中厚板軋機(jī)十字軸式萬向聯(lián)軸器叉頭疲勞壽命分析.pdf

1、中厚鋼板是一個(gè)國(guó)家發(fā)展建設(shè)必需的一種鋼材,它的類型多樣并被使用于多個(gè)領(lǐng)域,而生產(chǎn)中厚板的軋鋼機(jī)是生產(chǎn)過程中非常重要的軋鋼設(shè)備,軋機(jī)的主傳動(dòng)系統(tǒng)又是軋機(jī)的重要組成部分,十字軸式萬向聯(lián)軸器又是主傳動(dòng)系統(tǒng)的核心部件,十字軸式萬向聯(lián)軸器具有傳遞扭矩大、使用壽命長(zhǎng)、應(yīng)用范圍廣等優(yōu)點(diǎn),它被廣泛應(yīng)用于交通運(yùn)輸、冶金、重型機(jī)械等領(lǐng)域,尤其為冶金工業(yè)的技術(shù)改造及機(jī)械產(chǎn)品的更新?lián)Q代提供了有利條件。
　　隨著社會(huì)對(duì)軋制產(chǎn)品數(shù)量需求的增大和對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量要求

2、的提高,在生產(chǎn)過程中,十字軸式萬向聯(lián)軸器成為軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)中容易斷裂失效的關(guān)鍵部件之一,出現(xiàn)斷裂失效頻率多的零部件有萬向聯(lián)軸器的叉頭、十字軸及軸承。本課題是鑒于某鋼廠中厚板軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的十字軸式萬向聯(lián)軸器叉頭出現(xiàn)斷裂,極大地影響了生產(chǎn)的正常進(jìn)行,造成重大經(jīng)濟(jì)損失,因此,深入開展對(duì)萬向聯(lián)軸器叉頭強(qiáng)度及疲勞壽命的分析,對(duì)改善軋鋼機(jī)工作能力,提高生產(chǎn)效率及成品質(zhì)量都有非常重要意義。針對(duì)此次破壞,本文以萬向聯(lián)軸器為研究對(duì)象,采用ANSYS與A

3、NSYS/FE-SAFE軟件對(duì)其進(jìn)行靜力學(xué)強(qiáng)度分析與疲勞壽命分析,為叉頭的結(jié)構(gòu)改進(jìn)提供了依據(jù),以此延長(zhǎng)其疲勞壽命。論文主要內(nèi)容如下:
　　1.以電阻應(yīng)變片為敏感元件構(gòu)成的力矩傳感器對(duì)軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)連接軸扭矩進(jìn)行了測(cè)量,收集了一批監(jiān)測(cè)到的數(shù)據(jù),并生成應(yīng)變歷史曲線,對(duì)現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的數(shù)據(jù)進(jìn)行了分析,分析所得的數(shù)據(jù)作為后續(xù)靜力學(xué)強(qiáng)度分析與疲勞壽命分析的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　2.結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)測(cè)試的數(shù)據(jù),利用ANSYS對(duì)萬向聯(lián)軸器進(jìn)行靜力學(xué)強(qiáng)度分析,

4、找出叉頭與十字軸的應(yīng)力集中區(qū)和最大應(yīng)力值,找出了叉頭的最危險(xiǎn)部位,為叉頭的強(qiáng)度分析與結(jié)構(gòu)改進(jìn)設(shè)計(jì)提供依據(jù),也為疲勞分析提供必要基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。
　　3.根據(jù)測(cè)試的扭矩?cái)?shù)據(jù),使用疲勞分析軟件ANSYS/FE-SAFE結(jié)合ANSYS對(duì)萬向聯(lián)軸器的靜力學(xué)強(qiáng)度分析結(jié)果,估算出萬向聯(lián)軸器叉頭的疲勞壽命與其疲勞安全系數(shù)。
　　4.針對(duì)分析后叉頭的疲勞安全系數(shù)較低的位置,提出叉頭結(jié)構(gòu)的改進(jìn)方案,以提高叉頭的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度及其疲勞安全系數(shù),使叉頭最終疲