全浮动芯棒钢管连轧过程芯棒与轧件的摩擦研究

应用有限元分析研究了8机架全浮动芯棒钢管连轧过程芯棒与轧件间的摩擦作用,揭示了该摩擦作用在轧制过程中的演变规律及其对连轧运动状态与电机能量分配的影响.结果表明,在第1—4机架的咬入过程中,毛管所受芯棒的摩擦作用从完全为负摩擦演变为正负摩擦共存,中性面随咬入的进行逐渐向接触区出口侧移动,且在第1机架中性面会完全移出接触区.在第5—8机架的咬入过程中,芯棒始终滞后于毛管,因而芯棒对毛管的摩擦作用均为负.稳定轧制阶段,芯棒在轴向受到的摩擦合力为零,其速度不发生变化.该阶段8个机架可以分为3类:其中1、2机架为滞后机架,第3机架为同步机架,4-8机架为导前机架.整个机组芯棒与毛管运动的中性面位于第3机架接触区,但在第2机架和第4机架接触区也存在芯棒与毛管速度相等的位置.芯棒在各机架的摩擦状态不同使其成为导前机架向滞后机架传递能量的工具.因此,第5-6机架在轧制能耗较低的情况下,电机仍保持较高的输出功率,而1、2机架的轧制能耗虽然较大,电机输出功率反而较小.     

連軋管机孔型及試驗分析

连轧管机的一个显著特点是毛管(穿孔后的管子)穿在一根芯棒上在轧辊中轧制。通过轧辊和芯棒使毛管产生塑性变形,达到减壁和减径的目的。根据芯棒在轧机中的运动形式分为浮动芯棒和限动芯棒两种轧制方法。所谓浮动芯棒轧制系指在轧制过程中,芯棒随同毛管一起通过连轧管机,芯棒的运动是自由浮动状态。限动芯棒系指在轧制过程中,芯棒以一个远小于毛管速度的恒定速度前进,由于芯棒的运动受到一定的限制,故称为限动芯棒。     

周期式冷轧管机的轧制轴向力

通过对周期式冷轧管机轧制过程中芯棒轴向力的测试与分析,认为芯棒轴向力与道次变形量在宏观变形区上的分配有关,其分布特点受轧制压力在宏观变形区上的分布和钢管不均匀变形程度的影响,其值是由瞬时作用力和累积作用力两项组成:Q_(px)=F_(px)+f_(x(q))。     

钢管连轧机模拟试验轧机可控硅供电装置试验总结

本装置系为φ38五机架钢管连轧机可控硅供电装置,因为是连续轧管又不可能形成活套,故要求电气传动装置摔制系统调节速度要快,动态速度降要小,恢复时间要短,同时要各机架的速度按轧制工艺要求保持一定的关系。工艺变更时,各机架速度连续可调,以满足工艺要求。根据76年7～8月和77年1月底～2月初先后进行了连轧管浮动芯棒与限动芯棒轧制试验,结果证明本装置能满足试验轧机的要求。     

全浮动芯棒连轧管过程三维热力耦合有限元模拟

应用三维热力耦合弹塑性有限元模拟仿真及其接触分析技术,建立了全浮动芯棒连轧管过程有限元模型及其摩擦、传热和接触等重要边界条件.针对八机架椭圆-圆型孔系全浮动芯棒连轧管过程,实现了全三维热力耦合弹塑性有限元模拟仿真.获得了连轧管过程的应力场、应变场、温度场及轧制力学参数的变化特点.揭示了钢管连轧过程中浮动芯棒速度变化及荒管外径和壁厚分布变化的规律.     

拉力芯棒钢管斜轧延伸机运动学分析

本文提出了在铜管斜轧延伸机上使用一种新芯棒操作方法——拉力芯棒法。实验研究表明:拉力芯棒法比传统使用的芯棒操作方法(固定、回退、半浮及全浮芯棒)可以提高轴向滑移系数、降低能耗、改善轧制过程稳定性以及可实现大倾角下轧制等。 本文仅对采用拉力芯棒法时钢管斜轧延伸过程运动学做一理论分析。     

脱管机安全装置的受力分析及改进

当芯棒进入脱管机轧辊机架时,轧管机出现故障,巨大的轧制应力作用在轧辊及轧辊机架上。为了保护轧辊及轧辊机架,脱管机轧辊机架内设有移动装置。通过计算轧制力,对轧辊轴进行结构受力分析,并通过改进,使传动轴、被动轴发生平动,有效地保护了轧管机架。     

改进型阿塞尔轧管机力能参数的测定

作者以大冶钢厂引进的带液压快开系统的阿塞尔轧管机为研究对象,通过对其力能参数(包括轧制力、轧制力矩、脱棒力、电机功率)、轧制速度和轧辊快开时间的测定,摸清了钢种、变形量、牌坊转角、坯料规格和电机转速对其力能参数的影响。     

轧制工艺参数测试系统的研制

本文介绍高性能八位单片机8031在辊缝S、轧件出口厚度h、轧制压力P、前后张力Q、电机转速n等轧制工艺参数测试系统中的应用,阐述该系统的硬件组成及软件设计。     

三相电机调速系统设计

本文设计了三相电机调速系统,包括硬件电路、控制程序以及上位机监控三部分;可通过上位机任意给定速度目标值、设置合适的PID比例系数、积分系数以及微分系数,实时显示当前速度、稳态误差以及超调量;若速度超过高限或低于低限,系统会显示报警信息;结果表明:系统可以对三相电机速度进行有效调节。     

芯棒断裂检测装置通过鉴定

本装置是为某厂LG-90-GH高速冷轧管机研制的.新型轧机的特点是高速和连续进给.在轧制过程中,特别是在进给量大,送进频率高的情况下,锥形芯棒承受着很大的负荷.因此,负荷过大或者芯棒材质有缺陷以及材料发生“疲劳现象”都有可能使锥形芯棒发生局部破碎,结果产生废品.而轧机及其轴承,机架等都可能发生变形与断裂,导致轧机损坏.芯棒断裂监测装置能及时检测和识别芯棒断裂,而且发出     

快速铸轧条件下轧制压力的建模与仿真

通过建立轧制压力模型,对常规铸轧进行了仿真计算,计算结果与实测数据相符合,从而验证了模型的合理性,在此基础上,对快速铸轧进行了虚拟仿真研究,研究结果表明：不增强铸轧辊内、外冷却能力,单纯减薄铸轧板坯即可提高铸轧速度;随着铸轧速度降低与铸轧区增大以及铸轧坯厚度减薄,轧制压力峰值增大;随着铸轧辊径增大,轧制压力提高,因此铸轧机力能设计参数也要相应增大。     

连轧管机半浮芯棒的速度控制

本文提出了连轧管机半浮芯棒的速度控制的三种方案,完成了系统模拟试验,并简介了这三种系统的工作原理及其数学模型,给出了进行数字仿真的原始方程(不包括仿真解算)。以上三种控制方案,不仅能有效地控制半浮芯棒的速度,还能适用于其它场合动力性负载的速度控制。     

模具温度对AZ31B镁合金管材纵连轧成形性的影响

镁合金具有比强度高、阻尼及电磁屏蔽性能好等优异的性能被广泛应用于3C、航空航天等高端装备领域。镁合金管材连轧具有三维非线性多场耦合的特征,芯棒及轧辊温度严重影响管材的成形质量。在初轧温度为350℃、应变速率为0.05 s~(-1)、恒定压下量条件下,对尺寸为Φ50 mm×5 mm×1 000 mm镁合金管材进行短流程连轧模拟和实验研究。结果表明:芯棒和轧辊温度对镁合金管材轧制成形性影响显著。芯棒温度和轧辊温度分别为20℃和300℃时,轧后管材表面损伤严重。当温度为20℃时,轧后镁合金管材表面出现微裂纹;当温度为300℃时,轧后管材表面沿轧制方向出现条状凸起。当芯棒和轧辊温度均为150℃时,轧后镁合金管材内外表面光洁度高,且晶粒细小均匀。     

楔横轧轧制螺旋齿形件力能参数的影响因素

针对楔横轧轧制螺旋齿形轴类件的成形过程复杂、轧制力与轧制力矩等力能参数受轧制条件以及工艺参数的影响规律复杂等问题,采用DEFORM-3D有限元软件模拟楔横轧轧制螺旋齿形件的成形过程,分析不同工艺参数对轧制力和轧制力矩的影响规律。在H630楔横轧机上进行轧制实验,分别采用AD7202压力传感器和TorqueTrak9000扭矩仪测试轧制过程中轧制力和轧制力矩,进而验证各工艺参数对力能参数的影响规律。研究结果表明:轧制力和轧制力矩随轧制温度的升高而减小,随齿高变化率、轧制速度以及轧辊直径的增加而增加,其中,轧制温度对力能参数的影响最明显,齿高变化率和轧制速度的影响次之,轧辊直径的影响最小;进行轧机设计时,为了确保轧机承受足够大载荷,一般选取较低的轧制温度、较大的齿高变化率和较大的轧制速度。     

芯棒直径对楔横轧5Cr21Mn9Ni4 N空心气门壁厚均匀性的影响规律

楔横轧空心轴类件存在壁厚分布不均问题,特别是在小直径大长径比空心件楔横轧成形中更为突出.本文在Gleeble-1500D热模拟实验机上进行了5Cr21Mn9Ni4N耐热钢的热压缩实验,得到了5Cr21Mn9Ni4N的热变形本构方程.通过改变芯棒直径,采用有限元仿真和实验相结合的方法,研究了楔横轧轧制空心气门过程中的壁厚变化规律.研究结果表明,带芯棒轧制时,芯棒直径存在临界值,在该值下进行轧制,空心气门预制坯壁厚均匀性最优;楔横轧空心件时,金属轴向均匀流动是壁厚均匀的必要条件;轧件轴向拉应变减小,径向压应变变大,周向应变在0附近且为拉应变时,壁厚较为均匀.     

基于labview的力加载监测控制系统设计

对于力加载系统的加载拉力和加载压力、系统压力、温度、限位、行走速度、液压比例阀调节比例有效监测和控制是保障其正常工作的前提,基于此开发设计出力加裁监测控制系统.监测系统以三菱PLC控制器为核心,远程通过RS485通讯实现计算机系统远程控制,现场通过RS232方式与触摸屏通讯和无线遥控器装置实现对现场电磁阀、电机、比例阎、变频器控制和压力、温度、转矩信号的采集.系统下位机采用三菱PLC进行程序设计;远程上位机采用美国labview软件进行设计;现场上位机采用台湾海泰克触摸屏软件进行程序设计.测试结果证明:系统能够实现现场与远程独立控制监测,能准确、快速的实现力加载的信号的监测与控制.     

轧制过程的显式动力学有限元模拟

分析了显式动力学弹塑性有限元方法的计算过程,并用其对平板轧制问题进行了模拟计算·模拟时轧辊采用刚性材料模型,轧件采用双线性强化材料模型,轧件具有一定的初始速度并向辊缝运动,咬入后靠摩擦完成轧制过程·通过模拟计算,得出咬入、稳定轧制和抛钢阶段整个轧制过程的应力应变场·将板宽对称中心线轧制压力分布的计算结果与实验值进行对比,表明计算结果准确·另外通过对计算结果进行分析还可以得出,在稳定轧制阶段存在弹性预变形区、塑性变形区和弹性恢复区;轧制压力沿接触面的分布在入口和出口的变化梯度较大,中间区域的变化梯度较小·     

异径辊轧机小辊侧向力及合理偏移量的研究

本文通过理论分析和实验研究得出: (1) 异径辊轧制由于一个工作辊直径减小了2/3,从而使轧制压力减小35～55％,大大提高了轧制效率。 (2) 探明了各种因素对侧向力的影响规律。小辊偏移角越大、轧制压下量越大及轧制速度越高,则侧向力越大;反向轧制比正向轧制时侧向力大得多。为了降低侧向力的峰值,使之趋于均化,应该适当减少上传动辊的直径或速度。 (3) 由理论分析推导出一个计算小辊侧向力(F)的简化公式;从保证轧制稳定条件出发,还求出确定小辊合理偏移量(e)的简单公式,通过实验在一定偏移量范围内得到验证。     

万能孔型中带张力轧制H型钢的研究

本文对万能孔型中带张力轧制H型钢进行了理论分析和实验研究,理论分析采用刚塑性有限元中的可压缩法;总泛函中考虑了张力功率和速度不连续面上的剪切功率;迭代求解时采用黄金分割法沿牛顿方向上进行一维搜索,加快了计算的收敛速度,理论计算得到的宽展,前滑、平均单位压力、轧制力矩等参数均与实验结果符合较好。