金屬帶材卷取機(jī)卷取軸徑向壓力及過程研究.pdf

1、在當(dāng)今鋁帶材冷軋車間中，卷取機(jī)是金屬帶材精整設(shè)備中的重要組成部分，卷取機(jī)的功能是將平整機(jī)軋制出來的平整帶材卷取成卷，是縱剪機(jī)組的重要組成部分，經(jīng)過卷取機(jī)處理過的帶材便于存放和運(yùn)輸。卷取機(jī)的參數(shù)設(shè)置與整臺機(jī)組的工作性能息息相關(guān)，主要體現(xiàn)在產(chǎn)出帶材的厚度精度、板型精度、卷材的卷取質(zhì)量等部分，因此在軋鋁帶材成型領(lǐng)域中，卷取機(jī)的設(shè)計與計算的準(zhǔn)確度與精確性顯得尤為重要。而其中卷取軸的徑向壓力的準(zhǔn)確計算又是卷取機(jī)設(shè)計中不可或缺的一部分，準(zhǔn)確地計算出

2、卷取軸的徑向壓力是進(jìn)行卷取軸設(shè)計的先決條件，通過卷筒徑向壓力的計算可以確定卷取軸零件的設(shè)計強(qiáng)度和漲縮缸推力。在卷取軸徑向壓力進(jìn)行計算的過程中，應(yīng)考慮到卷取軸的徑向剛度、卷取張力和帶卷直徑、層間滑動摩擦，以及帶卷層間表面狀態(tài)等多種復(fù)雜因素。由于上述因素包括結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性和邊界條件的非線性，卷筒的徑向壓力計算在理論分析和實(shí)驗(yàn)研究方面均具有較高的難度。
　　在卷取過程中，人們通過對各部件速度的控制來建立帶材的張力，合理的設(shè)置卷取速度以及對

3、助卷輥與卷筒之間輥縫的控制是提高帶材卷取質(zhì)量的關(guān)鍵，如果想推導(dǎo)設(shè)計出一套準(zhǔn)確的、適用于工廠實(shí)際生產(chǎn)的理論依據(jù)，需要在多個環(huán)節(jié)進(jìn)行大量的分析與研究。
　　本文所用模型是在對遼寧撫順某工廠實(shí)習(xí)中參與設(shè)計的鋁帶機(jī)械脹縮軸，并對卷取過程和徑向壓力進(jìn)行了深入研究，擬完成如下幾個問題：
　?。?）卷取過程中各部件速度控制，帶材張力的建立及張力控制方法，通過Pro/E對卷筒內(nèi)部結(jié)構(gòu)的三維建模，模擬卷筒的脹縮過程。
　?。?）完成了在

4、考慮帶材層間摩擦力的因素下，根據(jù)彈性力學(xué)中的拉密解答，推導(dǎo)出徑向壓力計算公式；并以卷筒為研究對象，通過應(yīng)力函數(shù)法，給出卷筒內(nèi)部彈性力學(xué)平面問題的極坐標(biāo)解答。
　?。?）從機(jī)械效率出發(fā)，對斜楔角度進(jìn)行優(yōu)化計算；通過頂板和梅花塊的受力分析，得出脹縮缸的設(shè)計參數(shù)。
　?。?）結(jié)合計算機(jī)方法，運(yùn)用ANSYS workbench對卷筒卷取過程進(jìn)行仿真，首先對卷筒進(jìn)行了模態(tài)分析，隨后對卷取過程中的板材受力及變形進(jìn)行了顯式動力學(xué)仿真，最后