發(fā)布時(shí)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(jī)優(yōu)化設(shè)計(jì)還需要進(jìn)一步的研究。實(shí)際軋制過(guò)程中,三輥Y型軋機(jī)存在異常振動(dòng)、冷卻效果低下、潤(rùn)滑油中滲水問(wèn)題,將文章的重點(diǎn)放在軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)扭振分析、冷卻液與軋輥表面對(duì)流熱換特性解析、軋機(jī)油水分離系統(tǒng)改進(jìn)。主要研究工作為:1.根據(jù)機(jī)械動(dòng)力學(xué)中相關(guān)扭振動(dòng)力學(xué)基礎(chǔ)理論,創(chuàng)建三輥Y型軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)扭轉(zhuǎn)振動(dòng)的動(dòng)力學(xué)模型;推導(dǎo)出扭振動(dòng)力學(xué)方程,并計(jì)算出系統(tǒng)中每個(gè)組件等效慣量和等效剛度;在MATLAB中求解三輥Y型軋機(jī)主傳動(dòng)系統(tǒng)的固有頻率以及每一階固有頻率所對(duì)應(yīng)主振型,分析數(shù)據(jù)能夠供設(shè)計(jì)人員進(jìn)行結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)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(jìn)行軋機(jī)扭振抑制的分析。2.利用FLOTRANCFD軟件進(jìn)行冷卻液與軋輥表面的流熱耦合分析,對(duì)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(jìn)行說(shuō)明;通過(guò)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(duì)冷卻液與軋輥表面進(jìn)行有限元仿真分析,得到不同因素對(duì)于冷卻液與軋輥表面對(duì)流熱換系數(shù)的影響;通過(guò)正交試驗(yàn)對(duì)所有影響因素進(jìn)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(jī)牌坊分布結(jié)構(gòu)、軋機(jī)密封結(jié)構(gòu)以及潤(rùn)滑油含水率監(jiān)測(cè)三個(gè)方面進(jìn)行軋機(jī)油水分離系統(tǒng)的改進(jìn)。保證將冷卻液與潤(rùn)滑油有效分離開(kāi)來(lái),并且冷卻液和潤(rùn)滑油能夠通過(guò)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(zhǎng)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(shí)際軋制過(guò)程中的異常振動(dòng)、冷卻效率低下、潤(rùn)滑油與冷卻液混合等問(wèn)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(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG333

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本文編號(hào)：2258817