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5500mm宽厚板轧机机架的优化设计

姚兴磊  
【摘要】:5500mm宽厚板轧机采用双机架四辊式可逆轧机,粗轧机后设置立辊轧机,因其机架、轧辊、吊车以及使用原料等都是目前轧机中最大的,故有“轧机之王”之称。机架是轧机的主要承载部件之一,其力学性能直接影响带钢产品的质量、轧制控制系统的精度和轧机的使用寿命,本文以提高轧机机架的强度和刚度,充分发挥材料的性能为目的。在对轧机机架的研究现状进行深入分析的基础上,对5500mm宽厚板轧机机架进行了有限元分析和优化设计,为轧机机架的设计、改造和维护等提供一定的参考资料和理论依据。本文研究的主要内容如下: 用解析法对5500mm轧机机架的简化模型进行强度和刚度校核。 在绘图软件Solidworks中建立5500mm轧机机架三维模型,以有限元分析软件ANSYS作为分析工具,对轧机机架进行有限元模拟,以最大轧制力进行加载,找出机架应力和变形的分布规律及危险点的位置,同时对机架的强度和刚度进行校核。 其次,对5500mm轧机机架简化模型,运用有限元理论和APDL参数化设计技术,在有限元分析软件ANSYS中对简化后的机架模型进行参数化建模,以ANSYS中计算出的机架纵向最大位移为约束条件,对轧机机架的主要结构参数进行优化设计,通过优化计算,确定机架的主要几何尺寸值。 最后,在以上有限元模型的基础上,运用有限元分析软件ANSYS对5500mm轧机机架进行模态分析,求出优化前后机架前20阶固有频率和主振型,比较优化前后机架固有频率的变化,找出对轧制精度影响比较大的固有频率和振型,并对各阶振型加以描述。 本文的分析结果对于了解轧机机架的工作状态具有一定的现实意义。


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