定宽压力机力能参数分析及机构优化设计研究

论文摘要

定宽压力机(Sizing Press)是近年来热连轧生产线上新出现的一种设备。在轧线中使用该设备,可大大减少连铸板坯结晶器的种类,从而在根据不同成品板宽要求来定制粗轧前的板坯宽度时,能有效地减少原料板坯宽度和连铸坯调整时间和次数,节约投资成本,为企业带来很大的经济效益。论文结合工程实际,并运用运动学和弹塑性有限元计算等方面的知识,使用ADAMS和MATLAB等相关软件,建立了定宽压力机模块运动的数学模型,对侧压机构和同步机构运动特性进行了分析;使用弹塑性有限元软件AUTOFORGE等软件对定宽压力机的轧制力和板坯变形进行了计算和分析,研究了板坯在不同厚度、温度、材质、宽度时的力能参数;对机械装置中主要执行机构、模块角度、抱紧装置等构件结构参数进行了研究,提出了具体优化方法和措施,为定宽压力机的优化设计提供了依据。国内相关研究和生产实践表明,板坯对定宽压力机侧压模块的冲击载荷对相关设备的工作性能影响较大,侧压框架和同步框架结构复杂,很容易出现受力不均,严重磨损等现象,因此,论文对定宽压力机关键部件进行了强度校核。目前,定宽压力机是国外少数几个发达国家拥有的专有产品,技术封锁很严,国内在定宽压力机的设计和研究方面进展相对缓慢,对定宽压力机的理论研究和设计制造正处于起步阶段,为此,研究定宽压力机的工艺参数,运动参数,结构参数以及计算主要零部件强度,对定宽压力机的设计具有重要的理论指导意义。这必将为今后定宽压力机的国产化打下坚实基础。

论文目录

• 中文摘要
• 英文摘要
• 1 绪论
• 1.1 课题背景
• 1.2 定宽压力机的发展概况和特点
• 1.2.1 发展概况
• 1.2.2 定宽压力机的特点
• 1.3 课题研究的意义
• 1.4 课题研究内容
• 2 定宽压力机机构组成及同步原理
• 2.1 定宽压力机的构成
• 2.2 定宽压力机同步控制的基本原理
• 2.2.1 主曲柄的定位和角度的关系
• 2.2.2 SP主曲柄和同步曲柄的同步原理
• 2.3 本章小结
• 3 定宽压力机机构设计参数分析计算
• 3.1 定宽压力机模块运动学模型
• 3.1.1 模块模型的建立
• 3.1.2 SP主曲柄初始角度的研究
• 3.2 同步机构的设计分析
• 3.3 侧压机构设计分析
• 3.4 本章小结
• 4 轧制力有限元计算模型
• 4.1 AutoForge简介
• 4.2 板坯有限元模型的建立
• 4.2.1 有限元模型边界条件的定义
• 4.2.2 模块运动方式的简化
• 4.2.3 模块形状的简化
• 4.2.4 板坯调宽工艺参数的确定
• 4.3 最大轧制力计算数学模型
• 4.3.1 压下量对最大轧制力的影响
• 4.3.2 板坯厚度对最大轧制力的影响
• 4.3.3 相对侧压量对最大轧制力的影响
• 4.4 本章小结
• 5 板坯变形的有限元分析
• 5.1 板坯头部变形
• 5.2 板坯中部变形
• 5.3 板坯尾部变形
• 5.4 本章小结
• 6 机架的强度分析
• 6.1 有限元计算模型
• 6.2 机架变形的理论计算
• 6.3 分析结果
• 6.3.1 机架应力
• 6.3.2 机架变形的有限元分析
• 6.4 本章小结
• 7 抱紧机构的改进设计
• 7.1 高压阀的选型
• 7.1.1 DBD直动式溢流阀的工作原理
• 7.2 液压缸的设计
• 7.3 液压缸的强度校验
• 7.4 本章小结
• 8 总结
• 8.1 论文总结
• 8.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录: A.图纸