發(fā)布時間：2018-10-09 09:18

【摘要】：當(dāng)前最具發(fā)展?jié)摿Φ墓こ滩牧鲜擎V合金,而鎂合金材料的塑性加工技術(shù)中綜合性能較好的為軋制工藝,但是鎂合金棒材軋機優(yōu)化設(shè)計還需要進一步的研究。實際軋制過程中,三輥Y型軋機存在異常振動、冷卻效果低下、潤滑油中滲水問題,將文章的重點放在軋機主傳動系統(tǒng)扭振分析、冷卻液與軋輥表面對流熱換特性解析、軋機油水分離系統(tǒng)改進。主要研究工作為:1.根據(jù)機械動力學(xué)中相關(guān)扭振動力學(xué)基礎(chǔ)理論,創(chuàng)建三輥Y型軋機主傳動系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動的動力學(xué)模型;推導(dǎo)出扭振動力學(xué)方程,并計算出系統(tǒng)中每個組件等效慣量和等效剛度;在MATLAB中求解三輥Y型軋機主傳動系統(tǒng)的固有頻率以及每一階固有頻率所對應(yīng)主振型,分析數(shù)據(jù)能夠供設(shè)計人員進行結(jié)構(gòu)設(shè)計以及扭振抑制;最后,分別從固有頻率提高、振源削弱兩方面進行軋機扭振抑制的分析。2.利用FLOTRANCFD軟件進行冷卻液與軋輥表面的流熱耦合分析,對流熱耦合分析中所涉及有限元理論、噴嘴射流特性、邊界條件設(shè)置進行說明;通過設(shè)定不同的冷卻液初始溫度、噴嘴與軋輥表面的間距、冷卻液的初始噴射速度、噴射角度以及自身粘度等參數(shù)對冷卻液與軋輥表面進行有限元仿真分析,得到不同因素對于冷卻液與軋輥表面對流熱換系數(shù)的影響;通過正交試驗對所有影響因素進行排序,根據(jù)所得結(jié)果提高軋輥表面的冷卻效率。3.分別從軋機牌坊分布結(jié)構(gòu)、軋機密封結(jié)構(gòu)以及潤滑油含水率監(jiān)測三個方面進行軋機油水分離系統(tǒng)的改進。保證將冷卻液與潤滑油有效分離開來,并且冷卻液和潤滑油能夠通過各自的循環(huán)系統(tǒng)重復(fù)使用,不僅改善了生產(chǎn)環(huán)境,還延長了軸承使用壽命,提高了軋制質(zhì)量。將研究結(jié)果應(yīng)用于鎂合金棒材連軋工藝中,能夠有效地避免實際軋制過程中的異常振動、冷卻效率低下、潤滑油與冷卻液混合等問題,具有較高的工程指導(dǎo)意義。
[Abstract]:At present, magnesium alloy is the most promising engineering material, and the best comprehensive properties of magnesium alloy is rolling process. However, the optimization design of magnesium alloy bar mill needs further research. In the actual rolling process, there are abnormal vibration, low cooling effect and water seepage in lubricating oil in three-high Y type mill. The paper focuses on the torsional vibration analysis of the main transmission system of the mill and the analysis of convection heat transfer characteristics between the coolant and the surface of the roll. Improvement of oil and water separation system for rolling mill. The main research work is: 1. Based on the basic theory of torsional vibration dynamics in mechanical dynamics, the dynamic model of torsional vibration of main drive system of three-high Y mill is established, the dynamic equation of torsional vibration is derived, and the equivalent inertia and stiffness of each component in the system are calculated. In MATLAB, the natural frequency of the main drive system of the three-high Y type mill and the main mode corresponding to the natural frequency of each order are solved. The analysis data can be used for the structural design and torsional vibration suppression of the designer. Finally, the natural frequency is increased respectively. Analysis of torsional vibration suppression of rolling mill from two aspects of weakening vibration source. The fluid-heat coupling analysis between coolant and roll surface is carried out by using FLOTRANCFD software. The finite element theory, nozzle jet characteristics and boundary condition setting are described in the convection-heat coupling analysis, and the initial temperature of the coolant is set. The distance between the nozzle and the surface of the roll, the initial injection velocity of the coolant, the injection angle and the viscosity of the coolant were simulated by finite element method. The influence of different factors on the convection heat transfer coefficient between the coolant and the roll surface was obtained, and the cooling efficiency of the roll surface was improved by orthogonal test. The oil and water separation system of rolling mill was improved from three aspects: distribution structure of mill arch, seal structure of rolling mill and monitoring of water content of lubricating oil. It is ensured that the coolant and lubricating oil can be separated effectively, and that the coolant and lubricating oil can be reused through their respective circulation system, which not only improves the production environment, but also prolongs the bearing service life and improves the rolling quality. The application of the research results to the continuous rolling process of magnesium alloy bars can effectively avoid the abnormal vibration in the actual rolling process, the cooling efficiency is low, the lubricating oil and the coolant are mixed, and so on, which has higher engineering guiding significance.
【學(xué)位授予單位】：西南交通大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG333

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本文編號：2258817