辊压机加热辊热仿真分析

加热辊是热塑性片材辊压机的关键部件,加热辊的性能直接关系到辊压机的运行速度和片材质量。从加热辊的流道分布形式入手,分析导热源加热的热传递理论。根据加热辊的流道布置建立三维模型,应用SolidWorks软件进行热力学仿真,并对影响辊面温度的因素进行分析。仿真分析结果表明,用导热油加热,辊面流道设置八组,流道直径为25 mm,导热油流速为2.5 m/s时,辊面温度均匀度为4.23 K,满足设备使用要求。     

连续毡增强热塑性片材辊压机加热辊的设计与计算

加热辊是连续毡增强热塑性片材辊压机的关键部件,其性能直接关系到连续毡增强热塑性片材辊压机的运行速度和产品质量。从加热辊的结构和流道分布入手,在导热油加热的情况下,分析加热辊预热状态与工作状态的热量计算公式,同时通过比较两种状态下导热油的需求量,为加热系统的设计提供参考。     

导热油加热热辊压机轧辊加温过程、温度-应力耦合分析及试验研究

目前国内对通导热油加热的热辊压机研究较少,为分析热辊压机轧辊轧制面温度分布、加温过程和轧辊整体应力,根据在役热辊压机轧辊结构和工艺参数,建立导热油—轧辊三维流固耦合模型,导入一定温度和流量的导热油,使轧制面的平均温度达到指定温度,模拟轧制面的温度变化过程,对轧辊进行了热力分析,并进行了试验研究,研究结果表明:本模型建立正确;向轧辊内导入油温为130℃,流量为9.2m3/h的导热油,使轧制面的平均温度从54℃达到(120±1)℃需5000s;轧辊内部热应力在许用应力范围之内。可指导现场加热工艺,为进一步改进轧辊结构和调整加热工艺提供理论依据。     

动力锂离子电池极片的辊压工艺研究

极片的厚度一致性对动力锂离子电池组的容量、循环寿命和安全性等有重要的影响。针对极片在实际辊压中存在厚度一致性差和辊压宽度窄的问题,采用有限元软件建立了二辊辊压机和四辊辊压机的轧辊有限元模型,借助实验的方法验证了所建有限元模型的准确性。得到了相同辊压工艺条件下与二辊辊压机■500×500等效的四辊辊压机辊系模型;分析了四辊辊压机工作辊辊径、支撑辊辊径、辊身长度及弯辊力的变化对极片厚度一致性的影响规律。研究结果表明:四辊辊压机代替二辊辊压机辊压动力锂离子电池极片具有可行性;随着四辊辊压机工作辊辊径和支承辊辊径的增加,极片沿宽度方向的厚度一致性有所提高;随着四辊辊压机辊身长度的增加,极片沿宽度方向的厚度一致性变差;随着对工作辊施加弯辊力的增加,极片沿宽度方向的厚度一致性提高,同时极片辊压宽度也有所增加,可以改善目前实际生产中极片辊压宽度过窄的问题。     

塑料薄膜与流延辊换热过程的模拟分析

为实现流延辊辊面温度场的均匀性和稳定性,保证塑料薄膜的高质生产,应用F luent软件对双向回流式螺旋流道的流延辊的换热过程进行了数值模拟;分析了流延膜在流延辊上冷却时的导热、对流、辐射综合的非稳态传热过程,了解了流延膜冷却过程中的传热机理,得出了流延辊内部流道结构、冷却水的流量对流延辊换热强度的影响趋势。研究结果表明,该研究可以为流延辊结构的合理设计、流道参数的优化提供指导。     

GCr15钢冷轧辊的热处理

GCr15钢广泛用于制造中小型冷轧辊(图1)。冷轧辊是金属轧机的重要零件,在轧制过程中它承受轧制力、磨损以及较大幅度温度变化的热疲劳,因此对热处理提出较高技术要求:辊身工作面硬度为60～65HRC,淬硬层深度≥6mm,不允许有软点,特别要注意防止辊身工作面两端处淬裂,两端辊颈非工作面的硬度为40～45HRC。批量生产轧辊时可采用中频感应加热淬火,该工艺具有生产率高等特点,但设备的一次性投资较大,目前众多的中小企业大多仍采用整体加热淬火工艺进行小批量冷轧辊热处理生产。     

热连轧机支承辊抗剥落研究与优化设计

为解决热连轧机支承辊辊身端部剥落问题,在深入分析剥落机理的基础上,提出辊间接触压力以均匀分布为目的的支承辊辊型设计.模拟计算和生产试验结果表明,采用文中所述的辊型优化设计技术可使辊间接触压力均匀分布,降低辊身端部压力峰值,消除端部剥落现象.该方法不仅为轧机支承辊辊型的设计与改造提供了理论依据,且优化辊型也具有进一步推广应用价值.     

二辊矫直机凸辊辊形参数的研究

为满足高速、高精度地矫直棒、管材的要求,二辊矫直机在矫直棒、管材时,棒、管材与矫直辊应全部接触.提出了满足此要求的二辊矫直机的凸辊辊形曲面的计算公式.现有的辊形曲线计算公式以凹辊辊形的设计计算为主,且繁而复杂.这里提出的凸辊辊形曲面设计公式计算简单、方便,为二辊矫直机辊形设计提供了一种新方法.     

波纹辊轧机辊系主共振分岔控制研究

基于波纹轧制工艺与结构,利用检测装置对小型波纹辊辊系系统进行了振动特性分析。考虑了波纹轧制界面的非线性阻尼和非线性刚度,建立了波纹辊轧机辊系二自由度非线性主共振动力学方程,应用多尺度法求解了波纹辊轧机辊系在主共振情况下的幅频特性方程,采用奇异性理论和普适开折理论得到了波纹辊系统稳态响应的转迁集及相应的分岔曲线拓扑结构,通过设计非线性参数控制器来改变波纹辊辊系的稳态响应,减小了系统的响应幅值和消除了共振时的鞍结分岔。通过数值仿真验证了该控制器设计的正确性和可行性,为抑制波纹辊轧机的辊系振动提供了一定的理论指导。     

冷轧支承辊的堆焊

我厂板材车间四辊轧机上使用的冷轧支承辊,材质为9Cr2Mo,辊身长为1700mm,辊身直径为1250mm,主要用于轧制各种规格的铝及铝合金板材。在设备运行中轧辊表面曾发生脱皮现象,脱皮的面积及深度不等,迫使轧辊报废,给工厂造成巨大的经济损失。为此,我厂采用单丝埋弧自动焊的方法,对支承辊辊身进行整体堆焊修复,取得成功。 1.轧辊焊接性分析 由于支承辊母材含碳量高,且含有大量合金元素。为此我们根据国际焊接协会(ⅡW)推荐的碳     

辊压机液体静压轴承的设计及性能研究

辊压机滚动轴承存在的寿命短、体型大、经济性低等缺点,严重制约辊压机向着大型化方向发展。设计一种可替代滚动轴承的液体静压轴承并进行轴承性能分析。为了提高辊压机轴承在两辊水平轴线方向的承载力,将轴承设计为定量供油式的沿周向呈不等面积油腔分布的静压轴承。考虑弹性变形的影响,采用流体动力润滑理论研究轴承的各项性能。结果表明,所设计的轴承基本可以满足轴承的承载力、稳定运转等要求。考虑弹性变形后,压力分布变化较小,最小油膜厚度增大且呈中间大两头小的分布规律,可能会导致轴承两端磨损较快,轴承制造时可以采取适当提高轴承材料性能的方法来降低这种可能性。     

锂电池极片辊压机刚度分析与结构优化

在锂电池极片加工过程中,由于其高能量密度要求与涂覆材料力学性能存在矛盾,故需要根据极片所需压缩比严格控制辊压力的大小,而实际中,轧辊特性使两辊之间窄缝距离的直接测定不容易,因此难以通过物理样机试验的方式直接得到生产过程中辊缝与辊压力之间的关系。针对该问题,简化了辊压过程中的物理量,建立了整机和极片变形的数学模型,利用数学模型间接得到整机辊压力与辊缝变化之间的定量关系。采用仿真驱动设计的方式,基于响应面法和多目标优化算法得到整机的设计优化结果。测试试验表明,简化的数学模型可以数字化地描述辊压机的工作情况,便于指导生产中控制极片的制造工艺参数,同时基于响应面的设计优化提高了辊压机的设计生产效率。     

宽厚板热矫直机变辊距边辊及调整装置的设计

针对宽厚板热矫直机在矫直厚板时第3辊易断轴和矫直薄板时咬入困难的问题,采用加大边辊辊距和设计出口侧边辊调整装置的方式,改善了咬入条件,降低了第3辊断轴事故的发生。     

棒材高精度二辊矫直质量控制策略研究

高精度矫直辊辊型设计及工艺参数控制是二辊矫直机的核心技术。为了满足高精度棒材矫直要求,在辊型设计过程中依据矫直辊磨损状态、弹塑性理论、塑性变形硬化系数求解模型及中性层偏移理论,提出“凹三凸二”分段辊型的矫直辊组合形式及辊型设计方法。在此基础上,根据棒材与矫直辊的局部线接触状态,建立棒材二辊矫直倾角及辊缝估算模型,进而探讨二辊矫直工艺参数（倾角、辊缝、矫直速度和导板间距）的变化规律和控制策略,并给出具体设计实例和有限元模拟分析。从矫直力、塑性变形深度、直线度及残余应力等角度,证明该辊型设计方法和工艺控制策略的有效性,且现场试验矫后的棒材直线度小于1 mm/m,完全满足棒材高精度矫直标准。     

1250mm冷连轧机辊型优化设计

针对某冷轧厂1250 mm冷连轧机组四辊轧机,以提高板形控制精度为目标建立了工作辊辊型优化模型,以改善辊间压力为目标建立了支承辊辊型优化模型。理论计算表明,优化后的辊型曲线能改善辊间接触压力分布和板形控制效果。     

堆焊药芯焊丝在辊压机维修保养中的应用

对国内外辊压机制造、修复技术进行了介绍,分析了目前国内修复辊压机存在的问题,介绍了采用药芯焊丝修复辊压机的经验.采用药芯焊丝并配合合适的工艺修复辊压机是一种行之有效的方法.     

阵列微流道电场辅助辊压成形技术研究

提出了电场辅助辊压成形制备大面积阵列微流道结构的工艺方法,修正了传统辊压理论模型,发现增大辊半径和辊齿间隙与齿宽之比可以提高填充高度。通过建立阵列微流道电流辅助热-电-力耦合有限元仿真模型确定了“板对板”通电方式以及辊压工艺方案,开展了不同工艺参数下电场辅助SUS304不锈钢阵列微流道辊压成形试验。结果表明,在辊压成形过程中,板材表面温度分布均匀,但板材横截面电流密度分布不一致,导致微流道不同区域应力分布不同,高密度电流可以降低流动应力的大小且减弱微流道不同区域应力的差异。在工艺参数方面,适当增大辊压力可以提高微流道成形质量,较低的同步辊速有利于微流道的成形。在最佳工艺参数组合下制造出的微流道平均宽度为0.302 mm±0.011 mm,平均深度为0.362 mm±0.010 mm。     

一种加工车厢底板用辊压机

针对滚压加工车厢底板存在的问题,设计制造了一种加工车厢底板专用辊压机,介绍了辊压机结构,并对辊压工艺进行了分析。     

旋转加热辊温度测量电路设计

针对工业用旋转加热辊温度测量系统存在精度低、可靠性差、系统复杂等问题,给出了一种针对旋转加热辊温度测量电路的设计方法。该方法首先对加热辊温度测量的原理进行了分析;然后设计了基于DSP和PWM技术的温度测量方案,测温电路被制作成圆环形PCB,直接安装在加热辊转轴上,随辊体一起旋转,实时采集温度信号,再利用温度信号和PWM信号占空比呈线性关系,通过PWM信号的占空比即可反知温度大小,整套电路均通过DSP控制;最后给出了关键的信号调理电路,并通过实验证明了该方案的正确性和可行性。研究结果表明,该设计方案能满足工业用旋转加热辊温度测量对高精度、高可靠性的需求,有利于提高测温性能,具有一定的实用参考价值。     

加热炉炉辊温度场数值模拟及结构改进研究

为解决某钢厂CSP(紧凑式带钢生产线)加热炉水冷炉辊辊环出现变形过量、烧蚀等失效问题,从流固耦合传热理论出发,对水冷炉辊结构进行简化与离散处理,建立炉辊三维稳态流固耦合传热有限元模型,进行了温度场仿真分析,结果表明辊环温度过高是引起失效的重要原因。计算得到的冷却水出口温度与工业现场测得的误差小于2%,仿真结果具有较高的可信度。在不增加制造成本的前提下,提出了炉辊结构的改进方案,以达到降低辊环温度的目的。相同条件下的温度场分析结果表明,改进结构辊环最高温度较原结构降低了16.5%,验证了结构改进的合理性。