基本信息
- 項目名稱：
- 扇形板與楔形套非均勻配合型卷取機卷筒
- 小類：
- 機械與控制
- 大類：
- 科技發(fā)明制作B類
- 簡介：
- 扇形板與楔形套非均勻配合型卷取機卷筒以能夠有效延長扇形板的使用壽命為目的，通過改變扇形板與楔形套之間的配合關(guān)系，減輕了扇形板由于變形帶來的應(yīng)力集中現(xiàn)象，抑制了扇形板裂紋的產(chǎn)生。
- 詳細介紹：
- 卷筒的扇形板在卷取機工作時直接與帶材接觸，并且與楔形套相互配合完成卷取過程中卷筒的漲縮，以實現(xiàn)卷取和卸卷。隨著用戶對熱軋帶鋼需求的發(fā)展，卷取溫度和帶材的抗拉強度不斷升高，帶材的厚度范圍也在不斷擴大?，F(xiàn)有的卷筒扇形板由于連續(xù)承受急冷急熱，頻繁沖擊，卷取80萬噸后出現(xiàn)開裂，不得不報廢，這不僅增加了設(shè)備成本，降低了生產(chǎn)效率，而且還容易發(fā)生產(chǎn)品質(zhì)量問題和生產(chǎn)事故。 為延長卷筒上的扇形板的使用壽命，通常的做法是將扇形板進行下機修復(fù)，如寶鋼對已經(jīng)出現(xiàn)裂紋的扇形板進行堆焊修復(fù)，達到要求后重新上機使用。但是，下機修復(fù)一方面會影響生產(chǎn)效率，另一方面重新上機的扇形板有斷裂的可能，這會直接導(dǎo)致生產(chǎn)事故。 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種扇形板與楔形套非均勻配合型卷取機卷筒，它能有效的延長扇形板的使用壽命。通過對扇形板的結(jié)構(gòu)進行改進，改變了扇形板與楔形套之間的配合關(guān)系，當扇形板因外部作用而出現(xiàn)變形時，通過扇形板與楔形套之間的設(shè)置間隙將會補償這種變形，減輕了扇形板由于變形而帶來的應(yīng)力集中現(xiàn)象，抑制了扇形板裂紋的產(chǎn)生，從而有效地延長了扇形板的使用壽命。 對新結(jié)構(gòu)的扇形板進行熱力耦合分析，由于新結(jié)構(gòu)留出了一定的變形余量，在卷取、冷卻過程中扇形板兩端的變形減小，卷取結(jié)束時頭部變形僅0.6mm，變形量的降低會使變形不均的情況得到改善。另外，修改結(jié)構(gòu)后的扇形板在工作時斜面的頂端與底端處的應(yīng)力比未修改的扇形板在這些點處的應(yīng)力有明顯的降低，因此這種結(jié)構(gòu)改進方案可以在減輕應(yīng)力集中現(xiàn)象、抑制裂紋的產(chǎn)生與擴張方面起到良好的作用。
作品專業(yè)信息
設(shè)計、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標
- 工業(yè)上常用的延長卷取機卷筒上扇形板的使用壽命的方法不僅會影響生產(chǎn)效率而且嚴重的會直接導(dǎo)致生產(chǎn)事故。為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種扇形板與楔形套非均勻配合型卷取機卷筒。 作品的創(chuàng)新之處：針對扇形板的磨損失效和斷裂失效，對零件的制造工藝、結(jié)構(gòu)形狀進行了相應(yīng)的改進，并對新結(jié)構(gòu)的扇形板進行熱力耦合分析，結(jié)果顯示卷取結(jié)束時頭部變形僅0.6mm，而且修改結(jié)構(gòu)后的扇形板在工作時斜面的頂端與底端處的應(yīng)力比有明顯的降低，有效地延長了扇形板的使用壽命。
科學(xué)性、先進性
- 本發(fā)明對傳統(tǒng)卷取機卷筒所作的改進首先將現(xiàn)有的卷筒上的扇形板上的四組斜面在徑向方向向下調(diào)整0.3～1mm，并針對兩端斜面進行了局部修改。經(jīng)實驗及工業(yè)驗證發(fā)現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)改進方案可以在減輕應(yīng)力集中現(xiàn)象、抑制裂紋的產(chǎn)生與擴張方面起到良好的作用。 參考文獻： 1 鄭麗, 付愛君. 改進卷筒軸與扇形板加工工藝的研究. 一重技術(shù), 1996, (3): 104-107 2 田宏霞, 王峰. 卷取機中扇形板加工工藝的改進. 維修與改造, 2008, 25(11): 74-75 3 王淑娟. 寶鋼1580卷取機卷筒扇形板修復(fù). 江蘇冶金, 2000, (3): 56-57 4 李漢俊. 卷取機改造新工藝及設(shè)備情況介紹. 軋鋼, 1994(5): 15-19
獲獎情況及鑒定結(jié)果
- 實體部件于2010年7月10日在寶鋼熱軋廠進行了中期檢測，其運行情況良好，在延長扇形板使用壽命方面效果顯著。
作品所處階段
- 生產(chǎn)階段
技術(shù)轉(zhuǎn)讓方式
- 無
作品可展示的形式
- 圖紙、圖片
使用說明,技術(shù)特點和優(yōu)勢,適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說明,市場分析,經(jīng)濟效益預(yù)測
- 新型卷筒性能穩(wěn)定，使用效果良好，可以有效地減少應(yīng)力集中現(xiàn)象、抑制裂紋的產(chǎn)生與擴張，延長扇形板的使用壽命。該結(jié)構(gòu)的扇形板易于加工，且成本較低，與傳統(tǒng)的卷筒扇形板相比不僅沒有提高相應(yīng)的使用成本，同時又有效地延長了扇形板的使用壽命。該發(fā)明可應(yīng)用在熱軋或冷軋帶鋼的軋制過程中，提高了卷取機卷筒的使用效率，有廣闊的應(yīng)用前景。
同類課題研究水平概述
- 近年來，隨著用戶對熱軋帶鋼需求的提高，增加了扇形板在工作時受到的卷取力以及高溫所帶來的若干負面影響，使得扇形板更容易出現(xiàn)變形、龜裂及磨損等缺陷，直接影響帶卷的質(zhì)量。更為嚴重的是，當缺陷達到一定程度，會導(dǎo)致卷取機無法正常工作、扇形板斷裂等情況。 目前，國外生產(chǎn)卷筒扇形板的廠家很多，國外如日本三菱、德國西馬克等，但除去價格昂貴以外，使用壽命也并不能滿足生產(chǎn)的需要。 國內(nèi)的寶菱重工、陜壓等企業(yè)也已具備了批量生產(chǎn)扇形板的能力，其材質(zhì)一般采用耐熱不銹鋼鍛件或鑄件，與進口的扇形板相比使用壽命相差不大，但是由于大多不經(jīng)過堆焊等表面強化處理，使得其所生產(chǎn)的扇形板在使用過程中磨損現(xiàn)象頗顯嚴重。 為適應(yīng)高溫卷曲的需要，燕山大學(xué)的李俊洪等人采用有限單元法對1580熱連軋卷取機卷筒扇形板在卷取過程中的熱變形進行了分析計算，并在實驗室進行了模擬試驗，得出了扇形板關(guān)鍵部位的熱變形量的大小。 唐田秋等人利用ANSYS軟件對卷取機卷筒的扇形板的強度進行了分析計算，得出了扇形板的應(yīng)力分布和各節(jié)點出的位移，找出了扇形板的薄弱環(huán)節(jié)，并在有限元分析的基礎(chǔ)上進行了優(yōu)化設(shè)計。 董海紅等人針對熱軋平整機組開卷機卷筒扇形板的防護問題介紹了扇形板表面HVOF噴涂技術(shù)與應(yīng)用。 田紅霞，王峰從扇形板加工工藝的角度研究了扇形板加工工藝及改進的措施。
