基于辊系整体变形模型的四辊轧机板形控制特性研究

发布时间：2021-11-17 01:33

　　板带材是钢铁工业的主干产品,其主要质量指标包括组织性能、几何尺寸精度和表面质量。几何尺寸精度主要包括板厚和板形精度。其中板厚控制精度己经达到令人满意的效果,但是板形的控制仍没有达到完全满意的程度。影响板带材板形的因素极为复杂,在各种复杂因素的作用下,生产出的轧件会出现复杂的板形问题,严重影响了板带材的后续加工工序和使用寿命。在轧制生产过程中,轧辊与金属直接接触,是使金属产生塑性变形的主要原因;轴承用于支撑轧辊,轴承的受力情况关系到轧制过程和产品质量。因此,从轧辊辊系和轴承的载荷入手分析轧机的板形控制特性对改善产品质量具有一定的实际应用价值。本文针对四辊板带轧机辊系弹性变形及轧机轴承的受力情况,建立了包含支撑辊轴承、轴承箱、辊系与轧件的整体变形模型,并通过模型对四辊板带轧机的轴承载荷分布特性和板凸度的影响因素进行了分析。本文的主要研究内容和结果如下:（1）针对轧辊实验室现有的四辊冷轧机设计了支撑辊四列圆柱滚子轴承径向力、轴向力及轴承列间温度测量方案,并对径向传感器、轴向传感器和温度传感器进行了设计与校核。（2）建立了包含支撑辊径向载荷测试装置、支撑辊及其轴承、轴承箱、工作辊和轧件的有限元... 

【文章来源】：太原科技大学山西省

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 前言
    1.2 板形的定义
        1.2.1 平直度
        1.2.2 板凸度
    1.3 影响板形的主要因素
    1.4 板形控制的研究现状
        1.4.1 辊形的研究现状
        1.4.2 辊系弹性变形的研究现状
        1.4.3 轧机横向刚度的研究现状
    1.5 课题意义及研究内容
        1.5.1 课题背景、意义
        1.5.2 主要研究内容
第二章 四辊轧机轴承载荷及温度测试装置设计
    2.1 总体测试方案
    2.2 径向力测试
        2.2.1 径向力测试方案
        2.2.2 径向传感器设计
    2.3 轴向力测试
        2.3.1 轴向力测试方案
        2.3.2 轴向传感器设计
        2.3.3 保持架设计
    2.4 温度测试
    2.5 测试装置的设计及校核
        2.5.1 轴承上下箱设计
        2.5.2 轴承箱上下箱紧固内六角螺栓校核
        2.5.3 轴承端盖
        2.5.4 轴承端盖用螺栓校核
    2.6 整体实验装置结构
    2.7 本章小结
第三章 辊系整体变形有限元模型的建立
    3.1 ANSYS/LS-DYNA简介
    3.2 有限元模型的建立
        3.2.1 假设条件
        3.2.2 轧辊及各项基本参数
        3.2.3 网格划分
        3.2.4 边界及初始条件
        3.2.5 接触对设置
    3.3 辊系整体变形有限元模型的验证
        3.3.1 轧制实验
        3.3.2 辊系整体变形有限元模型与轴承耦合模型对比
        3.3.3 轧制力对比
        3.3.4 径向力的传递
    3.4 本章小结
第四章 基于辊系整体变形模型的四辊轧机板形控制特性
    4.1 影响辊颈载荷分布的因素分析
        4.1.1 工作辊辊径
        4.1.2 支撑辊辊径
        4.1.3 摩擦系数
        4.1.4 变形抗力
        4.1.5 张力
    4.2 影响板凸度的因素分析
        4.2.1 工作辊辊径
        4.2.2 支撑辊辊径
        4.2.3 摩擦系数
        4.2.4 变形抗力
        4.2.5 张力
    4.3 影响全辊缝横向刚度的因素分析
        4.3.1 全辊缝横向刚度
        4.3.2 轧件宽度
        4.3.3 压下率
        4.3.4 变形抗力
        4.3.5 张力
        4.3.6 工作辊辊径
        4.3.7 支撑辊辊径
    4.4 本章小结
结论与展望
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的学术论文


【参考文献】：
期刊论文
[1]四辊板带轧机辊颈载荷分布及板形影响因素分析[J]. 李月,张小平,刘光明,马艳飞,王强.  轧钢. 2014(06)
[2]张力在冷轧过程中对板带材压下量的影响[J]. 姜晓艳,邢淑清,董丽丽,麻永林.  内蒙古科技大学学报. 2011(04)
[3]CSP板形控制的研究[J]. 吕德文,席江涛.  河北冶金. 2011(09)
[4]六辊轧机刚度特性有限元[J]. 杜凤山,张尚斌,黄华贵,王贵国,任新意.  塑性工程学报. 2010(03)
[5]多极边界元法在轧件矫直变形分析中的应用[J]. 桂海莲,黄庆学,马立峰,田雅琴.  重庆大学学报. 2010(05)
[6]大型轧机轴承温度测试方法的研究[J]. 陶磊,薛涛,孙建召,王建梅,黄庆学.  山西冶金. 2009(05)
[7]中厚板轧制过程的三维显式动力学有限元分析[J]. 孟令启,徐如松,王建勋,雷明杰,吴浩亮.  机械强度. 2009(05)
[8]板形控制新技术[J]. 秋海滨,张明.  有色金属加工. 2009(03)
[9]应力应变测试方法综述[J]. 郑俊,赵红旺,朵兴茂.  汽车科技. 2009(01)
[10]板形标准曲线的理论计算方法[J]. 刘宏民,丁开荣,李兴东,江光彪.  机械工程学报. 2008(08)

博士论文
[1]板带轧制三维热力耦合条元法研究及仿真系统开发[D]. 杨利坡.燕山大学 2006
[2]薄带钢冷轧过程的弹塑性有限元模拟[D]. 时旭.东北大学 2005
[3]三维弹性体移动接触问题的边界元法研究[D]. 刘永健.清华大学 2003

硕士论文
[1]冷轧薄带板形控制技术研究[D]. 李勇华.东北大学 2010
[2]辊颈受均布载荷的四辊轧机辊系变形探讨[D]. 童云春.武汉科技大学 2008



本文编号：3499964