合场的有限元分析[J];金属热处理;2007年02期

6 张根元;奚小青;严轶康;;基于ANSYS模拟预测S45C钢轴感应加热工艺参数[J];金属热处理;2011年11期

7 王祥东;回转支承中频感应淬火工艺应用[J];机械工人;2005年04期

8 张志欣;沈莹镔;杨振亚;郑书华;;感应加热自动淬火机床的关键技术及相关机构的设计[J];宁波工程学院学报;2011年01期

9 张根元;奚小青;张维颖;;感应淬火工艺参数优化和组织硬度分布预测[J];材料热处理学报;2013年06期

10 方华,高峥,袁兆成,丁万龙;曲轴中频感应淬火过程模拟及残余应力计算[J];汽车工程;2004年03期

，

本文编号：793093