论文部分内容阅读
包钢轨梁厂UR轧机自投产以来承担了大量的重轨生产任务,为包钢的发展做出了重要贡献。然而,UR轧机作为成品轧机中的第一架轧机,近些年随着轧制任务的加重及高速咬钢的冲击影响,UR轧机的齿轮座下箱体底座圆弧处发生了裂缝事故,影响了正常的生产,造成了严重的经济损失。为了掌握咬钢速度对UR轧机主传动系统的影响,探究齿轮座发生裂纹的原因,本文对UR轧机主传动系统在高速咬钢状态下的动态特性进行了模拟研究,以便对事故工况做出正确判断,为设置合理的咬钢速度提供理论依据。 本文主要研究工作如下: (1)介绍 UR轧机主传动系统的工作原理及机构组成,了解有限元理论和相关的有限元仿真软件,结合现场生产提供的工程图纸,建立UR轧机主传动系统的有限元模型,便于接下来的模拟仿真。 (2)选用ANSYS Workbench14.5中的LS-DYNA模块,对UR轧机主传动系统模型进行咬钢过程的模拟仿真,采用现场设定2.5m/s的咬钢速度进行仿真,得到了高速咬钢状态下UR轧机关键零部件的应力及形变情况,与工厂实际进行对比,判断UR轧机齿轮座裂纹事故出现的原因,便于接下来设置合理的咬钢速度。 (3)采用2.4m/s、2.3m/s、2.2m/s、2.1m/s四组低于实际工况的咬钢速度进行仿真,与实际工况下设定2.5m/s的咬钢速度进行对比得出,分析不同的咬钢速度对UR轧机齿轮座下箱体的影响,找到最合理的咬钢速度,为工厂设置合理的咬钢速度提供理论依据。 (4)对 UR轧机齿轮座下箱体圆弧尺寸进行改进,将原来圆弧沟槽改为半径为140mm的圆角,同样采用实际2.5m/s的咬钢速度进行仿真分析,对比改进前后两种不同尺寸下箱体有限元分析结果,为生产实际提供了参考。 经研究结果表明:咬钢速度过大,齿轮座下箱体强度不足是导致裂纹事故发生的主要原因;通过对比不同咬钢速度下齿轮座下箱体的应力分布情况,最合理的咬钢速度为2.1m/s;改进后的齿轮座下箱体圆弧处未出现应力集中,且最大等效应力降低了79.37%,降低了高速咬钢对下箱体冲击作用的影响,研究成果对现场具有指导作用。