手機直線：
咨詢熱線：0571-56211150
本文的研究對象拉矯機為鉗式框架結構，主要由機架、鉗桿、壓下臂、液壓缸、上下輥裝配、電機、減速機、隔熱水套和冷卻水系統組成，如圖所示。拉坯機的上、下輥均為傳動輥，矯直機只有上輥傳動。壓下裝置的各個動作由液壓缸來完成。
拉矯機的強度直接決定其工作安全性，進而影響鑄坯的尺寸精度和質量。因此，對拉矯機進行強度有限元分析具有重要的實際意義。拉矯機的設計中，為了克服拉坯阻力和裝引錠桿時拉輥的受力，必須在輥子上施加一定的正壓力。經過計算可知，裝引錠桿時的正壓力最大，于是只分析裝引錠桿時的情況。裝引錠桿時，引錠桿向上運行，摩擦阻力向下，下滑力向下，則裝引錠桿拉輥的受力。由于有兩對拉輥，對一對拉輥的上輥，拉輥的受力，輥子上正壓力，從結構上看，液壓缸的壓下力與拉輥的壓下力之間有杠桿關系，則液壓缸的壓下力。
建立拉矯機幾何體，將減速機和電機壓縮，以簡化模型。 零件(除輥子外)材料選用普碳鋼，輥子材料選用合金鋼。將機架底部六塊面板的下表面選擇為固定幾何體。對上下輥各施加壓力161390.75 N，摩擦力6455.63 N、轉矩1129.74 N.m；對液壓缸活塞施加壓力105421.51 N；對液壓缸底部施加壓力105421.51 N，忽略周向力(相互抵消)。對上下輥軸端減速機位置各施加壓力3000 N(由于減速機已經壓縮)。由圖可以看出，受力比較大的兩個區域是被活塞桿壓下的鉗桿上部的面板，還有鉗桿和機架鉸接處的銷軸孔邊緣及銷軸。最大等效應力出現在后者區域，約210.3MPa。材料是Q235，屈服強度235 MPa，選取安全系數n=1.5，則許用應力n=235/1.5 =156.7 MPa。顯然，許用應力小于計算得到的最大等效應力，有安全隱患。所以必須進行改進，考慮到銷軸孔邊緣的應力集中，于是對銷軸孔邊緣倒圓角。為了增加銷軸的強度，將銷軸材料換為合金鋼。被活塞桿壓下的鉗桿上部的面板也存在安全隱患，在其下方增加了一個支撐板，同時保證其剛度要求，如圖所示。再次計算后，最大等效應力明顯降低，接近148 MPa。最大等效應力小于許用應力。因此改進后的設計是安全的，拉矯機的強度滿足工作要求。
由于拉矯機長時間處于高溫輻射狀態下工作，所以對拉矯機各部分設備要進行有效冷卻和保護，防止設備構件產生高溫蠕變、拉坯阻力增加等問題。對拉矯機冷卻水系統進行流動和熱交換分析，有助于改進水路結構，從而延長拉矯機使用壽命。
本項目拉矯機的冷卻水系統包括:軸承座及上下輥通水內冷；壓下臂、鉗桿通水內冷；減速機通水內冷；將紅熱鑄坯罩住的隔熱水套通水內冷；機架通水內冷。水冷機架還起到分水箱的作用，所有水冷卻部件的進出水管都與機架連接，機架上只有一個進水管和出水管，便于拉矯機整體快速更換，提高連鑄作業率。
模擬類型設為允許熱傳導，包括固體與固體之間，固體與流體之間。流體設置為水，固體材料選為普碳鋼。設置進水口的流量3.6 kg/s和出水口的壓力601325 Pa。要保證水流的暢通，不允許出現死水和關鍵水路的流量過小。因為上述兩者都不能及時帶走熱量，致使水溫升高，影響冷卻效果。
專業從事機械產品設計│有限元分析│強度分析│結構優化│技術服務與解決方案
杭州那泰科技有限公司
本文出自杭州那泰科技有限公司www.zhaojia007.cn，轉載請注明出處和相關鏈接！