基于空间啮合理论的环件轧制轧型设计

分析了环件轧制变形的啮合运动性质,基于空间啮合理论建立了环件轧制孔型的一般设计方法,并进行了实例设计计算。本文解决了复杂形状环件轧制孔型设计理论问题,对于环件轧制技术的应用和发展具有实际意义。     

环件径轴向轧制过程锥辊旋转运动学分析

稳定轧制是环件径轴向轧制过程保证产品质量的重要条件之一.文中基于几何关系和运动学原理,对环件径轴向轧制过程中锥辊与环件接触区旋转运动进行了研究,结果表明:轴向锥辊在与环件接触面处的旋转线速度尽量保持一致非常关键,轧制过程中应尽可能地保证锥辊锥顶点位于环件的圆心处.锥辊转速大于环件转速时,应增大径向孔型中的轧制力矩,使环件重新稳定;锥辊转速小于环件转速时,会导致轧制无法正常进行,出现环件位置严重偏移或卡环等现象.     

环件轧制技术现状和发展

从实验和理论两方面概述了近年来国内外有关环件轧制技术的研究工作和该技术的发展趋势。并综述了环件轧制技术、设备的国内外现状。     

环件辗轧过程建模

在论述环件轧制过程与特征的基础上,对热态矩形截面环轧制的数学模型作了初步探讨,分析了液压伺服控制系统与环件轧制的关系。所建立的轧制模型可用于环轧控制系统的设计与轧制规程的优化,对环件轧制预测和实际生产有重要的指导意义。     

薄壁环件轧制技术的发展

介绍了近几年来国内外有关薄壁环件加工的主要方法,包括传统的机械加工、振动切削加工和高速切削加工等方法。结合厚壁环件轧制的应用及研究状况,进一步指出基于厚壁环件轧制的方法来研究薄壁环件轧制将是一种新的发展方向。     

环件轧制原理和设计方法

分析了环件轧制变形特点，提出了环件轧制咬入、锻透和弯曲力学模型，建立了环件轧制咬入条件、锻透条件和刚度条件，阐明了环件轧制原理。基于环件轧制原理，建立了环件轧制技术设计方法，导出了轧制用毛坯。孔型和轧制进给参数设计计算公式。根据环件轧制试验结果，对其咬入条件和锻透条件进行了验证。     

径/轴双向轧制过程中环件的运动学分析

为了提高环件双向轧制过程中运动学方程的精度和计算效率,根据轧制曲线建立了矩形截面环件径／轴双向轧制过程中径向与轴向进给量之间的关系。应用体积不可压缩原理,建立了径／轴双向轧制过程的运动学方程,并进行了相应的轧制实验以验证所建立方程的准确性。实验数据与计算结果十分吻合,表明所建立的运动学方程能够客观地描述径／轴双向轧制过程中的环件运动规律。     

内台阶锥形环件轧制三维有限元模拟和工艺优化设计

以Abaqus三维有限元模拟软件为平台，对内台阶锥形环件的轧制过程进行了数值模拟，通过模拟计算揭示了内台阶锥形环件轧制缺陷的形成机理。根据轧制难度分析和有限元模拟结果，对轧制毛坯尺寸和轧制孔型进行了优化。采用铅环件试样在D51—160轧环机上进行了内台阶锥形环件的轧制试验，轧制了合格的内台阶锥形环件。模拟和试验结果表明，轧制毛坯尺寸和轧制孔型优化方案是合理的，基于变形模拟的轧环工艺优化方法是有效的。     

基于空间啮合理论的环件轧制孔型设计

分析了环件轧制变形的啮合运动性质,基于空间啮合理论建立了环件轧制孔型的一般设计方法,并进行了实例设计计算。本文解决了复杂形状环件轧制孔型设计理论问题,对于环件轧制技术的应用和发展具有实际意义。     

精密冷轧环机工艺动力学模型

采用交流伺服电机和机械驱动进给系统的冷轧环机,其进给伺服控制系统的设计需要一个新的工艺动力学模型。给出了交流永磁同步伺服电机的数学模型,建立了机械传动机构的等效动力学模型,分析了环件冷辗扩的运动学和变形力学条件,得到了整个进给系统的工艺动力学模型。模型表达了伺服电动机电流、转矩、转速与轧制载荷、芯辊进给速度和位置,以及环件几何尺寸之间的动态关系,各变量之间存在非线性和耦合。模型已用于冷轧环工艺控制器的设计。     

环轧设定模型的自适应与自学习

在对环件轧制过程控制水平的论述与分析基础上,提出环件轧制过程的自适应与自学习控制结构,并针对过程控制中难以精确预报的轧制力与轧制力矩等重要参数,提出自适应与自调整算法并对一实际轧制过程验证所给模型与算法的正确性与可行性。     

带密封圈的轧钢机轧辊轴承

轧钢机轧辊轴承采用带密封圈的四列圆锥滚子轴承，介绍密封圈的安装部位和结构形式。带密封圈的四列圈锥滚子轴承具有使用寿命长，润滑油消耗少，维护间隔时间长，密封效果好等优点。     

轴承套圈冷辗扩加工技术

冷辗扩是一种适用于旋转体的先进加工工艺,详细地探讨了冷辗扩加工的关键问题及发展方向。     

环件冷辗扩弹塑性动力显式有限元分析

开发了冷辗扩弹塑性专用有限元分析程序RingForm,设计了中心差分求解动力显式有限元方程的算法。程序利用前后时间步屈服函数的值判断应变状态，采用径向返回法更新应力以减小弹塑性本构关系造成的累积误差。模拟了矩形截面环件的冷辗扩过程，与实验结果和有限元软件ABAQUS的模拟结果进行比较，
证明了RingForm程序的精确性和稳定性。RingForm程序可以准确地分析开式冷辗扩过程并预测环件的宽展和端面平整度等参数。     

D51KY-160E立式数控辗环机控制系统设计

基于D51Y-160E型液压手动辗环机,设计了D51KY-160E立式数控辗环机,主要介绍了立式数控辗环机控制系统硬、软件构成,重点分析PLC的I/O口分配及程序编写。根据大批量产品试验表明,该设备自动控制系统满足了生产需要,提高了产品加工精度和加工效率。     

热轧环过程尺寸公差控制方法

热轧环过程中,环件几何尺寸是否满足公差设计要求是生产出合格环件产品的前提条件。研究热轧环件毛坯质量误差与成形环件几何尺寸公差之间的相互关系和影响规律,提出一种环件尺寸公差控制计算方法,并建立相应的数学模型:即以毛坯质量误差和内外径尺寸公差为约束条件,以成形环件的壁厚为控制目标参数,从而轧制出尺寸满足公差要求的环件产品。运用该方法,选用三组不同质量环件毛坯,在武汉理工大学开发的HRM160型数控立式热轧环机上进行热轧环试验。结果表明数学模型计算值、试验所得环件的几何尺寸值以及环件产品的设计尺寸值比较接近,且均在产品设计尺寸公差范围内。研究结论对于优质热轧环件的生产具有实际指导意义。     

环件热辗扩温度场和应变场分布的研究

基于DEFORM3D平台,建立了环件辗扩三维刚-塑性热力耦合有限元模型,模拟分析了热辗扩过程中温度场和应变场的分布特征及其对成形的影响规律。结果表明：随着辗扩过程的进行,环坯等效应变呈阶梯状上升,温度呈波浪式变化;环坯外圈等效应变最大,中层最小;变形初始外圈温度变化最大,随着辗扩过程的进行,中层温度逐渐上升,内圈始终最小;随着初始辗扩温度的升高,辗扩力明显下降,但变化趋势保持一致。