轧机压下螺纹副回松机理试验和铜螺母螺牙塑扁鼓包分析

为定量解明中厚板轧机压下螺纹副回松机理和铜螺母螺牙顶端塑性压缩变形鼓包现象,制作中厚板轧机螺纹副1/8实物模型,进行螺纹副压下螺钉回松量测试、振动试验和铜螺母螺牙塑性压扁及顶端鼓包的有限元数值分析。轧机压下螺纹副采用大间隙中径定位力学约束。在轧制及间歇振动及咬、甩钢载荷工况下,由于螺纹副力学约束定位而侧隙控制的不可靠性,每当发生压下螺钉与平衡机构之间的不同步运动场合,诱发压下螺钉回松或螺牙顶端产生塑性压扁鼓包现象。提出主/副复合螺母结构,副螺母靠螺牙背面对压下螺钉实现几何约束以取代中径定位力学约束,有效地防止螺纹副动态侧隙的发生而分离,实现压下螺钉自平衡,减小压下螺钉的回松量,防止铜螺母螺牙产生塑扁鼓包。同时,减缓铜螺母的磨损,成倍增加螺纹副工作寿命。

基于热-结构耦合的轧机压下螺纹副强度分析

基于Ansys有限元软件建立了轧机压下螺纹副的三维模型,计算了常温下压下螺纹副结构的承载特性,通过提取出每扣螺牙等效应力的最大值,验证了轧机压下螺纹副螺牙根部的等效应力分布呈U形的规律。利用间接耦合法分别计算了60℃、100℃温度下热-结构耦合的螺纹副承载特性,对比了不同温度下压下螺纹副螺牙根部的等效应力及螺牙面的接触压力。结果表明,接触压力及等效应力的最大值均发生在第1扣螺牙;当温度为100℃时,压下螺母等效应力的最大值接近于螺母材料的屈服极限。

轧机压下螺纹副不等厚螺牙面力场的多极边界元解析

运用三维弹性摩擦接触多极边界元对3500中厚板轧机压下螺纹副进行面力场的数值解析。通过中径定位下的等厚和不等厚螺牙的计算,得到螺牙接触面的径向、周向摩擦力的分布及特点,为中厚板轧机螺纹副螺母损坏及滑动提供数值参考。