0 前言 周期式冷轧管机是获得高精度管材的重要设备,其变形量大、成材率高、表面质量好,而被广泛使用。周期式冷轧管机的工作机构可以简化为曲柄滑块机构,曲柄滑块机构不可避免地产生较大的惯性力,不利于实现高效轧制和提高设备的可靠性。为减小不平衡惯性力引起的附加动载荷和振动,必须进行惯性力的平衡计算,以确定附加平衡重量来消除由于结构特点引起的不平衡。通过SolidWorks建立三维模型,将建立的模型利用SolidWorks中Motion分析功能得到的仿真结果与理论计算结论是否一致。 1 机构运动学分析 LG-220冷轧管机传动工作原理如图1中所示,轧机机架C点的运动描述如下: 轧机机架C点水平位移方程为 将式(2)和式(3)带入式(1)中可得 由二项式展开,忽略高次项可得 轧机机架C点的速度为 轧机机架C点的加速度为 图1 LG-220曲轴传动机构简图 垂直平衡重D点垂直位移方程为 垂直平衡重D点的速度为 垂直平衡重D点的加速度为 2 各构件力学分析 通过受力分析,将各构件施加的力等效到曲轴上,然后对曲轴铰点A进行力学分析。设定力与X,Y轴正方向一致为正,力矩顺时针为负,逆时针为正。 轧机机架C:质量m,;机架连杆:质量ml,质心位置a,连杆长度l,;曲轴:质量mq,质心位置q,曲柄半径R;垂直平衡重:质量mz;平衡重连杆:质量mp,质心位置b,连杆长度lp,错距,e;扇形块配重:质量ms,质心位置s;机架连杆与水平方向的夹角,β;平衡重连杆与垂直方向的夹角γ;机架连杆对机架的力与机架连杆对曲拐B点的力是一对平衡力。 机架受力分析,机架连杆对机架的力为 即 机架连杆与水平方向的夹角为 本文不考虑轧制力、摩擦力对平衡的影响。 机架连杆对机架的力为 机架连杆对B点的力为 机架连杆对B点的力沿X轴的分力为 机架连杆对B点的力沿X轴的分力对A的矩为 机架连杆对B点的力沿Y轴的分力为 机架连杆对B点的力沿Y轴的分力对A的矩为 垂直平衡重连杆对垂直平衡重的力与垂直平衡重连杆对曲拐B点的力是一对平衡力。 |