中低速磁悬浮轨排的矫直研究与应用

摘要

随着莱钢磁悬浮列车轨排项目被列入建设部的“十一五”国家科技支撑计划，莱钢集团与中国南车集团合作研发的磁悬浮列车轨排取得了突破性成果，突破了轨排的热轧瓶颈，实现了F型轨排的批量生产，目前莱钢磁悬浮列车轨排项目，可实现年产中低速磁悬浮轨排系列产品10万吨。中国第一辆中低速磁悬浮列车，在由莱钢建安公司建设的唐山1.5公里F轨排试验线上，安全运行100天，标志着磁悬浮列车运行试验成功。莱钢集团研发的此项目具备显著的自主创新优势，包括了技术专利10项，制定国家和行业标准7项，正在完善着具备高技术含量、自主创新、自主知识产权的中低速磁悬浮列车轨排技术体系。
　　F型磁悬浮轨排的热轧批量生产，给磁悬浮轨道交通的发展奠定了坚实基础。要实现磁悬浮轨道交通的大规模建设，仍然需要突破弯轨制作、轨枕量产加工、轨排矫直、轨排安装等关键技术。本课题以实现F型轨排的大规模建设为目标，立足生产实际中遇到的问题，致力于F型轨排的矫直，解决F型钢热轧成形后的几何尺寸缺陷。
　　本文是依据矫直机的生产过程和工作原理，首先从矫直机的总体方案评述开始，依次进行了主电机的选择计算，主传动系统的设计，工作辊与支承辊设计，矫直机压下与压上装置的设计与校核;并对矫直机的某些零件和基本结构进行了设计;并且研究了矫直机的发展方向。
　　在设计完成后利用UGNX8.0软件建立矫直模型，并使用软件自带的仿真程序进行有限元仿真，利用仿真结果对模型进行优化设计，同时使用通用有限元软件MSC.Marc进行力学仿真，将两者结果进行比较，验证UG仿真结果，使设计更加完善。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 课题的研究背景和意义

1．2 轧钢生产的发展情况

1．2．1 轧钢生产及产品种类

1．2．2 轧钢机械的分类

1．3 矫直机在轧钢生产中的作用及发展情况

1．4 辊式矫直机的工作原理

第2章 矫直机的总体结构设计

2．1 轿直机的调整形式

2．2 机座形式

2．3 支承辊的布置形式

2．4 辊的材质

2．5 传动系统的形式

2．6 轴承选择

2．7 压下机构的形式

第3章 矫直机性能参数计算

3．1 矫直机的技术性能及矫直工艺参数

3．2 辊式矫直机基本参数的确定

3．3 矫直力的计算

3．4 矫直功率的计算和电机功率的选择

第4章 矫直机关键部件设计

4．1 矫直辊的校核计算

4．1．1 矫直机矫直扭矩的计算

4．1．2 第三辊上弯曲力矩和支反力的确定

4．2 压下电机功率的选择

4．2．1 压下螺丝的传动力矩和压下电机功率的计算

4．3 压下装置的校核计算

4．3．1 压下电动机的过载校核计算

4．3．2 压下螺丝及压下螺母的强度校核设计

4．4 压上机构设计与校核

4．4．1 低速级蜗轮蜗杆的设计计算

4．5 减速机齿轮设计与校核

4．5．1 齿轮材料精度和齿数的选择

4．5．2 减速机齿轮设计计算

4．5．3 齿轮接触强度校核

4．6 减速机轴的设计与校核

4．6．1 求输出轴上的功率P2转速n2和转矩T2

4．6．2 求作用在齿轮上的力

4．6．3 初步确定轴的最小直径

4．6．4 轴的结构设计

4．6．5 按弯扭合成应力校核轴的强度

4．7 润滑方式的选择

第5章 仿真

5．1 UG建模

5．1．1 基本概念

5．1．2 UG的发展

5．1．3 参数化设计和变量化设计

5．1．4 模块化设计

5．1．5 UG的功能与特点

5．1．6 UG NX的工作流程

5．1．7 UG产品设计的一般过程

5．1．8 UG NX基本操作流程

5．1．9 UG NX8．0工作界面

5．2 建模与仿真过程

5．2．1 下矫直辊建模

5．2．2 上矫直辊建模

5．2．3 磁悬浮轨排F型钢建模

5．2．4 支撑框架建模

5．2．5 装配

5．2．6 有限元仿真

5．2．7 其他有限元软件(marc)仿真

第6章 结论

致谢

参考文献