短應力線軋機拉桿系分析

張榮濱 李圖學

[摘要]以棒線材短應力線軋機拉桿系作為研究對象，對其進行受力分析，進而指導短應力線軋機系列化設計。

[關鍵詞]短應力線軋機；拉桿；公式計算；有限元分析

[DOI]1013939/jcnkizgsc201537047

1引言

短應力線軋機是棒、線材生產線上的核心設備。20世紀40年代，在瑞典研制出了第一代短應力線軋機，它取消了牌坊，用拉緊絲桿將兩個軸承座連在一起，懸掛在三腳架上[1]。軋機工作機座中受力零件的長度之和，就是該軋機的應力跡線的長度[2]，短應力線軋機應力回線比普通軋機明顯縮短。隨著該機型技術的不斷改進和完善，到21世紀初已經成為棒線材生產線的軋機主流機型。雖然在外形及內部結構略有不同，但其功能和原理基本是相同的[3]。如圖1所示，在軋制過程中，盡量減少受力零件，縮短應力回線。在軋制過程中，軋輥所受的軋制力通過軸承座傳遞給承壓套并作用于調整螺母和拉桿的連接螺紋上[4]。因此，拉桿系的強度和剛度尤為重要。本文重點針對一種短應力線軋機拉桿系進行受力分析，為今后的優化設計提供指導及依據。

圖1短應力線軋機應力回線

2拉桿系分析計算

21理論公式計算

211計算條件

拉桿、螺母等效應力分布云圖如圖8、9所示。螺紋旋合部分的最大等效應力為157.598MPa，螺母的最大等效應力為142.965MPa，發生在螺紋旋合部分的第一圈處。

3結論

本文采用3D模型能準確地描述短應力線軋機拉桿螺紋副的彈性接觸狀況，對變形的計算結果較準確。對于拉桿螺紋副的強度校核，以公式為主，有限元計算結果為輔。利用有限元分析結果反映的應力變化趨勢，可對螺母及拉桿的結構進行優化調整，進而指導短應力線軋機設計。

參考文獻：

[1]周建男軋鋼機[M].北京：冶金工業出版社，2009

[2]鄒家祥軋鋼機械[M].北京：冶金工業出版社，2004

[3]王廷斌，杜玉寶，等Φ550緊湊式軋機拉桿強度分析及結構改造[J].冶金設備，2004（6）.