短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)拉桿系分析

張榮濱 李圖學(xué)

[摘要]以棒線(xiàn)材短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)拉桿系作為研究對(duì)象，對(duì)其進(jìn)行受力分析，進(jìn)而指導(dǎo)短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)系列化設(shè)計(jì)。

[關(guān)鍵詞]短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)；拉桿；公式計(jì)算；有限元分析

[DOI]1013939/jcnkizgsc201537047

1引言

短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)是棒、線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)上的核心設(shè)備。20世紀(jì)40年代，在瑞典研制出了第一代短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)，它取消了牌坊，用拉緊絲桿將兩個(gè)軸承座連在一起，懸掛在三腳架上[1]。軋機(jī)工作機(jī)座中受力零件的長(zhǎng)度之和，就是該軋機(jī)的應(yīng)力跡線(xiàn)的長(zhǎng)度[2]，短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)應(yīng)力回線(xiàn)比普通軋機(jī)明顯縮短。隨著該機(jī)型技術(shù)的不斷改進(jìn)和完善，到21世紀(jì)初已經(jīng)成為棒線(xiàn)材生產(chǎn)線(xiàn)的軋機(jī)主流機(jī)型。雖然在外形及內(nèi)部結(jié)構(gòu)略有不同，但其功能和原理基本是相同的[3]。如圖1所示，在軋制過(guò)程中，盡量減少受力零件，縮短應(yīng)力回線(xiàn)。在軋制過(guò)程中，軋輥所受的軋制力通過(guò)軸承座傳遞給承壓套并作用于調(diào)整螺母和拉桿的連接螺紋上[4]。因此，拉桿系的強(qiáng)度和剛度尤為重要。本文重點(diǎn)針對(duì)一種短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)拉桿系進(jìn)行受力分析，為今后的優(yōu)化設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)及依據(jù)。

圖1短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)應(yīng)力回線(xiàn)

2拉桿系分析計(jì)算

21理論公式計(jì)算

211計(jì)算條件

拉桿、螺母等效應(yīng)力分布云圖如圖8、9所示。螺紋旋合部分的最大等效應(yīng)力為157.598MPa，螺母的最大等效應(yīng)力為142.965MPa，發(fā)生在螺紋旋合部分的第一圈處。

3結(jié)論

本文采用3D模型能準(zhǔn)確地描述短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)拉桿螺紋副的彈性接觸狀況，對(duì)變形的計(jì)算結(jié)果較準(zhǔn)確。對(duì)于拉桿螺紋副的強(qiáng)度校核，以公式為主，有限元計(jì)算結(jié)果為輔。利用有限元分析結(jié)果反映的應(yīng)力變化趨勢(shì)，可對(duì)螺母及拉桿的結(jié)構(gòu)進(jìn)行優(yōu)化調(diào)整，進(jìn)而指導(dǎo)短應(yīng)力線(xiàn)軋機(jī)設(shè)計(jì)。

參考文獻(xiàn)：

[1]周建男軋鋼機(jī)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2009

[2]鄒家祥軋鋼機(jī)械[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2004

[3]王廷斌，杜玉寶，等Φ550緊湊式軋機(jī)拉桿強(qiáng)度分析及結(jié)構(gòu)改造[J].冶金設(shè)備，2004（6）.