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自18世纪末诞生了世界上第一台轧机起,轧机就以非常快的速度朝着大型化、多元化、计算机自动控制化方向发展。时至今日,轧机的种类及轧制功率大小基本能满足国民生产需要。在轧机的发展过程中,压下系统一直担当着非常重要的角色,它控制着产品的质量,可以说压下系统的性能就决定着整台轧机的性能。研发人员不断从各个方面改进压下系统的性能,以提高轧制精度。 本文以轧机的电动压下装置为研究对象,具体分析压下螺旋副在轧制力作用下的弹性变形以及螺旋副几何参数、转动惯量对轧制精度的影响,研究压下螺杆在驱动力作用下的运动性能,得到符合安全性要求的最优螺纹参数,使压下螺杆的运动性能最好,压下精度最高,并将结论运用到轧机压下系统的设计或改造中。 所以本文采用对比分析法实现研究目标。首先根据轧机工作参数,优化螺纹公称直径数据和螺距数据,然后对这些数据按照一定的规律分组,分析螺旋副单个参数对轧制精度,即压下螺杆运动性能的影响,其次综合分析各个仿真结果,讨论不同因素对轧制精度造成影响,最后根据分析结论选优。 根据轧机的工作参数优化压下螺杆的公称直径范围、牙型及螺距大小,并对选出的螺纹安全性进行校验。从理论及有限元角度对螺纹的偏载现象及弹性变形做了分析,分析结果表明:在轧制力作用下,螺纹的偏载现象没有导致分析组中的压下螺杆发生局部失效,公称直径150mm、螺距16mm的梯形及锯齿形螺纹在最大轧制力作用下弹性变形分别为0.034mm和0.031mm。然后根据对比分析组数据建立多体系统动力学模型做 ADAMS运动仿真,分析压下螺杆的参数对运动性能的影响。 通过有限元分析得出:在轧制力作用下等公称直径、等螺距的锯齿形螺纹比梯形螺纹的变形量较小,对轧制精度的影响小。通过动力学理论和运动仿真分析结果验证了压下螺旋副参数及转动惯量影响其运动性能,并得出以下结论:轧机压下螺杆选型时,在满足螺旋副强度的情况下,选择公称直径最小的螺纹;在满足螺牙压根强度的情况下,选择锯齿形螺纹的压下螺杆;在满足螺旋副自锁条件的情况下,选择大螺距的压下螺杆;在螺杆几何参数相同的情况下,选择转动惯量小的压下螺杆。