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1、轧机翻转装置运动仿真研究［摘要］本文对轧机翻转装置进行了运动仿真分析，应用NXUG8.0刚体动力学分析方法，校验了轧机翻转装置在某一压力下是否可以将①650轧机拉回或推起，其结构在运动过程中是否发生干涉或存在死点、是否安全可靠。［关键词］UG轧机翻转装置运动仿真中图分类号：TP391.72文献标识码：A文章编号：1009-914X(2014)07-0312-01引言在钢材生产线上布置有用于粗轧、中轧、预精轧和精轧的轧机，轧机使用一定时间后，轧棍磨损严重，不能保证钢材质量，需要更换新的轧規；同时，在精轧
2、区，轧制不同型号的钢材，也需要更换相应规格辐槽的轧規。在钢材生产线上布置的用于粗轧、中轧、预精轧和精轧的轧机，均有立式轧棍和水平式轧棍两种形式。水平式轧辐轧机和精轧区立式轧楹轧机均可以直接更换轧楹；粗轧区、中轧区立式轧辐轧机更换轧規时，只有通过轧机翻转装置才能实现。粗轧区、中轧区立式轧棍轧机更换轧棍的原理是：先使用轧机翻转装置将立式轧机翻转90度，使轧棍成水平方式放置；其次更换轧棍；再使用轧机翻转装置将轧机反转90度，使轧机恢复成立式轧規形式。粗轧区、中轧区立式轧規轧机，设备较大，轧机翻转装置在翻转轧
3、机时，要求其结构安全可靠，运行平稳。本文利用UGNX8.0运动仿真模块，对轧机翻转装置进行运动仿真分析，验证其在某一压力下是否能拉回、推起①650轧机，其运动过程是否安全平稳，在工作过程中其结构是否存在干涉或死点。1•建模并装配轧机翻转装置主要由底座、翻转架和液压缸组成，属于平面运动机构，轧机安装在翻转架上，如图1所示。在轧机翻转装置工作过程中，其底座固定不动，其液压缸缸体通过销轴联接在底座上，其液压缸活塞杆通过销轴联接在翻转架上，当液压缸缸体与活塞杆之间不断做伸缩运动时，轧机随翻转架同步做翻转运动。
4、根据轧机翻转装置二维图，利用UGNX8.0对其各部件进行建模，并对其进行装配；同时对①650轧机进行简化建模，并将其与轧机翻转装置装配在一起，其三维装配模型如图2所示。2.分析过程及结果2.1定义连杆进入UGNX8.0运动仿真环境，新建动力学仿真motion」。根据轧机翻转装置工作时各部件运动情况，将轧机与翻转架定义成一个自由连杆L001_zhuan,将液压缸活塞杆和缸体分别定义成自由连杆L002_huosai和L003_gangti,将其底座定义成固定连杆L004_zuo(定义固定连杆的同时，也被定
5、义成了固定副)。2.2定义运动副根据各连杆之间的运动关系，将液压缸活塞杆连杆L002_huosai和缸体连杆L003_gangti之间定义成滑动副，将液压缸缸体连杆L003_gangti与底座连杆L004_zuo之间、液压缸活塞杆连杆L002_huosai与翻转架连杆L001_zhuan之间、翻转架连杆L001_zhuan和底座连杆L004_zuo之间定义成旋转副。2.3定义连接器将翻转架与底座之间、液压缸缸体与活塞杆定义3D接触。定义一阻尼器，将其附着到滑动副上。2.4定义驱动在液压缸活塞杆连杆L0
6、02_huosai上定义矢量力，矢量力的大小F(t)用运动函数STEP(x,0,471000,5,471000)+STEP(x,5,471000,5.5,0)+STEP(x,5.5,0,6.5,0)+STEP(x,6.5,0,7,-471000)+STEP(x,7,-471000,22,-471000)表示，矢量力的方向沿液压缸活塞杆端面法向方向指向缸体。2.5定义求解方案并求解新建运动学/动力学解算方案solution」，给定分析时间和步数，指定重力方向，并对其进行求解。2.6分析结果对解算方案求解
7、后生成运动动画，并对各运动连杆L001_zhuan、L002_huosai和L003_gangti的运动角速度变化情况进行作图，如图3所示。由轧机翻转装置运动动画和图3可知：轧机翻转装置在471KN大小的力的作用下，可以将①650轧机拉回并推起；轧机翻转装置各连杆的运动情况与预设的矢量力函数相一致，翻转过程中没有死点，运行较平稳，结构安全可靠。通过对运动动画的播放得知：轧机在动画运动到258步左右时，液压缸活塞杆和缸体与底座之间的间隙最小，如图4、图5示所示。由图可知，此时轧机翻转装置的在运动过程中，
8、各部件之间没有发生干涉。2.结论本文利用UGNX8.0对轧机翻转装置进行运动仿真分析,验证了轧机翻转装置在471KN的力的作用下，可以将①650轧机拉回或推起；轧机翻转装置工作过程中，没有发生干涉,没有出现死点，结构安全可靠，运行较平稳。本文利用UGNX8.0对轧机翻转装置进行运动仿真分析,为产品的设计、制造节约了成本和时间，提高了产品的效益。参考文献[1]振文伟，吴克坚•机械原理[M].北京：高等教育出版社，1997.[2]朱崇高，谢福俊.UGNXCA
