轧机压下螺母承载特性的有限元计算和分析

压下螺纹副是高负荷中厚板轧机大行程辊缝调节所必需的组成装置之一,其中重量大、造价高且刚度较小的的压下螺母,由于承受大冲击载荷而成为易损零件。基于ANSYS有限元计算平台,建立了轧机压下螺纹副的1/2三维实体模型;对承受轴向载荷的压下螺纹副进行三维有限元数值计算,得到并分析了轧机压下螺母的轴向载荷分布特性。并分别计算得出了轧机压下螺母的牙厚比、基体厚度、螺牙承载面倾斜角及摩擦系数对压下螺母螺牙根部的等效应力分布的影响。为轧机压下螺纹副的优化设计,提高压下螺母的使用寿命提供了参考依据。     

基于热-结构耦合的轧机压下螺纹副强度分析

基于Ansys有限元软件建立了轧机压下螺纹副的三维模型,计算了常温下压下螺纹副结构的承载特性,通过提取出每扣螺牙等效应力的最大值,验证了轧机压下螺纹副螺牙根部的等效应力分布呈U形的规律。利用间接耦合法分别计算了60℃、100℃温度下热-结构耦合的螺纹副承载特性,对比了不同温度下压下螺纹副螺牙根部的等效应力及螺牙面的接触压力。结果表明,接触压力及等效应力的最大值均发生在第1扣螺牙;当温度为100℃时,压下螺母等效应力的最大值接近于螺母材料的屈服极限。     

轧机压下螺纹副承载特性测试研究

依据相似准则，制作3500mm中厚板轧机电动压下传动螺纹副1／3的测试模型，采用电测法获取悬臂螺牙弯曲应变值，模拟实际轧制力和过平衡力作用下螺纹副螺牙各层载荷大小及分布。螺纹副测试结果和边界元、有限元法数值计算结果相比，螺牙层载荷大小和分布规律基本吻合，证明电测法可行、直观且可靠。通过测定数据，证实了轻重两种载荷工况的不同承载特性，还发现螺母与丝杆轴线错移或倾斜的微尺度行为对载荷大小及分布影响极大的重要现象，为提高压下传动螺纹副寿命及可靠性提供了重要思路。     

轧机压下铜螺母的堆焊修复工艺研究

1．概述 轧机压下铜螺母是轧机的主要工件,材质一般为铜合金,起调节轧板厚度的作用。它与压下螺钉、压下减速箱、液压AGC等共同组成轧机的压下系统;如果铜螺母产生间隙会造成颤动,在使用到一定周期后,     

轧机压下系统螺纹副面力场的有限元分析

为了改善型钢轧机压下系统中螺纹副的应力分布,提出在螺母上下表面车制环形槽的方法,并结合大型有限元软件Marc强大的非线性功能,建立了螺纹副改造前后的有限元模型.计算结果表明:螺母改造后螺纹副内的应力场分布更趋向于均匀,且降低了应力峰值,提高了压下系统的承载能力.研究成果对提高螺纹副的承载能力和材料的利用率有一定的指导意义.     

大H型钢BD轧机压下系统机械磨损原因分析

大H型钢厂自投产至今,BD压下装置操作侧铜螺母和止推铜垫已出现多次工作面磨损严重的情况,虽未造成严重的生产设备事故,但严重影响设备的使用寿命,增加了生产备件采购费用。因此,通过对铜螺母和止推铜垫磨损现象、磨损机理、丝杠和铜螺母螺旋副及止推铜垫进行受力情况,从实际磨损现象、丝杠与铜螺母螺旋副耐磨条件、压下两侧平衡缸工作压力的计算及其他因素,分析压下铜螺母和止推铜垫磨损的原因,确定操作侧平衡液压缸工作压力过大是铜螺母及止推铜垫磨损的主要原因,并给出了参考调整数值,效果显著。     

基于有限元方法的传动螺纹螺牙轴向载荷分布规律分析

采用有限元方法,通过改变螺旋副的受力方式、螺母结构、螺杆螺母弹性模量比及螺纹设计参数建模不同的螺旋副,求得不同模型下螺牙轴向载荷对螺旋副总轴向载荷的百分比.在大量模型分析及对计算结果后处理工作的基础上,总结了螺母结构及螺纹设计参数对传动螺纹螺牙轴向载荷分布的影响规律,为螺旋副的结构优化和摩擦学优化设计提供依据.     

行星滚柱丝杠副螺旋曲面啮合机理研究

行星滚柱丝杠副是一种通过多个滚柱与丝杠及螺母之间螺旋曲面啮合传递动力与运动的传动机构。基于多头螺纹结构特点,建立了丝杠、滚柱和螺母螺纹的曲面方程。利用啮合曲面的连续相切接触条件,通过引入丝杠、滚柱或螺母螺旋曲面沿轴线移动的矢量,提出一种行星滚柱丝杠副啮合点位置与轴向侧隙的计算方法。在此基础上,推导得出丝杠和滚柱与螺母和滚柱之间的啮合方程以及轴向侧隙公式,将该啮合方程与现有计算方法进行比较验证其正确性,并进一步分析了当丝杠、滚柱和螺母牙型角相同时行星滚柱丝杠副的啮合点位置、轴向侧隙以及啮合螺旋曲面之间的轴向间隙分布。结果表明:丝杠和滚柱的啮合点会偏向二者螺纹牙顶;螺母和滚柱的啮合点位于螺纹中径切点处;为实现无侧隙设计,丝杠、滚柱和螺母应具有不同牙厚。     

自补偿润滑油作用下丝杆螺母副表面硬度研究

为了研究目前钢厂轧机压下系统丝杆螺母副使用的硬度比是否合理,对在N150.SW4润滑作用下钢-铜摩擦副摩擦学特性与钢表面硬度及表面处理工艺的关系进行了研究。结果表明在N150.SW4润滑作用下,在硬度为HV320~800范围内,钢-铜摩擦副的磨损随钢表面的硬度提高而下降,目前钢厂轧机压下系统丝杆螺母副丝杆表面硬度是不尽合理的,建议将丝杆表面硬度提高到HV800左右和采用适当的表面处理工艺(如FM法或气体氮化),同时,提高丝杆表面的光洁度。     

超大锯齿螺纹的车削

我公司中板轧机压下装置中的大型锯齿形螺母螺距大、螺纹厚.在车削过程中,由于刀杆长、刚度不足,易振动而产生让刀、扎刀,造成工件报废.为此在刀杆上增加一个浮动支撑(见图1),使工件加工得以顺利进行.     

滚珠丝杠副返向器反相位布置方式分析

多列布置的滚珠丝杠副会由于各列载荷分布不均出现滚道磨损问题,对于重载滚珠丝杠副这一问题尤为突出.通过对螺母上返向器反相位布置方式的介绍和原因分析,提出返向器反相位布置后使得各列滚珠所受栽荷更加均匀,丝杠、螺母受力情况得到改善,特别有利于滚珠丝杠副存在安装误差时的受力平衡.也分析了采用返向器反相位布置方式时螺母尺寸的影响...     

磨损自补偿的载荷效应研究

通过载荷对磨损自补偿添加剂的性能的影响研究,发现在磨损自补偿添加剂ＳＷ４的作用下,钢－铜摩擦副的磨损量与载荷无关;而且载荷越大,钢－铜摩擦副的磨损自补偿效应越显著,这些结果不同于传统的摩擦学理论。因此。磨损自补偿添加剂ＳＷ４特别适合于重载工况下运行的钢－铜摩擦副,如轧钢厂压下系统的丝杆－螺母副,为提高这类重载钢－铜摩擦副的寿命和可靠性提供了一条有效途径。     

单螺杆压缩机星轮齿理论型面的研究

对直线包络啮合副的星轮齿侧理论型面进行了研究,并定义其特征为齿面所有点都有机会与螺杆接触(但不干涉).结果证实直线包络啮合副星轮齿的理论型面由3部分组成,即二次包络面、包络直线和轨迹面,但其形成原理不同.除包络直线位置的接触线外,二次包络面和轨迹面区域均在特定星轮齿转角范围内存在接触线(但两者不同时存在).分析结果为单螺杆压缩机星轮齿型面的设计提供了理论依据.     

单螺杆压缩机星轮齿磨损问题的研究

单螺杆压缩机由于其星轮齿的快速磨损，而未能在市场上显示出其应有的优点。星轮齿的磨损问题已成为制约单螺杆压缩机进一步发展的技术瓶颈。结合星轮齿磨损问题的研究历史，本文在对大量失效星轮齿调研分析的基础上，对星轮齿的磨损行为进行了分析，发现加工精度的提高和星轮齿材料的改进无法解决星轮齿磨损的根本问题。星轮齿磨损的必然原因是星轮齿前后侧不平衡的油膜力附加于星轮的正向圆周力。提出需要从两方面着手以提高星轮齿寿命：（1）型线的改进，并结合改种型线啮合副的加工，如多圆柱包络啮合副；（2）是基于油膜作用力的型线参数优化设计，以减小或消除油膜附加力对星轮齿的作用。目前，多圆柱包络啮合副单螺杆压缩机已进入样机试制阶段，有望全面提高星轮齿寿命。     

冷滚打成形力及金属变形的有限元数值模拟

为了得到能够准确高效计算冷滚打成形实体零件外齿形的成形力和整体金属塑性变形情况的数值模拟方法,根据冷滚打成形的基本原理,建立了能够表征冷滚打成形实体零件外齿形特点的典型有限元模型,并参照实验条件进行了实例计算。所得计算结果与实验相比较,证明了该计算模型和方法能够有效反映出稳定成形时主成形力的平均峰值。同时金属塑性变形的计算结果能有效反映冷滚打成形齿形时的金属变形情况,能够预测和解释外沿飞边和纵向的弓形缺陷的发生。在此基础上研究了提高数值计算效率的方法,得出质量缩放因子取60 000、最小单元格长度0.25mm时可获得较高的计算效率。     

微小管道机器人适应不同管径的3种调节机构的力学分析

针对内径为15 mm~20 mm的微小管道,设计了3种适应不同管径的常用调节机构。分析了凸轮推杆和丝杠螺母副调节机构的力学特性,并给出了计算结果,比较分析了各自的优缺点。根据实际需要,最终选用了丝杠螺母副调节机构,设计了能适应管径为15 mm~20 mm管道的机器人。利用机械系统动力学仿真软件ADAMS建立了机器人虚拟样机牵引力测试模型,仿真表明:该调节机构具有15 N左右的牵引力输出,且该调节机构的适应管径能力很好地满足设计需要。     

重载丝杠螺母副的摩擦学系统模型的建立

在基本摩擦学理论和实验的基础上 ,分析了某种选定的摩擦副在某种选定的摩擦学工况条件下的摩擦学系统特性 ,建立了轧机压下装置中重载丝螺母副的摩擦学特性与载荷之间关系的数学模型 ,推导出相对准确的摩擦系数—载荷 ,磨损率—载荷计算公式 ,与实验结果比较有较好的吻合性。该数学模型可为摩擦学系统特性转化的研究提供研究参照体 ,亦可为工程设计人员在摩擦学设计时提供有效的计算工具。     

基于振动信号的数控机床丝杠副性能退化研究

为研究数控机床丝杠副性能退化机理,对丝杠副性能进行评估。首先采用小波包对丝杠副螺母座、轴承座的振动信号进行分解,提取小波包分解后的各阶功率谱作为特征参数,分析丝杠进给速度、切削深度对丝杠副振动特性的影响。利用BP神经网络建立丝杠副性能退化评估模型。通过振动信号、电机驱动电流信号、进给速度、切削深度以及加工方案等评估丝杠副性能退化状态,实验证明该性能退化评估模型准确率较高。     

基于有限元仿真的行星滚柱丝杠动态特性分析

通过CATIA对行星滚柱丝杠机构进行三维建模,采用有限元仿真技术分析了机构的6阶固有频率,得到了各阶模态主振型图,分别研究了支承方式、螺母工作位置、离心力等因素对机构固有频率的影响。研究表明,采用两端固定支承的行星滚柱丝杠固有频率较高,适宜在高速工况下使用;螺母工作行程越大,机构整体抗振性能越低,承受的极限转速也越小;机构高速运转时产生的离心力将导致零部件的变形增大,降低其传动精度,在具有高精度要求的工况下,不宜采用过高转速。