TLJ400型连续挤压机芯轴强度分析与改进

发布时间：2017-09-21 15:26

  本文关键词：TLJ400型连续挤压机芯轴强度分析与改进

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【摘要】：连续挤压作为一种新型的生产方式,正逐步取代传统轧制方法,成为有色金属管、棒、型、线及其复合材料的重要生产方式。连续挤压机是进行连续挤压生产的专用设备。连续挤压机的主轴系统是连续挤压机的核心部件,在近些年实际生产当中,连续挤压机主轴系统出现了一些问题,例如挤压轮表面破损,轴套发生破坏,芯轴断裂等等。由于芯轴串联主轴系统的其他零部件,在整个主轴系统中尤为重要,截止目前对于芯轴强度等问题还没有详细研究。本文从静力学角度出发,对芯轴强度进行分析,并对主轴系统进行改进,主要进行了以下研究工作：(1)对主轴系统进行受力分析,推导出主轴系统各个机械载荷计算公式,并确定计算工况,计算出各载荷数值,确定边界条件,查找主轴系统各零部件在不同温度下的材料属性数据,为精确进行有限元计算做好前期准备。(2)通过有限元计算软件ANSYS,对主轴系统进行整体模拟分析,对本次研究重点—芯轴进行单独模拟分析,通过主轴系统有限元计算结果和单独芯轴有限元计算结果对比分析,结合芯轴实际破坏情况,得出芯轴冷却水孔处存在应力集中,在液压螺母预紧力长时间作用下,该位置容易发生破坏。(3)对芯轴水孔走向进行改进,增加水孔处芯轴强度。对挤压轮及轴套接触表面涂铝,增强其之间接触面摩擦力,在保证原主轴系统安全系数的前提下,将液压螺母预紧力降低至150MPa,液压螺母安全性增加,芯轴应力大幅降低。并通过实验验证改进方案可行。
【关键词】：连续挤压 主轴系统 芯轴 ANSYS
【学位授予单位】：大连理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG375
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-8
• 1 绪论8-15
• 1.1 连续挤压技术8-9
• 1.2 连续挤压法的应用9-11
• 1.3 连续挤压法的特点11-12
• 1.4 连续挤压技术现状及发展趋势12-13
• 1.5 课题意义及主要研究内容13-15
• 2 TLJ400连续挤压机的工作原理与受力分析15-27
• 2.1 连续挤压原理15-16
• 2.2 TLJ400连续挤压机生产线组成16-18
• 2.3 连续挤压机主轴系统受力分析18-26
• 2.3.1 预紧力21-22
• 2.3.2 预紧力轮槽内压应力(p)与剪切应力(τ)计算22-25
• 2.3.3 压实轮下压力25-26
• 2.3.4 减速机扭矩M计算26
• 2.4 本章小结26-27
• 3 主轴系统有限元分析27-44
• 3.1 有限元法及ANSYS软件简介27-29
• 3.1.1 有限元法简介27
• 3.1.2 有限元分析软件—ANSYS27-29
• 3.2 有限元模型的建立29-36
• 3.2.1 几何模型的建立29-30
• 3.2.2 单元类型的选择30-32
• 3.2.3 材料模型的建立32-33
• 3.2.4 网格的划分33-35
• 3.2.5 接触设置35-36
• 3.3 有限元分析36-41
• 3.3.1 边界条件的施加36-38
• 3.3.2 有限元计算结果38-41
• 3.4 芯轴单独有限元分析41-43
• 3.5 本章小结43-44
• 4 芯轴改进44-54
• 4.1 芯轴结构改进44-45
• 4.2 接触表面涂层45-48
• 4.3 改进后芯轴有限元计算48-50
• 4.4 实验验证50-53
• 4.5 本章小结53-54
• 结论54-55
• 参考文献55-57
• 致谢57-58

【参考文献】

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本文编号：895355