气冷转向辊的失效分析

气冷转向辊是汽车钢板生产过程中的重要设备。气冷转向辊在长期工作后已经不能稳定地工作,需要下线进行检修。通过对气冷转向辊进行全面的检测包括目测和着色探伤,发现转向辊的主要失效有二处:一是自由端键槽连接处轴和孔之间的间隙增大了很多,二是固定端轴和筋板连接处有裂纹。本文对气冷转向辊的失效进行了分析。

气冷转向辊的结构优化和应力分析

气冷转向辊是热镀锌机组的重要设备,基于对旧气冷转向辊的失效分析,设计了新的气冷转向辊,对比旧气冷转向辊,新辊做了多个方面的结构优化:旧气冷转向辊在电机端无轴套,新气冷转向辊电机端添加了长247 mm壁厚77.5 mm的轴套。旧气冷转向辊自由端轴套尺寸长155 mm,壁厚62.5 mm,新气冷转向辊自由端轴套尺寸加长为200 mm,壁厚加厚为77.5 mm。侧板开口形状也不同,由旧辊的圆孔改为梯形孔;加强筋布置也有所调整;为确保新辊的正常工作,对新辊的应力状况进行了仿真计算和分析。为此,建立了新气冷转向辊的有限元计算模型,对新气冷转向辊进行了应力分析和热应力分析。在相同的工况条件下,对旧气冷转向辊和新气冷转向辊电机驱动端和自由端的应力情况作了对比计算。计算结果表明,新气冷转向辊在电机驱动端和自由端的应力状况都有明显的改善。