D53K-8000數(shù)控輾環(huán)機(jī)軸向軋制系統(tǒng)研究.pdf

1、D53K-8000徑-軸向輾環(huán)機(jī)是用于生產(chǎn)大型環(huán)件的設(shè)備，主要由軸向軋制機(jī)構(gòu)和徑向軋制機(jī)構(gòu)組成。它所能軋制的環(huán)件最大外徑為Φ8000mm，所能提供的最大軸向軋制力為5000kN，最大徑向軋制力為6300kN。本文以D53K-8000徑-軸向輾環(huán)機(jī)的軸向軋制系統(tǒng)為研究對象，利用有限元軟件ANSYS對軸向軋制系統(tǒng)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度及模態(tài)分析，對錐輥進(jìn)行溫度場分析，為了減小上錐輥?zhàn)鶎C(jī)架導(dǎo)軌的壓力對油缸油壓控制曲線進(jìn)行了研究。主要的研究內(nèi)容如下:

2、
　　(1)用SolidWorks對D53K-8000徑-軸向輾環(huán)機(jī)軸向軋制機(jī)構(gòu)進(jìn)行建模，再將模型導(dǎo)入到ANSYS中對軸向機(jī)構(gòu)在無平衡缸和有平衡缸的兩種工作方式下軋制區(qū)域距錐尖分別為400mm和800mm這四種工作狀態(tài)進(jìn)行強(qiáng)度、剛度分析。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn):上錐輥?zhàn)钦麄€機(jī)構(gòu)中最危險的結(jié)構(gòu)，其他結(jié)構(gòu)的強(qiáng)度及機(jī)架剛度都滿足要求;有平衡缸時機(jī)架所受的壓力比無平衡缸時要小，為了減小機(jī)架的壓力選擇有平衡缸這種工作方式。
　　(2)對軸向軋制

3、機(jī)構(gòu)進(jìn)行模態(tài)分析，得到了前五階固有頻率和振型，前五階固有頻率分別為17.93Hz、18.16Hz、20.55Hz、22.81Hz、25.15Hz。固有頻率可以用于指導(dǎo)環(huán)件軋制策略的制定，只要設(shè)備工作頻率避開固有頻率的0.707～1.414倍就能有效地消除共振的影響。
　　(3)運(yùn)用ANSYS軟件提供的APDL語言對錐輥進(jìn)行溫度場分析，得到在輾環(huán)過程中錐輥的溫度場分布，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)錐輥在與環(huán)件接觸的部分溫度較高，距離環(huán)件越遠(yuǎn)溫度越低，

4、環(huán)件軋制結(jié)束時錐輥的最高溫度大約400℃。
　　(4)為了降低上錐輥?zhàn)鶎C(jī)架導(dǎo)軌的壓力，得出了在輾環(huán)過程中主油缸以及平衡缸的油壓控制公式，并且以尺寸為Φ1320×Φ1081×350的環(huán)件為例進(jìn)行油壓控制曲線的研究，得到了軋制該型號環(huán)件時的油缸油壓控制曲線。
　　(5)對在結(jié)構(gòu)分析中發(fā)現(xiàn)的強(qiáng)度不滿足要求的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，并對改進(jìn)后的結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，分析發(fā)現(xiàn)經(jīng)過結(jié)構(gòu)改進(jìn)后強(qiáng)度滿足設(shè)備使用要求。對軸向軋制機(jī)構(gòu)的機(jī)架剛度以及錐輥部