軋機(jī)壓下螺紋副微尺度理論與實(shí)驗(yàn)研究.pdf

1、壓下螺紋副是現(xiàn)代高負(fù)荷中厚板軋機(jī)大行程輥縫調(diào)節(jié)所必需的機(jī)座組成部分之一，其壽命和運(yùn)行穩(wěn)定性不僅直接關(guān)系著中厚板軋機(jī)的正常生產(chǎn)，而且成為軋機(jī)高負(fù)荷快速化與時(shí)俱進(jìn)的制約因素。 軋機(jī)壓下螺紋副設(shè)計(jì)受普通聯(lián)結(jié)螺紋副影響，只停留于按機(jī)械學(xué)和軋機(jī)設(shè)計(jì)書籍中論述的靜態(tài)設(shè)計(jì)范疇。因而壓下螺紋副設(shè)計(jì)以靜態(tài)理想壓強(qiáng)作為滿足強(qiáng)度、剛度、耐磨性和穩(wěn)定性要求的指標(biāo)而告終。然而，在實(shí)際使用過程中，壓下螺紋副磨損異?？於虊?，甚至有的短短幾周就銅螺母螺牙磨盡

2、而報(bào)廢。目前，2800mm及3500mm中厚板軋機(jī)壓下螺紋副，仍從外國進(jìn)口維持生產(chǎn)。壓下螺紋副異?？焖倌p及短壽是長期得不到解決的難題，其磨損機(jī)理至今未能得到揭示和闡明。 參與國家“十五”重點(diǎn)科技攻關(guān)項(xiàng)目-3500mm中厚板軋機(jī)壓下螺紋副短壽研究課題，通過系列現(xiàn)場調(diào)研測試、定量數(shù)值解析、科學(xué)模擬實(shí)驗(yàn)和創(chuàng)新思維，發(fā)現(xiàn)和揭示了軋機(jī)壓下螺紋副大間隙中徑定位機(jī)構(gòu)特征的微尺度失控行為機(jī)理，由此產(chǎn)生的螺紋副面力超常增幅(十幾倍)，成為螺紋副

3、異?？焖倌p短壽的主要原因。還提出了行之有效的長壽穩(wěn)定性壓下螺紋副雛形。 全文共分六章。 第1章緒論縱觀中厚板軋機(jī)的發(fā)展歷史，指明電動(dòng)壓下螺紋副使用過程中存在的難題，定位課題內(nèi)容、意義及來源。 第2章論述壓下螺紋副面力場的三維彈性摩擦接觸多極邊界元解析，定量給出壓下螺紋副三維壓力分布，進(jìn)而揭示了螺紋副微尺度行為與壓力超偏分布的對應(yīng)關(guān)系。 第3章開創(chuàng)1/3螺紋副模型電測模擬實(shí)驗(yàn)法，給出螺紋副全層螺牙的壓力分

4、布，揭示和證實(shí)了大間隙中徑定位特征螺紋副的微尺度行為給壓力不均勻帶來的巨大影響。 第4章用現(xiàn)有靜態(tài)設(shè)計(jì)理論校核了3500mm軋機(jī)壓下螺紋副的強(qiáng)度、耐磨性指標(biāo)，然而解釋不了螺紋副螺牙異?？焖倌p現(xiàn)象。用沖擊載荷解析了螺牙齒頂鼓包的形成原因。 第5章論述壓下螺紋副的動(dòng)態(tài)特性，計(jì)算整體螺母和主副螺母結(jié)構(gòu)兩種約束下壓下螺絲的前幾階固有頻率和振型，并計(jì)算沖擊載荷作用下的動(dòng)態(tài)響應(yīng)。用數(shù)值解析證明了主副螺母結(jié)構(gòu)的壓下螺紋副可以減緩沖擊

5、載荷的產(chǎn)生，并用1/8模型模擬實(shí)驗(yàn)作出驗(yàn)證。 第6章綜合了現(xiàn)代壓下螺紋副的最新技術(shù)成就，并給出3500mm中厚板軋機(jī)的微尺度可控長壽穩(wěn)定性壓下螺紋副雛形。 軋機(jī)壓下螺紋副微尺度行為機(jī)理的發(fā)現(xiàn)和揭示，不僅解決了螺紋副異?？焖倌p短壽難題，還為創(chuàng)新開發(fā)具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的長壽穩(wěn)定性壓下螺紋副奠定理論和實(shí)驗(yàn)基礎(chǔ)。本文提出的軋機(jī)壓下螺紋副微尺度理論必將成為繼承壓下螺紋副靜態(tài)設(shè)計(jì)理論的動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)理論，具有重要的理論意義和工程經(jīng)濟(jì)價(jià)值。