基于ANSYS的铝带冷轧卷取机卷筒轴弯曲振动分析.pdf

《基于ANSYS的铝带冷轧卷取机卷筒轴弯曲振动分析.pdf》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在应用文档-天天文库。

1、·46·重型机械2014NO．3·设计计算·基于ANSYS的铝带冷轧卷取机卷筒轴弯曲振动分析孙学文，杨海波(北京科技大学机械工程学院，北京100083)摘要：以某铝厂冷轧卷取机卷筒轴为研究对象，运用ANSYS有限元软件建立卷筒及带卷的计算模型，计算其在不同载荷条件下的振动特性，求解得到卷筒轴的固有频率，从而可以得到卷筒轴的临界转速。依据临界转速规定了转速危险区，进而确定出了合理最高卷取速度。最终得出结论应根据卷筒轴空载时的最高工作转速来确定卷取机工作最高卷取速度。关键词：卷取机；弯曲振动；临界转速中图分类号：TG333文献标识码：A文章编号：1001—196X(2014)03—00

2、46—03VibrationanalysisofthealuminumstripcoldrollingcoileraxisbasedonANSYSSUNXue—wen．YANGHai-bo(UniversityofScienceandTechnologyBeijingSchoolofMechanicalEngineering，Beijing100083，China)Abstract：Coilerisaveryimportantequipmentinthealuminumcoldrollingproductionline．Takenthealumi—Rumcoldrollingcoi

3、leraxisastheresearchobject，establishedthecalculationmodelbyusingANSYSsoftware，andcalculatedthevibrationcharacteristicsunderdiferentloadingconditions，asaresultthenaturalfrequencyandthecriticalspeedwasobtained．Thefinalconclusionism~imumspeedshouldbaseonthenaturalfrequen—cyofunloadingcondition．Ke

4、ywords：cofer；vibration；criticalspeed能对铝带轧制质量和产量将产生显著影响_34。。U日fj百在卷取过程中，随着带卷质量的增加卷筒轴势必卷取机是铝带冷轧生产的重要设备，其性能要发生弯曲振动，尤其是在高转速下，会严重影的好坏对铝带质量有重要的影响¨j。随着铝材响铝带的卷取质量，并会恶化工作环境，而且一轧制生产的高度发展和对产品精度要求的不断提旦发生共振，还会影响到设备的寿命，因此对卷高，对卷取机设备的性能要求也越来越高J。取机卷筒的工作状态进行研究，分析其振动情况尤其轧制宽厚比比值校大的铝带，卷取机卷筒与有十分重要的意义。轧机轧辊间必须建立很大、均匀

5、而稳定的张力。目前，在轧制速度、轧制张力和带卷重量等主要1有限元模型的建立技术指标达到一定水平的条件下，卷取机技术性由于卷筒几何结构较为复杂，它由诸多的零件模块组成，根据实际结构直接建立有限元模型收稿日期：2013—09—08；修订日期：2013一l0—26进行分析将会变得十分复杂，而且也没有必要。基金项目：广东省肇庆高新区科技创新工程专项(2ol10104005)作者简介：孙学文(1989一)，男，北京科技大学机械工程学院本文将心轴及扇形块以胀开时的状态与带卷看成硕士研究生，研究方向：冶金设备。为一体，忽略其间隙及次要部位的倒角。在建立2014NO．3重型机械·47-系统有限元模

6、型之前，先建立面并进行网格划直方向的振动，其振动波形与图2a近似；分，最后将划分好的网格面旋转成为具有Sol—(c)当频率为84．172Hz时，卷筒轴发生高id45单元的模型。完成后的卷筒轴有限元模型共阶的水平振动，其波形较图2a多一个波形；有5372单元，5541个节点。(d)当频率为124．39Hz时，卷筒轴发生高该铝带卷取机卷筒结构的主要力学参数如表阶的垂直振动，其振动波形与图2c近似。1所示，带卷最大宽度为2350mm，带卷最大重卷取机在工作的过程中，卷取机与轧机之间量为21t，最大轧制速度为1500m／min。需要建立一定的张力。由以上振型分析可知，如表1材料属性果卷取过

7、程中卷筒轴发生一定的弯曲振动，将严Tab．1Materialproperties重影响到卷取张力的稳定性，从影响到产品的质量。约束条件的施加按照设备的实际约束情况，在齿轮箱轴承处施加位移固定约束，并且为没有轴端支撑的情况，建立的有限元模型如图1所示。(a)第一阶(12750Hz)图1卷筒轴有限元模型Fig．1Finiteelementmodelofcoileraxis(b)第二阶(13594Hz)2卷筒轴动态特性分析2．1固有频率及主振型利用ANSYS有限元软件，采用