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基本信息
- 項(xiàng)目名稱(chēng)：
- 扇形板與楔形套非均勻配合型卷取機(jī)卷筒
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類(lèi)：
- 機(jī)械與控制
- 大類(lèi)：
- 科技發(fā)明制作B類(lèi)
- 簡(jiǎn)介：
- 扇形板與楔形套非均勻配合型卷取機(jī)卷筒以能夠有效延長(zhǎng)扇形板的使用壽命為目的，通過(guò)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(lái)的應(yīng)力集中現(xiàn)象，抑制了扇形板裂紋的產(chǎn)生。
- 詳細(xì)介紹：
- 卷筒的扇形板在卷取機(jī)工作時(shí)直接與帶材接觸，并且與楔形套相互配合完成卷取過(guò)程中卷筒的漲縮，以實(shí)現(xiàn)卷取和卸卷。隨著用戶(hù)對(duì)熱軋帶鋼需求的發(fā)展，卷取溫度和帶材的抗拉強(qiáng)度不斷升高，帶材的厚度范圍也在不斷擴(kuò)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(wàn)噸后出現(xiàn)開(kāi)裂，不得不報(bào)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(wèn)題和生產(chǎn)事故。 為延長(zhǎng)卷筒上的扇形板的使用壽命，通常的做法是將扇形板進(jìn)行下機(jī)修復(fù)，如寶鋼對(duì)已經(jīng)出現(xiàn)裂紋的扇形板進(jìn)行堆焊修復(fù)，達(dá)到要求后重新上機(jī)使用。但是，下機(jī)修復(fù)一方面會(huì)影響生產(chǎn)效率，另一方面重新上機(jī)的扇形板有斷裂的可能，這會(huì)直接導(dǎo)致生產(chǎn)事故。 為了解決上述技術(shù)問(wèn)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(jī)卷筒，它能有效的延長(zhǎng)扇形板的使用壽命。通過(guò)對(duì)扇形板的結(jié)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，改變了扇形板與楔形套之間的配合關(guān)系，當(dāng)扇形板因外部作用而出現(xiàn)變形時(shí)，通過(guò)扇形板與楔形套之間的設(shè)置間隙將會(huì)補(bǔ)償這種變形，減輕了扇形板由于變形而帶來(lái)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(zhǎng)了扇形板的使用壽命。 對(duì)新結(jié)構(gòu)的扇形板進(jìn)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(guò)程中扇形板兩端的變形減小，卷取結(jié)束時(shí)頭部變形僅0.6mm，變形量的降低會(huì)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(shí)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(diǎn)處的應(yīng)力有明顯的降低，因此這種結(jié)構(gòu)改進(jìn)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(kuò)張方面起到良好的作用。
作品專(zhuān)業(yè)信息
設(shè)計(jì)、發(fā)明的目的和基本思路、創(chuàng)新點(diǎn)、技術(shù)關(guān)鍵和主要技術(shù)指標(biāo)
- 工業(yè)上常用的延長(zhǎng)卷取機(jī)卷筒上扇形板的使用壽命的方法不僅會(huì)影響生產(chǎn)效率而且嚴(yán)重的會(huì)直接導(dǎo)致生產(chǎn)事故。為了解決上述技術(shù)問(wèn)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(jī)卷筒。 作品的創(chuàng)新之處：針對(duì)扇形板的磨損失效和斷裂失效，對(duì)零件的制造工藝、結(jié)構(gòu)形狀進(jìn)行了相應(yīng)的改進(jìn)，并對(duì)新結(jié)構(gòu)的扇形板進(jìn)行熱力耦合分析，結(jié)果顯示卷取結(jié)束時(shí)頭部變形僅0.6mm，而且修改結(jié)構(gòu)后的扇形板在工作時(shí)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(zhǎng)了扇形板的使用壽命。
科學(xué)性、先進(jìn)性
- 本發(fā)明對(duì)傳統(tǒng)卷取機(jī)卷筒所作的改進(jìn)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(duì)兩端斜面進(jìn)行了局部修改。經(jīng)實(shí)驗(yàn)及工業(yè)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，這種結(jié)構(gòu)改進(jìn)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(kuò)張方面起到良好的作用。 參考文獻(xiàn)： 1 鄭麗, 付愛(ài)君. 改進(jìn)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(jī)中扇形板加工工藝的改進(jìn). 維修與改造, 2008, 25(11): 74-75 3 王淑娟. 寶鋼1580卷取機(jī)卷筒扇形板修復(fù). 江蘇冶金, 2000, (3): 56-57 4 李漢俊. 卷取機(jī)改造新工藝及設(shè)備情況介紹. 軋鋼, 1994(5): 15-19
獲獎(jiǎng)情況及鑒定結(jié)果
- 實(shí)體部件于2010年7月10日在寶鋼熱軋廠(chǎng)進(jìn)行了中期檢測(cè)，其運(yùn)行情況良好，在延長(zhǎng)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(wú)
作品可展示的形式
- 圖紙、圖片
使用說(shuō)明,技術(shù)特點(diǎn)和優(yōu)勢(shì),適應(yīng)范圍,推廣前景的技術(shù)性說(shuō)明,市場(chǎng)分析,經(jīng)濟(jì)效益預(yù)測(cè)
- 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(kuò)張，延長(zhǎng)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(méi)有提高相應(yīng)的使用成本，同時(shí)又有效地延長(zhǎng)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(guò)程中，提高了卷取機(jī)卷筒的使用效率，有廣闊的應(yīng)用前景。
同類(lèi)課題研究水平概述
- 近年來(lái)，隨著用戶(hù)對(duì)熱軋帶鋼需求的提高，增加了扇形板在工作時(shí)受到的卷取力以及高溫所帶來(lái)的若干負(fù)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(yán)重的是，當(dāng)缺陷達(dá)到一定程度，會(huì)導(dǎo)致卷取機(jī)無(wú)法正常工作、扇形板斷裂等情況。 目前，國(guó)外生產(chǎn)卷筒扇形板的廠(chǎng)家很多，國(guó)外如日本三菱、德國(guó)西馬克等，但除去價(jià)格昂貴以外，使用壽命也并不能滿(mǎn)足生產(chǎn)的需要。 國(guó)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(jìn)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(guò)堆焊等表面強(qiáng)化處理，使得其所生產(chǎn)的扇形板在使用過(guò)程中磨損現(xiàn)象頗顯嚴(yán)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(duì)1580熱連軋卷取機(jī)卷筒扇形板在卷取過(guò)程中的熱變形進(jìn)行了分析計(jì)算，并在實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行了模擬試驗(yàn)，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(duì)卷取機(jī)卷筒的扇形板的強(qiáng)度進(jìn)行了分析計(jì)算，得出了扇形板的應(yīng)力分布和各節(jié)點(diǎn)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(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)。 董海紅等人針對(duì)熱軋平整機(jī)組開(kāi)卷機(jī)卷筒扇形板的防護(hù)問(wèn)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(jìn)的措施。
