推荐310T2钢包回转台联接螺栓的有限元分析 精品.docx
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推荐310T2钢包回转台联接螺栓的有限元分析精品
内蒙古科技大学
本科生说明书(毕业)
题目:
310T×2钢包回转台联接螺栓的有限元分析
中文摘要
Abstract
第一章绪论
1.1现代连铸机的结构特征
1.2钢包回转台的组成
1.3钢包回转台的基本形式
1.4钢包回转台回转支承存在的问题
1.5三排滚柱式回转支承的形式与特点
1.6钢包回转台的载荷特点
1.7钢包回转台的工作原理及工艺流程
第二章钢包回转台的载荷参数及螺栓受力计算
2.1钢包回转台的载荷参数
2.2钢包回转台各种工作状况分析
2.3钢包回转台基础载荷和螺栓受力计算
2.3.1钢包回转台联接螺栓承载能力的计算
2.3.2钢包回转台联接螺栓的最大工作外负载
2.3.3回转支承联接螺栓的预紧力Py及预紧扭矩My
2.3.4计算钢包回转台联接螺栓的疲劳强度的安全系数
2.3.5对于三排滚柱式回转支承安装螺栓承载能力的计算
第三章钢包回转台联接螺栓受力分析的方法
3.1有限元方法的发展
3.2有限元法分析的一般步骤
3.2.1结构离散化
3.2.2单元分析
3.2.3整体分析
3.3ANSYS软件的介绍
3.4ANSYS有限元分析的典型步骤
3.4.1建立有限元模型
3.4.2加载和求解
3.4.2.1定义分析类型和设置分析选项
3.4.2.2施加载荷
3.4.2.3选择求解方法2.4.3结果后处理
3.4.3结果后处理
第四章钢包回转台联接螺栓的有限元分析
4.1实体模型的建立
4.2有限元模型
4.2.1设置单元属性
4.2.2.1选择单元类型
4.2.2.2设置单元实常数
4.2.2.3设置材料属性
4.3实体模型的网格划分
4.4载荷及约束的施加
结束语
致谢
参考文献
摘要
本设计题目是310T*2钢包回转台联接螺栓的有限元分析。
目标是利用ANSYS软件进行对钢包回转台联接螺栓进行有限元分析。
对钢包回转台底座选用了三排滚柱式回转支承,同时介绍三排滚柱式回转支承的原理、选型方法与计算。
在设计过程当中选用M42*400、10.9级精度的高强度螺栓来进行计算。
重点是用三排滚柱式回转支承联接螺栓的应力理论计算数值与ANSYS中有限元应力分析云图结果进行比较。
介绍本次设计的过程:
第一,介绍大型连铸设备的发展及钢包回转台的一些基本概况,钢包回转台的组成和工作状况的介绍,同时介绍了钢包回转台的工作原理和工艺流程。
钢包回转台的基本形式和载荷受力特点;
第二,介绍三排滚柱式回转支承安装螺栓承载能力的选型方法和原理。
运用钢包回转台的载荷参数计算三排滚柱式回转支承联接螺栓强度的极限应力。
为下面的有限元分析做铺垫;
第三,用ANSYS软件建立钢包回转台底座回转支承联接螺栓的模型、对联接螺栓实体模型进行网格的划分、约束和施加载荷;
第四,用ANSYS软件建立钢包回转台底座回转支承施加预紧力及最恶劣工况的轴向载荷和倾覆力矩时联接螺栓的有限元分析对钢包回转台联接螺栓强度进行分析,并将计算数据用于ANSYS当中,利用有限元模型对计算结果的分析和讨论。
关键词:
钢包回转台回转支承
有限元分析强度分析
Abstract
Thisdesignisentitled310T*2ladleturretboltsofthefiniteelementanalysis.GoalistouseANSYSsoftwareforladleturretboltsfiniteelementanalysis.Ladleturretbaseselectedthree-rowrollerslewingring,alsointroducedthree-rowrollerslewingringtheory,selectionmethodsandcalculations.InthedesignprocessusedM42*400,10.9levelprecisionbolttobecalculated.Focusistousethree-rowrollerslewingringboltsstressnumericalcalculationandANSYSfiniteelementstressanalysisresultswereparedwithcloud.
IntroductionThedesignoftheprocess:
First,theintroductionoflarge-scaledevelopmentandcontinuouscastingequipmentladleturretsomebasicoverviewofthepositionofladleturretandworkingconditionsofintroduction,alsointroducedladleturretworkingprincipleandprocess.Ladleturretbasicformsofforceandloadcharacteristics;
Second,introducingthree-rowrollerslewingbearingcapacitymountingboltsselectionmethodsandprinciples.Useladleturretloadparametercalculationthree-rowrollerslewingringboltsstrengthlimitstress.FiniteElementAnalysisforthefollowingpavetheway;
Third,usingANSYSsoftwaretoestablishtheladleturretslewingringboltsinthebasemodel,thecouplingboltsmeshingsolidmodel,constraints,andtheappliedload;
Fourth,usingANSYSsoftwaretoestablishbaseladleturretslewingpreloadandworstworkingconditionsofaxialloadandoverturningmomentwhenthecouplingboltsfiniteelementanalysisladleturretboltsstrengthanalysisandcalculationdataANSYSwereused,theuseoffiniteelementmodelforanalysisanddiscussionoftheresults.
KeywordsrotaryLadleTnrntableBearing
Strengthanalysisoffiniteelementanalysis.
第一章绪论
1.1现代连铸机的结构特征
连续铸钢是一项把钢水直接浇铸成形的节能新工艺,它具有节省工序、缩短流程, 提高金属收得率,降低能量消耗,生产过程机械化和自动化程度高,钢种扩大,产品 质量高等许多传统模铸技术不可比拟的优点。
自从20世纪50年代连续铸钢技术进入工业性应用阶段后,不同类型、不同规格的连铸机及其成套设备应运而生。
20世纪70年代以后,连铸技术发展迅猛,特别是板、方坯连铸机的发展对加速连铸技术替代传 统的模铸技术起到了决定性作用。
高效连铸同传统连铸相比,其特点是高拉速、高质量、高效率、高作业率、高温铸坯。
高效连铸机为了适应高效连铸的要求,具有如下结构特征:
(1)高效连铸首先要有适合生产连铸坯钢种的最佳机型,即冶炼设备和铸机的装备水平要与实现高效连铸的钢种相匹配。
(2)拉速的提高使得连铸机向着增大弧形半径和立弯式机型的方向发展。
(3)主体设备要求长寿命,低故障率,可靠,并能实现快速更换,事故快速处理。
(4)自动化水平高,高效连铸机实现自动化生产
近代连铸机向高生产率和高质量两个方向发展,提高拉坯速度和缩短辅助时间是提高生产率的重要手段。
由于拉速高,连铸坯液芯长度增加,由此引起一系列问题,如铸坯出结晶器后坯壳厚度变薄、二次冷却段的铸坯易产生鼓肚变形、矫直时由于铸坯仍有液芯而产生内裂等,这些问题的解决构成了近代连铸机的重要结构特征。
为了保护浇注,须使用长水口,采用带升降机构的钢包回转台。
为了改善结晶器冷却效果,增加结晶器出口坯壳厚度,须采用直型长结晶器,长度为900mm。
结晶器振动机构采用四偏心机构,其振动采用高频率小振幅以减小振痕深度,提高铸坯表面质量,最高振动频率已达400次/min。
由于高拉速,液芯长度加长,铸坯极易产生鼓肚变形,影响铸坯质量,在二次冷却段的夹辊采用小辊距高刚度,为此采用小辊密排和分节辊结构。
铸坯的矫直采用多点矫直或连续矫直,以降低由于矫直在坯壳中产生的应力水平,防止内裂提高质量。
压缩铸造技术也是解决这个问题的重要途径。
1.2钢包回转台的组成
钢铁工业是整个工业发展的基础,钢铁生产对于国民经济各部分都有重大意义。
随着工业的迅猛发展和现代科学技术的进步,对高质量钢的需求量日益增长,炼钢新技术和新工艺的不断涌现,与的发此相适应的炼钢设备也得到了很大展。
连续铸钢是五十年代迅速发展起来的一项新技术,其设备包括大包、中间包、结晶器、二冷区等。
而钢包回转台则是连续铸钢机起始阶段的要害设备,是现代化炼钢厂关键连铸设备之一,该设备工作过程中承受极大交变载荷,结构复杂,精度要求高,制造难度极大。
钢包回转台由回转部分、固定部分、润滑系统和电控系统组成。
回转部分由回转环、“H”型回转臂、钢包升降装置、加保温盖装置以及回转驱动装置所组成。
由于回转速度较低(0.5~1r/min),速比大,所以回转驱动的大齿轮广泛采用柱销齿圈,它结构简单、维修方便、造价低廉。
钢包升降有电机驱动和液压驱动两种形式,升降行程0.6~1m,升降速度0.5~2m/min。
回转固定装置的作用是保证钢包在浇注时有准确定位,并不致在外力冲击下产生位移。
由于偏载和回转造成巨大的倾翻力矩,通过地脚螺丝传递到基础上,因此必须高度重视地脚螺栓的设计。
通常将地脚螺栓和锚固框架组成一个整体结构,以抵抗强大的倾翻力矩。
为使地脚螺栓在变载荷下不致于松动,可使用预应力高强度螺栓。
1.3钢包回转台的基本形式
钢包回转台按转臂旋转方式不同,可分为两大类:
一类是两个转臂可各自作单独旋转,另一类是两臂不能单独旋转。
两臂可各自单独旋转的回转台操作灵活,但结构复杂,制造和维修困难,制造成本高。
这种型式由于两个转臂可各自独立旋转,因而可以实现一个转臂在一边浇注钢水的同时,另外一个转臂能够在任何角度上接受钢包。
但这种型式只有在工艺上有特殊要求时菜采用。
双臂同时转动的回转台结构简单,维修方便,制造成本低,应用广泛。
凡是钢水需要过跨的连铸机一般都选用这种回转台。
1.4钢包回转台回转支承存在的问题
目前存在的主要问题是:
回转支承的工况环境一般较恶劣,因此回转支承的使用寿命受工况环境影响较大,并且影响了回转支承的安全可靠性"滚道质量是影响回转支承的使用寿命的关键因素,滚道热处理技术难度大,三面淬火易产生变形,且易形成应力集中,表面
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