宝钢2050轧机主传动扭振分析与性能评估

摘要

本文以宝钢分公司热轧厂在役的2050板带轧机F2、R2主传动设备系统为研究对象，着重从理论上研究了主传动系统性能评估的几个关键问题，尤其对目前报道较少的“考虑间隙的扭振分析”、“鼓形齿接轴齿间载荷分配与动态强度评估”等问题进行了全面分析。对2050轧机主传动机械设备进行理论计算分析和能力评估测试，找出主传动机械设备的薄弱环节和产能瓶颈，结合生产实际进行改造和优化，是防患于未然，确保设备持续、稳定运行的必要手段。 全文共分五章，主要论述了以下几方面的内容： 1．2050轧机主传动系统概况介绍，指出主传动系统存在的主要问题，对本研究的内容和意义进行说明： 2．利用集中质量法，建立2050轧机R2、F2主传动系统扭振模型，计算扭振固有频率和振型分布，并通过系统动态参数敏感度矩阵探讨了主传动各阶扭振非零固有频率对各质量单元转动惯量及各轴段扭转刚度的敏感度，为主传动机械设备的结构改造及动态性能优化提供了理论依据； 3．根据R2、F2主传动系统的模态分析结果，对系统扭振响应进行了分析，在不考虑间隙和考虑工作辊扁头套间隙的条件下分别计算各轴段扭矩放大系数，计算结果与实测结果比较吻合，理论与实践的统一为主传动各部件的动态强度分析提供了可靠数据； 4．以广泛应用于2050轧机精轧主传动的非共轭齿面鼓形齿接轴为分析对象，对其齿面啮合特征、齿间周向载荷分配、接触强度校核以及齿端干涉问题作较为全面的研究，为接轴性能优化、接轴备件国产化奠定理论基础； 5．通过平均轧制力矩乘扭矩放大系数的计算方法得到F2主传动装置各部件所承受的最大力矩，由此作为计算载荷，按照机械设计理论对F2主传动系统中减速箱齿轮及齿轮轴、分配箱齿轮及齿轮轴进行强度校核，进而进行能力评估，确定各部件富余能力和主传动系统的薄弱环节。

目录

文摘

英文文摘

第1章绪论

1.1轧机主传动系统概况

1.2轧机主传动系统存在的问题

1.3课题研究的内容和意义

第2章轧机主传动系统扭振模型

2.1主传动系统结构简图及基本参数计算

2.2扭转振动方程

2.3扭振频率及主振型计算方法

2.4 R2扭振固有频率和振型分布

2.5 F2扭振固有频率和振型分布

2.6扭振基频率对轧机结构参数的敏感度分析

2.6.1固有频率对转动惯量的敏感度分析

2.6.2固有频率对扭转刚度的敏感度分析

2.7本章小结

第3章轧机主传动系统扭振响应分析

3.1扭矩放大系数计算方法

3.2不考虑间隙的扭矩放大系数数值仿真

3.2.1 R2主传动系统咬钢扭矩放大系数计算

3.2.2 F2主传动系统咬钢扭矩放大系数计算

3.3间隙对主传动系统扭振响应的影响

3.4考虑间隙的扭矩放大系数数值仿真

3.4.1 R2主传动系统分析

3.4.2 F2主传动系统分析

3.5基于Runge-Kutta的扭振微分方程非解耦算法

3.6本章小结

第4章F2主传动鼓形齿接轴工作性能评估

4.1鼓形齿接轴概述

4.2基本结构

4.3齿面啮合分析

4.4齿间载荷分配

4.5干涉检验

4.6齿面工作状态分析

4.6.1相对滑动速度

4.6.2自动对心性能

4.7鼓形齿强度校核及疲劳寿命评估

4.8本章小结

第5章F2减速箱、分配箱强度分析

5.1 F2减速箱输入轴的强度校核

5.1.1输入轴的受力简图 (见图5.1)

5.1.2求作用在输入轴上的力

5.1.3水平面弯矩图、铅直面弯矩图、合成弯矩图、扭矩图

5.1.4按疲劳强度计算安全系数

5.2 F2减速机输出轴的强度校核

5.2.1输出轴的受力简图(见图5.3)

5.2.2求作用在输出轴上的力

5.2.3水平面弯矩图、铅直面弯矩图、合成弯矩图、扭矩图

5.2.4按疲劳强度计算安全系数

5.3 F2分配箱上轴的强度校核

5.3.1上轴受力简图(见图5.5)

5.3.2求作用在上轴上的力

5.3.3水平面弯矩图、铅直面弯矩图、合成弯矩图、扭矩图

5.3.4按疲劳强度计算安全系数

5.4 F2分配箱下轴的强度校核

5.4.1下轴的受力简图 (见图5.7)

5.4.2求作用在输入轴上的力

5.4.3水平面弯矩图、铅直面弯矩图、合成弯矩图、扭矩图

5.4.4按疲劳强度计算安全系数

5.5齿轮强度校核

5.6利用轴承偏心套调整斜齿轮副的接触状态

5.6.1工作原理

5.6.2轴承的相对位移

5.6.3轴承相对位移和偏心套相对转角的关系

5.6.4齿侧间隙的调整

5.6.5操作规程

5.6.6实例分析

5.7本章小结

结论

参考文献

在站期间发表的论文

作者简介

致谢