本文關鍵詞：回轉(zhuǎn)支承滾道無軟帶感應加熱數(shù)值模擬及淬火研究

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【摘要】：回轉(zhuǎn)支承是某些工程機械回轉(zhuǎn)機構的重要組成部分,對其滾道淬火質(zhì)量有很高的要求,一般要求其表面有較高的硬度和耐磨性,而滾道內(nèi)部的材料仍保持原來的韌性組織。由于中頻感應淬火具有加熱速度快,效率高,無污染而被廣泛應用于回轉(zhuǎn)支承的表面感應淬火中。傳統(tǒng)的滾道表面中頻感應淬火機構雖然種類繁多,優(yōu)點也各不相同,但始終無法解決感應淬火軟帶問題。本文在總結傳統(tǒng)滾道表面淬火的基礎上,設計了一種無軟帶淬火機構,不但提高了淬火效率,而且消除了淬火軟帶。 本文主要介紹了回轉(zhuǎn)支承的結構特點,對現(xiàn)有的回轉(zhuǎn)支承感應淬火設備及感應器進行分析,給出了它們的工作特點、適用類型及其主要優(yōu)缺點等。在老式感應淬火機床的基礎上設計出了無軟帶淬火機床的機構簡圖,介紹了無軟帶淬火機床的一般工作原理及其優(yōu)缺點,并對無軟帶淬火機床的感應器裝置和工作平臺運動參數(shù)進行分析,得到了感應器裝置和工作平臺移動的數(shù)學表達公式。以公司的某一型號的回轉(zhuǎn)支承為原型,建立了回轉(zhuǎn)支承滾道表面感應加熱的數(shù)學模型和物理模型,給出了電磁-熱耦合場的初始條件和邊界條件。通過有限元分析ANSYS軟件對中頻感應加熱淬火進行模擬,分別分析了在三個不同等級的電流的情況下,回轉(zhuǎn)支承內(nèi)部的溫度場分布,并獲得了具體的加熱時間,然后根據(jù)加熱時間最終確定無軟帶淬火機構的工藝參數(shù)等。
【關鍵詞】：回轉(zhuǎn)支承 ANSYS 軟帶 感應加熱 數(shù)值模擬
【學位授予單位】：合肥工業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TG156.3;TG155.3
【目錄】：

• 致謝7-8
• 摘要8-9
• ABSTRACT9-16
• 第一章 緒論16-26
• 1.1 課題研究的背景和意義16-17
• 1.2 感應加熱的原理及其特點17-22
• 1.2.1 感應加熱熱處理原理17-18
• 1.2.2 感應加熱的分類18
• 1.2.3 集膚效應及透入深度18-20
• 1.2.4 鄰近效應20
• 1.2.5 圓環(huán)效應20-21
• 1.2.6 感應加熱方法的優(yōu)點和應用范圍21-22
• 1.3 感應加熱設備及數(shù)值模擬的發(fā)展概況22-25
• 1.3.1 回轉(zhuǎn)支承滾道感應加熱設備研究概況22-23
• 1.3.2 電磁感應加熱數(shù)值模擬研究概況23-25
• 1.4 課題主要的研究內(nèi)容和方法25-26
• 第二章 回轉(zhuǎn)支承滾道表面無軟帶感應加熱淬火機構的設計26-41
• 2.1 回轉(zhuǎn)支承感應加熱淬火技術概況26-33
• 2.1.1 回轉(zhuǎn)支承的機構26-27
• 2.1.2 回轉(zhuǎn)支承的滾道表面淬火及軟帶要求27-28
• 2.1.3 回轉(zhuǎn)支承的感應淬火機構28-33
• 2.2 回轉(zhuǎn)支承滾道無軟帶淬火裝置方案的設計33-34
• 2.2.1 感應加熱淬火設計思路33
• 2.2.2 無軟帶感應加熱淬火機構的簡圖33-34
• 2.3 滾道無軟帶淬火機床的結構總設計34-40
• 2.3.1 老式淬火機床的改造34-35
• 2.3.2 回轉(zhuǎn)支承無軟帶淬火機床的結構設計35-38
• 2.3.3 滾道無軟帶感應淬火機構的運動控制軌跡38-40
• 2.3.4 回轉(zhuǎn)支承滾道無軟帶感應淬火機床的優(yōu)缺點40
• 2.4 本章小結40-41
• 第三章 感應加熱電磁場與溫度場的有限元數(shù)值模擬41-50
• 3.1 感應加熱電磁場有限元分析41-45
• 3.1.1 電磁場的基本理論41-43
• 3.1.2 渦流場的有限元分析43-45
• 3.2 感應加熱溫度場有限元分析45-48
• 3.2.1 熱分析的基本知識45-47
• 3.2.2 感應加熱溫度場邊界條件和初始條件47-48
• 3.3 ANSYS中電磁熱耦合分析場簡介48-49
• 3.3.1 ANSYS耦合場分析的定義48
• 3.3.2 ANSYS耦合場分析的類型48-49
• 3.3.3 ANSYS耦合場分析類型的選擇49
• 3.4 本章小結49-50
• 第四章 基于ANSYS的回轉(zhuǎn)支承滾道感應加熱模型50-62
• 4.1 ANSYS軟件簡介50-51
• 4.2 感應淬火的問題描述與假設51-54
• 4.2.1 運動機構的簡化51-52
• 4.2.2 工件移動的影響及處理52
• 4.2.3 分析模型的簡化52-54
• 4.3 計算模型的建立54-60
• 4.3.1 模型的建立54
• 4.3.2 材料特性54-57
• 4.3.3 單元類型的選擇57-58
• 4.3.4 網(wǎng)格劃分58-59
• 4.3.5 邊界條件和施加載荷59-60
• 4.4 求解60-61
• 4.5 本章小結61-62
• 第五章 模擬結果的處理分析與加工參數(shù)的確定62-77
• 5.1 ANSYS模擬實驗電流密度的選擇62
• 5.2 不同電流密度實驗結果對比分析62-72
• 5.3 工藝參數(shù)的確定72-76
• 5.3.1 滾道表面感應淬火電流密度的確定72-73
• 5.3.2 感應器相對于滾道圓心切向速度的確定73-75
• 5.3.3 感應器相對于半圓形滾道的移動軌跡的確定75-76
• 5.4 本章小結76-77
• 第六章 總結與展望77-79
• 6.1 全文總結77
• 6.2 展望77-79
• 參考文獻79-82
• 攻讀碩士學位期間的學術活動及成果情況82

【參考文獻】

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本文編號：793093