圆盘剪主轴刚度分析及结构优化.pdfVIP

2014年 10月 ·第 31卷 ·第5期 轧 钢 Oct．2014 vo1．31 No．5 STEELR0LLING ·25 · · t 研究与开发 · DOI：10．13228~．boyuan．issnl003—9996 圆盘剪主轴刚度分析及结构优化 鲁怀敏 ’，李小兵 (1．沙洲职业工学院机电工程系，江苏 苏州 215600；2．马鞍山钢铁股份有限公司物资公司，安徽 马鞍山 243000) 摘 要：中厚板圆盘剪剪切能力的不足严重制约了钢铁企业的中厚板精整的能力和质量。通过对剪切主轴进行受力 分析，发现主轴和剪刃的刚度不足是制约剪切能力提高的主要因素。为此，建立了主轴系变形的简支梁计算模型，提 出了把主轴剪切端的双列调心滚子轴承改为双列圆锥滚子轴承、减少剪刃的悬伸量，并在不改变主轴箱体尺寸的前 提下适当增加轴径的解决方案。采用有限元计算模型对该方法进行了验证，实例分析显示，在剪切Q235厚30mm钢 板时，优化后的主轴系剪刃间隙和重合度变化量只有优化前的约 15／和 12／，轴承的承载能力也完全满足需要。此方 法在某钢厂中厚板圆盘剪改进中得到应用并取得很好效果，为同类圆盘剪的改进提供了理论基础和新的思路。 关键词 ：圆盘剪；剪切能力；刚度；有限元分析；剪刃间隙；结构优化 文献标志码：A 文章编号：1003．9996(2014)05—0025．04 Rigidityanalysisandstructureoptimizationofdiscshearmainshaft LU Huai·min，LIXiao—bing2 (1．ShazhouPolytechnicalInstituteofTechnology,Suzhou215600，China；2．MaanshanIronandSteelCo．，Ltd．，Maanshan 243000，china) Abstract：Thecapacityandproductqualiytoftheironandsteelenterprisesareusuallyseverelyrestrictedbyinadequateca- paciyt ofdiscshearinplatefinishingline．Themainreasonwasfound，whichwastheinsufficientrigidityofdiscshera mainsham．So，inhtepremiseofnotchnaginghtesizeofthemainshaftbox，allofberaingytpesonthemainshaftwereal— teredfrom double-row self-aligningrollerbearingtodoublerow taperedrollerbearings，theshaftdiameterwasincreased appropriatelyandtheoverhangofcuttingedgewasdecreased．Bymeansoffiniteelementanalysismethod，htebeam defor- marionofmainshaftwasnaalyzedinanexampleofsheafing30mmthicknessQ235steelplate，itshowedthathtevariation ofthebladecleraanceandcoincidencedegreeafterstructureoptimizationwasabout1／5and1／2ofhtat onebeforetheopti— mization．Thecarryingcapaciytofhteberaingwasalsosufficient．Th ismethodwasappliedinadi