燕山大学现代机械装备设计(轧机理论)三级项目

1、目 录1、 项目目标22、 实验过程23、 机架设计44、 有限元析55、 结论136、 项目心得14一、 项目目标通过理论学习和项目实践实现下列目标：（1）熟悉板带轧制设备结构和工作原理；（2）理解和掌握轧制力和机架变形量测量分析方法（3）理解和掌握轧制法测定轧机工作机座刚度的原理和方法； （4）熟练掌握三维计算机辅助设计技能； （5）掌握有限元数值模拟分析的一般方法；（6）提高动手能力和团队协作能力。二、实验过程1、检查实验轧机，排除故障。2、将原始辊缝调到0.19mm左右，并保持恒定。3、在轧钢实验室二辊轧机上完成0.51、0.63、0.68、0.94规格的带钢轧制实践操作，每轧一次要记

2、下厚度及其对应的轧制压力。4、将测得的数据列入表格中。 实验数据记录表一：次数轧 后h轧前H1234567890.510.4050.4250.4250.4050.4200.3950.4150.4350.4350.4240.640.460.460.470.4750.470.4790.470.4690.4550.4550.670.4890.4990.4830.4950.4630.4850.4810.460.4940.4930.930.580.5450.5290.5290.5650.5350.5250.5250.5450.542表二：初始辊缝S=0.19mm左右道次名称1234轧前厚度Hmm0.51

3、0.640.670.93轧后平均厚度（mm）o.4240.4550.4930.542h=-S0.0960.1840.1970.398传动侧轧制力p1(T)1.3252.1332.143.045操作侧轧制力p2(T)2.63.9263.9565.326总轧制力p=p1+p23.9256.0586.0968.371表三：道次名称1234厚度（mm）O.510.640.670.93轧制力（T）3.9256.0586.0968.371Excel处理表格三得：即机架自然刚度系数 K=1.3376三、 机架设计目标：用SOLIDWORKS对轧机机架进行三维设计， 结合轧制力测试结果，利用有限元方法对轧机机

4、架强度、刚度进行数值模拟计算，并与检测结果进行对比分析，验证有限元模型的准确性。机架主要参数: 机架窗口宽度B 机架窗口高度H 机架立柱断面积F四、有限元数值模拟操作步骤：导入模型 网格划分 施加载荷 施加约束 求解计算并查看结果 注意：有限元分析以轧制0.64mm带钢为例。导入模型简化模型：由于对称取机架的一半进行分析，并且删除不重要模型特征。划分网格施加载荷对环形面施加15145/155.43Mp压力 对机架底部施加15145/2920Mp压力施加对称约束施加位移约束计算结果变形后形状Mises应力X方向应力Y方向应力Mises应变X方向位移Y方向位移上横梁部分的等效应力分布（最大等效应力

5、发生在压下螺母与机架接触的圆角区域。）立柱部分的等效应力分布五、结论1>由Y向位移图可得机架的刚度为：fk=P/2/y向变形值，即（右端正的最大位移值-左端负的最小位移值） 得K=17.7942>由上横梁部分的等效应力分布可知：最大等效应力发生在压下螺母与机架接触的圆角区域。3>由上横梁部分和立柱部分的等效应力分布图，根据机架应力许用应力立柱部分：40-50MPa 上横梁部分：50-70MPa 可知机架设计满足强度要求由以上可得 1、有限元法计算结果的平均值与实验得到的计算结果较为吻合，但有限元法可以得到更为细致的变形分布等 2、采用有限元法得到的计算结果表明，最大应力及变形均出现在压下螺母与机架接触的圆环面上，此处是整个机架的薄弱环节，其强度决定整个机架能否安全工作。因此， 在机架的结构设计中，应首先保证此处的强度达到要求。 3、采用有限元法进行变形计算，得到的结果更直观、精确，实验法对轧机机架及各种机械设备尺寸结构的准确确定和优化设计具有较好的指导意义实验法对初步确定轧机等机械设备的大致外形尺寸具有良好的使用价值。因此，在工程中，可将二者有机结合，充分提高机械设计的效率和准确度。六、项目心得这次项目设计增强了我们的团队合作能力，以及让我们