本文關(guān)鍵詞：特大型水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)及有限元分析

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【摘要】：隨著我國制造業(yè)的快速發(fā)展,日益發(fā)展的航空航天、軍工兵器、汽車、機(jī)車車輛、造船、化工、壓力容器、冶金、工程機(jī)械、金屬構(gòu)件等行業(yè)對卷板機(jī)的需求量日趨增大,對卷板精度要求越來越高,卷板機(jī)正在向大型化和智能化發(fā)展。大型卷板機(jī)因其受力大,不安全因素多,容易出現(xiàn)安全事故,為提高其可靠性和減少設(shè)備事故,通常根據(jù)設(shè)計(jì)經(jīng)驗(yàn)安全系數(shù)取的很高,這樣設(shè)備就存在笨重和浪費(fèi)等問題,造成設(shè)備的局部結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)富余很多,部分零件的加工難度增大,增加了加工制造成本和運(yùn)輸成本,造成資源浪費(fèi)。為了驗(yàn)證大型卷板機(jī)的可靠性和進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì),達(dá)到高的性價(jià)比,采用仿真分析軟件對卷板機(jī)的關(guān)鍵零件進(jìn)行有限元分析,采用模塊化設(shè)計(jì),這樣可以優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu),縮短研發(fā)周期,提高設(shè)備可靠性和使用性能,降低設(shè)備成本。特大型水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)的研制成功,結(jié)束我國特大型卷板機(jī)依靠進(jìn)口的歷史,為我國重型裝備制造提供了關(guān)鍵設(shè)備,提升了我國在世界上的影響力,增強(qiáng)了企業(yè)在同行業(yè)中的競爭優(yōu)勢和影響力,為企業(yè)增加了經(jīng)濟(jì)效益,此產(chǎn)品的研發(fā)成功具有很高的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。本文研究了特大型卷板機(jī)的成形機(jī)理,參數(shù)確定方法和特厚板成形工藝,對卷板機(jī)的各種機(jī)型特點(diǎn),工作輥運(yùn)動(dòng)方式,主傳動(dòng)形式進(jìn)行了分類比較,給出了各種形式卷板機(jī)彎曲板材的優(yōu)缺點(diǎn)和適用范圍,給卷板機(jī)設(shè)計(jì)者和使用者選型提供了可靠依據(jù)。其次,本文通過詳細(xì)的理論計(jì)算,給出了卷板機(jī)參數(shù)的確定方法以及關(guān)鍵部件的設(shè)計(jì)理論和方法。另外,對卷板機(jī)W11XNC-300X3200水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)的關(guān)鍵部件:工作輥,軸承體,機(jī)架和底座進(jìn)行了受力分析,三維模型建立和有限元分析,通過這些關(guān)鍵部件的有限元模擬分析,了解了卷板機(jī)工作輥的應(yīng)力分布情況,確定了工作輥?zhàn)畲髶献兾恢?指明了合理設(shè)計(jì)布置支承輥位置的方法,分析得出底座應(yīng)力集中部位,提出了底座優(yōu)化設(shè)計(jì)方案,根據(jù)有限元模擬分析結(jié)果對各關(guān)鍵部件設(shè)計(jì)中不合理的地方進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。
【關(guān)鍵詞】：水平下調(diào)式卷板機(jī) 卷板工藝 有限元分析 ANSYS 優(yōu)化設(shè)計(jì)
【學(xué)位授予單位】：西安建筑科技大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號】：TG305
【目錄】：

• 摘要3-5
• Abstract5-10
• 1 引言10-18
• 1.1 研究背景10
• 1.2 國內(nèi)外研究現(xiàn)狀及水平10-14
• 1.2.1 國內(nèi)外卷板設(shè)備的研究現(xiàn)狀10-13
• 1.2.2 國內(nèi)外卷板成形理論研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3 我國卷板機(jī)設(shè)計(jì)方法存在的主要問題以及產(chǎn)品差距14-15
• 1.4 我國卷板機(jī)發(fā)展趨勢15
• 1.5 本文主要研究內(nèi)容15-18
• 2 特厚板彎曲理論和成形工藝分析18-32
• 2.1 板材彎曲基礎(chǔ)理論概述18
• 2.2 彎曲變形特點(diǎn)18-20
• 2.3 影響板材彎曲成形質(zhì)量的主要因素20-21
• 2.4 卷板機(jī)分類21-27
• 2.4.1 卷板機(jī)的類型21-22
• 2.4.2 卷板機(jī)的型式22-27
• 2.5 卷板成形工藝27-31
• 2.5.1 卷板分類27
• 2.5.2 卷板過程27-30
• 2.5.3 錐體卷制30-31
• 2.6 本章小結(jié)31-32
• 3 特大型水平下調(diào)式卷板機(jī)關(guān)鍵部件分析及設(shè)計(jì)計(jì)算32-48
• 3.1 水平下調(diào)式卷板機(jī)結(jié)構(gòu)概述32
• 3.2 水平下調(diào)式卷板機(jī)優(yōu)點(diǎn)分析32-33
• 3.3 特大型水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)總體設(shè)計(jì)方案的確定33-35
• 3.3.1 特大型卷板機(jī)卷制工件要求33
• 3.3.2 特大型卷板機(jī)總體方案設(shè)計(jì)33-35
• 3.4 水平下調(diào)式卷板機(jī)設(shè)計(jì)計(jì)算35-43
• 3.4.1 對稱卷制時(shí)設(shè)計(jì)計(jì)算35-40
• 3.4.2 非對稱預(yù)彎時(shí)設(shè)計(jì)計(jì)算40-43
• 3.5 水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)傳動(dòng)設(shè)計(jì)43-44
• 3.6 上輥壓下油缸的選型設(shè)計(jì)44-45
• 3.7 上輥軸承體設(shè)計(jì)45-46
• 3.8 本章小結(jié)46-48
• 4 特大型水平下調(diào)式三輥卷板機(jī)關(guān)鍵部件受力分析48-58
• 4.1 上工作輥受力分析48-51
• 4.1.1 上輥強(qiáng)度計(jì)算48-49
• 4.1.2 上輥強(qiáng)度校核49-51
• 4.1.3 上輥剛度計(jì)算51
• 4.2 下工作輥受力分析51-53
• 4.2.1 下輥?zhàn)饔昧τ?jì)算52
• 4.2.2 支承輥?zhàn)饔昧τ?jì)算52-53
• 4.3 卷板機(jī)底座受力分析53-54
• 4.4 卷板機(jī)上輥軸承體受力分析54-56
• 4.5 卷板機(jī)機(jī)架受力分析56
• 4.6 本章小結(jié)56-58
• 5 關(guān)鍵部件三維模型建立及有限元分析58-72
• 5.1 三維有限元分析軟件58-59
• 5.1.1 ANSYS簡介58
• 5.1.2 ANSYS結(jié)構(gòu)分析步驟58-59
• 5.1.3 ANSYS有限元分析的基本假設(shè)59
• 5.2 底座有限元模擬及結(jié)果分析59-62
• 5.2.1 模型簡化59-60
• 5.2.2 約束及載荷60
• 5.2.3 模擬結(jié)果分析60-61
• 5.2.4 優(yōu)化設(shè)計(jì)61-62
• 5.3 上輥有限元模擬及結(jié)果分析62-64
• 5.3.1 上輥三維模型的建立62
• 5.3.2 上輥有限元模型的建立62
• 5.3.3 模擬參數(shù)設(shè)置62-63
• 5.3.4 上輥模擬結(jié)果分析63-64
• 5.4 下輥有限元模擬及結(jié)果分析64-66
• 5.4.1 下輥實(shí)體模型及有限元模型的建立64
• 5.4.2 材料屬性及載荷的施加64-65
• 5.4.3 下輥有限元模擬及結(jié)果分析65-66
• 5.5 左機(jī)架有限元分析及優(yōu)化設(shè)計(jì)66-68
• 5.5.1 左機(jī)架實(shí)體模型及有限元模型的建立66-67
• 5.5.2 左機(jī)架材料屬性及載荷的施加67
• 5.5.3 左機(jī)架有限元模擬及結(jié)果分析67
• 5.5.4 左機(jī)架優(yōu)化設(shè)計(jì)67-68
• 5.6 上輥軸承體有限元模擬及結(jié)果分析68-71
• 5.6.1 上輥軸承體實(shí)體模型及有限元模型的建立68-69
• 5.6.2 材料屬性及載荷的施加69-70
• 5.6.3 卷圓時(shí)上輥軸承體有限元模擬及結(jié)果分析70
• 5.6.4 預(yù)彎時(shí)上輥軸承體有限元模擬分析70-71
• 5.7 本章小結(jié)71-72
• 6 結(jié)論與展望72-74
• 6.1 結(jié)論72
• 6.2 展望72-74
• 致謝74-76
• 參考文獻(xiàn)76-82
• 附錄 碩士研究生學(xué)習(xí)階段發(fā)表的論文82

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：987107