高速軋輥磨床磨頭的結(jié)構(gòu)有限元分析及熱特性研究.pdf

1、軋輥磨床是磨削加工生產(chǎn)中的重要設(shè)備之一，在軋鋼、冶金、造紙、橡膠等行業(yè)中使用廣泛。隨著高速磨削技術(shù)的飛速發(fā)展，對軋輥磨床的磨削速度和磨削性能提出了更高的要求。在高速軋輥磨床中磨頭系統(tǒng)是其核心的部位之一，對磨床的磨削性能有很大的影響。因此，對磨頭系統(tǒng)的研究就成為開發(fā)高速軋輥磨床的關(guān)鍵內(nèi)容。
　　本論文在參考國產(chǎn)普通軋輥磨床磨頭結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，根據(jù)高速軋輥磨床磨頭的工作要求和性能特點(diǎn)，設(shè)計(jì)出了一種高速軋輥磨床的磨頭結(jié)構(gòu)，然后開展相關(guān)的研

2、究。
　　首先，通過高速磨削理論分析，計(jì)算出高速軋輥磨床的磨削工藝參數(shù)，包括磨削力、磨削效率以及磨削加工表面粗糙度，并與普通軋輥磨床的工藝參數(shù)進(jìn)行比較，獲得高速軋輥磨床的優(yōu)勢，驗(yàn)證開發(fā)高速軋輥磨床的意義。
　　其次，根據(jù)磨削的各個(gè)工藝參數(shù)，設(shè)計(jì)出高速軋輥磨床磨頭系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)，其中的主要零件包括皮帶輪、主軸、液體動靜壓軸承、砂輪、砂輪架以及其他零件。
　　然后，運(yùn)用ANSYS軟件對磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行有限元分析，內(nèi)容包括線性靜

3、力學(xué)分析、模態(tài)分析和諧響應(yīng)分析。為了校核設(shè)計(jì)的高速軋輥磨床磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)是否滿足使用要求，對磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行線性靜力學(xué)分析，得到了磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的的應(yīng)力應(yīng)變圖；為了確定磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的固有頻率和振型，對磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行了模態(tài)分析，獲得了磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的前六階固有頻率；為了了解磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)在外載荷的作用下的變化情況，對磨頭系統(tǒng)進(jìn)行了諧響應(yīng)分析，獲得了磨頭系統(tǒng)在正弦載荷下的變形。
　　最后，溫升是高速軋輥磨床磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的一個(gè)關(guān)鍵問題，為了獲

4、得磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)中溫度變化情況，對高速軋輥磨床磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行熱穩(wěn)態(tài)分析。通過仿真分析得到了磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)整體的溫度變化情況以及溫升最高的地方。由仿真結(jié)果可知溫升最高發(fā)生在前液體動靜壓軸承處，溫升超過了許用值，因此需要對軸承進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。軸承結(jié)構(gòu)優(yōu)化設(shè)計(jì)后，再對磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)進(jìn)行的熱穩(wěn)態(tài)分析，比較優(yōu)化前后的仿真結(jié)果，優(yōu)化后液體動靜壓軸承的溫度下降到合理的范圍，達(dá)到了優(yōu)化設(shè)計(jì)的目的。
　　本論文設(shè)計(jì)了一種高速軋輥磨床磨頭系統(tǒng)結(jié)構(gòu)，獲得磨