三輥卷板機的結構分析與優(yōu)化

  卷板機首先對大型數控船用卷板機卷板過(guò)程中床身的受力情況進(jìn)行了分析;進(jìn)而在保證床身結構力學(xué)特性的前提下,卷板機對床身結構進(jìn)行了簡(jiǎn)化,建立了超大型數控船用卷板機床身的有限元模型;通過(guò)對該有限元模型進(jìn)行計算分析,得到床身的應力和位移結果,并在分析結果的基礎上,以其重量為目標進(jìn)行了結構優(yōu)化,使床身結構更趨合理。 輥筒是卷板機最重要的部件,它所占的質(zhì)量也是最大的,因此,在滿(mǎn)足工作要求的前提下減少輥筒質(zhì)量,能夠有效地降低生產(chǎn)成本。研究采用非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)分析方法,運用ANSYS和對輥筒進(jìn)行數值分析,得到輥筒在卷板過(guò)程中的變形圖,并在優(yōu)化分析模塊對輥筒進(jìn)行結構優(yōu)化,輥筒的總質(zhì)量由原來(lái)的10080 kg減小到優(yōu)化后的8858 kg,同時(shí)輥筒長(cháng)度由原先的2.2 m減小到2.06 m。

          最終結果證明:使用非線(xiàn)性動(dòng)力學(xué)分析方法能夠準確地得到卷板過(guò)程中輥筒的變形,經(jīng)過(guò)Workbench優(yōu)化后的輥筒尺寸和質(zhì)量明顯減小,生產(chǎn)成本更低。 四輥卷板機是靠調整側輥進(jìn)給位移來(lái)卷制不同半徑圓筒,目前設計四輥卷板機結構、數控系統時(shí),都是利用經(jīng)驗來(lái)設計,存在一定盲目性。本文建立起四輥卷板機工作的數學(xué)模型,分析兩種不同條件下側輥進(jìn)給位移與卷曲半徑之間關(guān)系曲線(xiàn)(簡(jiǎn)稱(chēng)工作曲線(xiàn)),兩種工作曲線(xiàn)都是隨著(zhù)卷曲半徑越大時(shí),曲線(xiàn)越陡峭,對側輥進(jìn)給和控制精度要求越高。改變側輥傾斜角時(shí),側輥傾斜角越小,工作曲線(xiàn)越陡峭,改變不同上輥中心到側輥夾角定點(diǎn)距離時(shí),工作曲線(xiàn)隨著(zhù)該值增加左移、趨緩。在實(shí)際生產(chǎn)中可以根據卷曲半徑范圍來(lái)制定工作曲線(xiàn),利用工作曲線(xiàn)來(lái)設計四輥卷板機控制系統。 

  卷板機是對板材進(jìn)行連續點(diǎn)彎曲的塑形機床，具有卷制O型、U型、多段R等不同形狀板材的功能。

      減速機用于卷板機的傳動(dòng)設備時(shí)，把電動(dòng)機的高速運轉的動(dòng)力通過(guò)減速機的輸入軸上的齒數少的嚙合輸出軸上的大齒輪來(lái)達到減速的目的。 卷板機的減速機是一種動(dòng)力傳達機構，是利用齒輪的速度轉換器，將電機的回轉速減速到所要的回轉速，并得到較大的轉矩的機構。 

    卷板機的減速機在降速同時(shí)提高輸出扭矩，扭矩輸出比例按電機輸出乘減速比，但要注意不能超出減速機額定扭矩，在降速同時(shí)降低了負載的慣量，慣量的減少為減速比的平方。