鏈?zhǔn)嚼浯灿嬎銠C(jī)仿真研究論文
1前言
鏈?zhǔn)嚼浯彩卿摴苌a(chǎn)中比較重要的鋼管冷卻運輸設(shè)備，常見的有單向鏈?zhǔn)嚼浯埠碗p向鏈?zhǔn)嚼浯�。冷床在高溫環(huán)境下斷續(xù)工作，熱鋼管在橫向滾動運輸過程中可以實現(xiàn)均勻的冷卻和較好的直度。
2鏈?zhǔn)嚼浯驳慕Y(jié)構(gòu)及工作原理
2．1單鏈?zhǔn)嚼浯步Y(jié)構(gòu)及工作原理
單鏈?zhǔn)嚼浯灿烧蜻\輸鏈和固定導(dǎo)軌構(gòu)成，二者平行布置。正向運輸鏈為帶撥爪的槽形鏈，撥爪由滾輪構(gòu)成，導(dǎo)軌傾斜一個角度，略高于正向鏈，鋼管重量由導(dǎo)軌支撐。運輸鏈工作時依靠撥爪的推力和固定導(dǎo)軌的摩擦力使鋼管旋轉(zhuǎn)前進(jìn)，同時依靠鋼管的自重保證鋼管和撥爪始終接觸。但單鏈?zhǔn)嚼浯苍谏狭祥g隙內(nèi)，正向鏈停轉(zhuǎn)，鋼管此時處于靜止?fàn)顟B(tài)，容易出現(xiàn)局部冷卻不均。
2．2雙鏈?zhǔn)嚼浯步Y(jié)構(gòu)和工作原理
雙鏈?zhǔn)嚼浯灿烧蜻\輸鏈和反向鏈構(gòu)成，正向運輸鏈為帶撥爪的槽形鏈，撥爪也由滾輪構(gòu)成，反向鏈為平板鏈。冷床反向鏈鏈板高于正向鏈鏈板，鋼管重量由反向鏈支撐，向前運動的動力由正向鏈提供。雙鏈?zhǔn)嚼浯部梢蕴峁﹥煞N工作狀態(tài)，一種為正向鏈正向運動，反向鏈反向旋轉(zhuǎn)，鋼管在撥爪的推動下滾動前進(jìn)，另一種為正向鏈停轉(zhuǎn)，反向鏈連續(xù)運轉(zhuǎn)，鋼管在撥爪間原地旋轉(zhuǎn)。雙鏈?zhǔn)嚼浯材軌驅(qū)崿F(xiàn)鋼管的持續(xù)旋轉(zhuǎn)，使鋼管在冷卻過程中獲得較好的冷卻效果和直度。
3仿真應(yīng)用
3．1問題提出
某廠460無縫鋼管生產(chǎn)線使用雙鏈?zhǔn)嚼浯怖鋮s鋼管，如圖1所示，但鋼管在運輸過程中循環(huán)出現(xiàn)偏心滾動脫離鏈爪的現(xiàn)象，由于鏈速較慢，脫離后的一段時間鋼管將不再旋轉(zhuǎn)，從而導(dǎo)致鋼管冷卻不均，直度也受到影響。經(jīng)現(xiàn)場實測分析發(fā)現(xiàn)此現(xiàn)象是由于鋼管自身壁厚不均及直度不勻?qū)е落摴芷囊鸬�。針對這種情況，在這里綜合兩種鏈?zhǔn)嚼浯驳奶攸c提出一種新的冷床布置形式，通過傾斜布置雙鏈?zhǔn)嚼浯瞾肀ＷC鋼管始終靠在撥爪上，以保證鋼管在間歇橫移運動中始終能夠旋轉(zhuǎn)。但是針對不同的管徑和偏心程度，冷床的合理傾斜角度較難確定。隨著計算機(jī)仿真技術(shù)的發(fā)展，可以利用計算機(jī)建模模擬鋼管在冷床上的運動過程，通過調(diào)整設(shè)計參數(shù)確定合理的傾斜角度，為設(shè)備設(shè)計提供參考。
3．2計算機(jī)建模及參數(shù)設(shè)定
為了對鋼管運動狀態(tài)進(jìn)行分析，通過三維軟件建立鋼管、正向鏈和反向鏈的簡化模型。鋼管規(guī)格457×65mm，密度7850kg/m3。撥爪及支撐面與鋼管的靜摩擦因數(shù)μ=0．3，鋼管與支撐軌道之間的滾動摩擦因數(shù)μ=0．5mm，鋼管與支撐面的滑動摩擦因數(shù)μ=0．2［1］。正反鏈速均為0．03m/s。由于壁厚偏心及直度引起的綜合偏心量為3mm。
3．3模擬結(jié)果
通過給正、反鏈設(shè)定不同的傾斜角度，依靠鋼管對撥爪的受力變化，判斷鋼管是否始終壓靠在撥爪上并隨其共同運動。
3．4結(jié)論
兩個鏈節(jié)距前后撥爪上所受受力－時間曲線。由圖可見此時鋼管會出現(xiàn)脫離后鏈爪，并最終沖撞前鏈爪的情況。其中，兩曲線受力共同為0的時間段即為鋼管與反向鏈相對靜止的狀態(tài)，此時鋼管容易出現(xiàn)局部冷卻不均。正、反鏈整體向上傾斜1．5°后后鏈爪上的受力－時間曲線，由圖可見，壓力呈周期性變化，但始終大于0，說明鋼管始終壓靠在后撥爪上，根據(jù)鋼管在冷床上的工作原理［2］，鋼管是可以在整個橫移過程中實現(xiàn)持續(xù)旋轉(zhuǎn)的，從而保證了鋼管的均勻冷卻和較好的直度。
4結(jié)束語
通過計算機(jī)建模，仿真了鏈?zhǔn)嚼浯驳倪\動。針對鋼管由于自身直度及壁厚不均引起的綜合偏心對運動造成的影響進(jìn)行的分析。結(jié)合兩種鏈?zhǔn)嚼浯驳奶攸c提出了傾斜布置雙鏈?zhǔn)嚼浯驳姆绞�，并通過更改模型參數(shù)，找出了合理的冷床傾斜角。
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