鎳作為一種性能好、功能多的金屬材料,與人類生活息息相關(guān),廣泛應(yīng)用于各行各業(yè)。當(dāng)今世界對(duì)于鎳的生產(chǎn)依然以傳統(tǒng)電解精煉為主,依靠電流通過導(dǎo)電棒由吊耳流向種板。但是,工作過程中導(dǎo)電棒容易發(fā)生彎曲變形。變形過大的導(dǎo)電棒會(huì)影響電鎳的生產(chǎn)質(zhì)量和生產(chǎn)效率,甚至引起安全事故。鎳電解行業(yè)每年都會(huì)有大量導(dǎo)電棒因?yàn)閺澢冃螄?yán)重而成為廢品,直接增加了金屬鎳的生產(chǎn)成本,也浪費(fèi)了社會(huì)資源。因此,應(yīng)當(dāng)及時(shí)對(duì)彎曲的導(dǎo)電棒進(jìn)行矯直。目前國(guó)內(nèi)部分鎳電解企業(yè)還缺乏針對(duì)導(dǎo)電棒的專用矯直設(shè)備,更沒有對(duì)導(dǎo)電棒矯直問題進(jìn)行系統(tǒng)研究。本課題以國(guó)內(nèi)某大型鎳冶煉廠中電鎳導(dǎo)電棒易發(fā)生彎曲變形為研究背景,通過設(shè)計(jì)研發(fā)專用的斜輥轉(zhuǎn)轂矯直機(jī)解決該問題。該型導(dǎo)電棒為尺寸Φ36×3×1350mm3的紫銅圓管。本文綜合運(yùn)用金屬?gòu)椝苄詮澢碚摵拖嚓P(guān)矯直理論進(jìn)行理論研究,分析變形下應(yīng)力應(yīng)變的關(guān)系和矯直過程中曲率變化,得到理想金屬材料和強(qiáng)化金屬材料圓管的彎矩比計(jì)算公式、矯直力作用模型,計(jì)算了輥腰直徑、輥距等主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和壓下量、矯直速度等關(guān)鍵工藝參數(shù),著重探討了輥型曲線,并設(shè)計(jì)了MATLAB可視化軟件。在上述研究的基礎(chǔ)上,運(yùn)用DEFORM-3D有限元模擬仿真分析軟件對(duì)矯直過程進(jìn)行數(shù)值模擬分析,主要觀察穩(wěn)定矯直階段導(dǎo)電棒等效應(yīng)力大小及分布情況和矯直后導(dǎo)電棒直線度。采用單一變量法分別研究輥腰直徑和輥?zhàn)有苯菍?duì)矯直效果的影響,并進(jìn)行四因素(輥距、壓彎量、拉料速度、轉(zhuǎn)轂轉(zhuǎn)速)三水平的正交試驗(yàn),通過直觀分析得到較優(yōu)的參數(shù)組合。根據(jù)理論研究設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)樣機(jī),實(shí)際測(cè)量了100根電鎳導(dǎo)電棒經(jīng)其矯直前后的弦長(zhǎng)和撓度,結(jié)合圖表對(duì)比矯直前后的彎曲曲率和直線度,并分析了實(shí)驗(yàn)結(jié)果和仿真結(jié)果產(chǎn)生偏差的原因。結(jié)果表明,該矯直機(jī)設(shè)計(jì)合理,性能穩(wěn)定,滿足企業(yè)生產(chǎn)需求。
【學(xué)位授予單位】：昆明理工大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TG333.23