Optimierungsdesign für die Getriebeteile einer Vierwalzen-Plattenwalzmaschine

Die Vierwalzenplatte Walzmaschine ist eine nicht standardmäßige schwere Maschinenausrüstung, die für die Maschinenbauindustrie, insbesondere für Behälterherstellungsunternehmen, erforderlich ist.Es wird hauptsächlich verwendet, um verschiedene Arten (Materialien) von Stahlplatten entsprechend den Konstruktions- und Fertigungsanforderungen zu zylindrischen mechanischen Teilen zu walzen.Gehört zu Kunststoffformmaschinen und -geräten.Da die Vierwalzen-Blechwalzmaschine beim Walzen des Blechs ein großes Torsionsmoment benötigt, ist die Sicherheitskonstruktion der Getriebeteile besonders wichtig.

●Strukturanalyse von Getriebeteilen einer Vierwalzen-Blechwalzmaschine

Die Getriebeteile der Vierwalzen-Walzmaschine dienen hauptsächlich dazu, den Arbeitswalzen der Vierwalzen-Biegemaschine ein Drehmoment zuzuführen.Die Getriebeteile bestehen hauptsächlich aus Halbkupplungen, Komponentenhülsen, Verbindungsplatten und Verbindungsstiften, wie in Abbildung 1 dargestellt. Bei der Konstruktion der Verbindungsplatte muss berücksichtigt werden, dass unter der Arbeitslast ein ausreichender Sicherheitsfaktor vorhanden ist.Da sich die Strukturform der Verbindungsplatte von der herkömmlichen unterscheidet, kann die Methode der elastischen Mechanik nicht vollständig angewendet werden, um eine genaue analytische Lösung zu erhalten.Gleichzeitig wird die Spannungskonzentration der Verbindungsplatte bei der Finite-Elemente-Simulation der Verbindungsplatte leicht vernachlässigt, was bei der Formgebung der Verbindungsplatte zu Verformungen oder Bruchschäden führt.

●Optimaler Analyseplan für die Übertragungsverbindungsplatte der Vierwalzen-Plattenwalzmaschine

⒈Designvariable

Optimales Design ist eine Technik, um den optimalen Designplan zu finden und zu bestimmen.Das sogenannte optimale Design bezieht sich auf ein Schema, das alle Designanforderungen erfüllen kann, das geringste Gewicht, die geringste Belastung, die geringsten Kosten usw. aufweist und bei dem die Verarbeitungsschwierigkeiten relativ gering sind.Um die Spannungskonzentration der Verbindungsplatte zu reduzieren und den Produktions- und Verarbeitungsanforderungen des Unternehmens gerecht zu werden, werden drei Optimierungsschemata ermittelt, wie in Abbildung 2 dargestellt, und die Entwurfsparameter des entsprechenden Optimierungsschemas sind in Tabelle 1 aufgeführt.

⒉Optimierungsanalysemodell

Denn die Erstellung des Analysemodells, die Aufteilung des Netzes, die Festlegung der Randbedingungen und andere Faktoren haben großen Einfluss auf die Struktur der Optimierungsanalyse, insbesondere auf die Auswahl der Randbedingungen für die Optimierungsanalyse der Übertragungsverbindung Platte allein ist schwierig und die Verarbeitung der Randbedingungen ist ungenau. Die Ergebnisse der Optimierungsanalyse sind zwangsläufig nicht verfügbar, daher wählt das Modell dieser Optimierungsanalyse die Getriebeteile der gesamten Vierwalzen-Plattenwalzmaschine aus.Das in der Optimierungsanalyse ausgewählte Materialmodell und die Parameter sind in Tabelle 2 dargestellt.

⒊Auswahl optimaler Analyserandbedingungen

Für die Optimierungsanalyse der Rollenübertragungsteile der Vierwalzen-Blechwalzmaschine wird die Verschiebung der sechs Richtungen in der Endfläche der oberen Walze simuliert und am Antriebsende ein Antriebsdrehmoment von 533 t · mm angelegt.Die bei der Erstellung des Analysemodells angewendeten Kontakte sind wie folgt: Es werden 8 Standardkontaktmethoden zwischen der Verbindungsplatte und den Übertragungsteilen in der Halbkupplung angewendet, der Reibungskoeffizient beträgt 0,3 und der Kontakt zwischen der Verbindungsplatte und den Übertragungsteilen in der Halbkopplung wird Status simuliert;Es werden zwei Standardkontaktmethoden zwischen Halbkupplung und Halbkupplungs-Getriebeteilen angewendet. Der Reibungskoeffizient beträgt 0,3, was den Kontaktzustand zwischen Halbkupplung und Halbkupplungs-Getriebeteilen simuliert.Die Hälfte wird angewendet. Der Bindungskontaktmodus an der Kupplung 2 hat einen Reibungskoeffizienten von 0,3, der den Kontaktzustand zwischen der halben Kupplung und der Hülse simuliert.Die Verarbeitung von Vernetzung und Randbedingungen ist in Abbildung 3 dargestellt.

⒋Optimale Analyseergebnisse der Übertragungsverbindungsplatte

In den drei Schemata tritt die maximale Spannung in den Getriebeteilen an den inneren Ecken der Getriebeverbindungsplatte auf, und mit zunehmenden Ecken nimmt die Spannung tendenziell ab, wie in den Abbildungen 4 bis 6 dargestellt.Schema 3 basiert auf den beiden vorherigen Schemata und ist das beste der drei Schemata.Die maximale Spannung beträgt 580,104 MPa und ist damit geringer als die Streckgrenze des Materials 30Cr2Ni2Mo, die 835 MPa beträgt, und der Sicherheitsfaktor ist größer als 1,4.Einzelheiten finden Sie in Tabelle 3.

⒌Fazit

⑴Das finite Element wird als Analysemethode verwendet, um das Design der Übertragungsanschlussplatte zu optimieren.Unter der Voraussetzung, die Festigkeitsanforderungen sicherzustellen, ist die optimierte strukturelle Gestaltung der Getriebeanschlussplatte sinnvoller.

⑵ Mit der Methode zum Analysieren und Vergleichen von Schemata können Sie schnell das optimale Designschema ermitteln und daraus die Designregeln ermitteln.Insbesondere bei der Gestaltung von Serienprodukten kann diese Methode die Designeffizienz und Designwahrnehmung maximieren.