基于特征造型的木工机械压辊辊面有限元分析

14辊轧机辊系变形的有限元分析杨森;沈晓辉;章静;阎军【摘要】针对现场应用的14辊轧机,利用三维有限元软件MSC.MARC建立三维辊系弹性变形有限元模型,求解三维辊系复杂变形,分析第一中间辊抽动和中间辊凸度对承载辊缝的影响.研究得出第一中间辊抽动量在0～50 mm时,带材边部厚度的调节范围；中间辊凸度与轧后板凸度呈线性关系,即中间辊凸度越大,辊系的横向刚度也越大.%For 14-high mill of field application, 3-D finite element model of elastic deformation of roll system was built with MSC.MARC finite element software. The complex elastic deformation of rool system was solved. Effects of the first intermediate roll shifting and intermediate roll crown on loaded-gap were analyzed. It follows the adjustment range of strip edge thickness in 0~50 mm twitch quantity of the first intermediate roll, and a linear relationship between intermediate roll crown and rolled plate crown, the greater the intermediate roll crown, the greater the lateral stiffness of the roll system.【期刊名称】《安徽工业大学学报（自然科学版）》【年(卷),期】2012(029)004【总页数】4页(P323-326)【关键词】14辊轧机;承载辊缝;中间辊凸度【作者】杨森;沈晓辉;章静;阎军【作者单位】安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002;安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002;安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002;安徽工业大学材料科学与工程学院,安徽马鞍山243002【正文语种】中文【中图分类】TG333.17近年来用户对板带产品,尤其是对冷轧产品的平直度要求越来越高,这对板带轧制中辊缝的控制精度提出了更高的要求。

辊磨磨辊轴的受力计算及有限元分析赵剑波;韩有昂【摘要】为了获得磨辊轴的应力云图和变形位移,结合材料力学和有限元分析的方法对磨辊轴进行分析.通过受力分析计算磨辊轴的外载荷,并采用有限元软件对其进行有限元分析,校核计算磨辊轴的强度及变形,并提出了优化设计建议.该方法为磨辊轴的设计、优化提供了依据.【期刊名称】《水泥技术》【年(卷),期】2016(000)005【总页数】3页(P32-34)【关键词】辊磨;磨辊轴;有限元分析【作者】赵剑波;韩有昂【作者单位】中材(天津)粉体技术装备有限公司,天津300400;中材(天津)粉体技术装备有限公司,天津300400【正文语种】中文【中图分类】TQ172.632.5目前有关辊磨的设计往往采用基于经验和类比的方法，缺少理论计算。

近年来，对辊磨的研究主要针对结构的改进等方面，如郑锐锋等[1]对辊磨的摇臂进行建模和有限元分析，校核了摇臂的强度；赵冬梅等[2]采用ANSYS软件对摇臂进行有限元分析，并给出了结构优化的建议。

本文将分别采用材料力学和有限元的方法对磨辊装置中的关键件——磨辊轴进行分析研究。

1.1 磨辊装置的结构特点磨辊装置是辊磨的关键部件，主要由轮毂、磨辊轴、轴承、辊套、轴承密封件、闷盖、端盖、润滑油管等组成。

磨辊装置与摇臂之间通过磨辊轴和两组胀套连接固定。

轴承是磨辊装置的关键零件，通常采用圆柱滚子轴承和双列圆锥滚子轴承的组合配置方式。

圆柱滚子轴承作为浮动端，仅承受径向力；双列圆锥滚子轴承作为固定端，承受轴向力和径向力。

两个轴承通过内外间隔套定位并相互支撑。

轴承通过磨辊的闷盖和端盖而压紧。

磨辊轴承采用强制循环稀油润滑，可以改善轴承的润滑和散热，提高轴承的寿命和可靠性。

1.2 磨辊轴的受力分析辊磨是借助于对料床施加高压而实现物料的粉碎。

在粉磨过程中，磨辊主要受到垂直于磨盘面向上的压力F、磨辊与物料间产生的滑动摩擦力Fn和滚动摩擦力Ft。

为简化计算，不考虑磨辊的重力等。

对辊制粒机压辊的有限元分析及优化
李延民;蔡志源;霍征征;刘国宁
【期刊名称】《机械设计与制造》
【年(卷),期】2024()1
【摘要】对辊制粒机的压辊在工作过程中由于受交变载荷作用寿命往往较短,为改善压辊受力状况,根据对对辊制粒机制粒成型过程的分析以及对压辊受力状况的研究,建立了压辊的力学模型;在此基础上,以某型对辊制粒机为初始模型,通过有限元软件Abaqus探究了压辊表面应力分布情况,并进一步对其长径比及支撑方式进行了优化,结果表明:压辊长径比为1.034时,最大应力比初始模型减小了8.92%,单侧支撑改为双侧支撑可使最大应力减小65.31%,因此这两种优化方式对提高压辊的使用寿命具有重要参考价值。

【总页数】5页(P90-94)
【作者】李延民;蔡志源;霍征征;刘国宁
【作者单位】郑州大学机械与动力工程学院;河南郑矿机器有限公司
【正文语种】中文
【中图分类】TH16;TH164
【相关文献】
1.卧辊磨压辊的强度计算和有限元分析
2.圆锯片切线辊压适张处理的残余应力分析以及辊压参数优化
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4.浅谈虾料制粒机的压辊数量对颗粒品质的影响
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带材辊式矫直过程的有限元分析的开题报告1. 研究背景带材在生产过程中，往往会出现偏差和弯曲等问题，影响产品质量和生产效率，因此需要进行矫直处理。

辊式矫直作为一种常见的矫直方法，能够有效地解决带材偏差和弯曲等问题，得到了广泛应用。

然而，辊式矫直过程中也存在一些问题，例如辊压力分布不均匀、辊直径差异等，这些问题容易引起带材表面出现局部塑性变形、夹杂等缺陷，进一步影响产品质量。

因此，研究辊式矫直过程中的机理和影响因素，对提高产品质量和生产效率具有重要意义。

2. 研究目的本文旨在通过有限元分析的方法，探究辊式矫直过程中的机理和影响因素，为优化辊式矫直过程提供理论依据和技术支持。

具体而言，研究内容包括：（1）建立辊式矫直过程的有限元分析模型，考虑辊压力分布、材料力学性质等因素对带材矫直效果的影响；（2）分析辊式矫直过程中带材表面的应力分布、应变分布和塑性变形情况，探究塑性变形对矫直效果的影响；（3）研究不同辊参数对辊式矫直过程的影响，包括辊压力、辊布局等因素，探索辊式矫直工艺的优化方案。

3. 研究方法本文将采用有限元分析的方法，建立辊式矫直过程的数值模拟模型。

具体而言，通过建立带材和辊的三维几何模型，并将其划分为小的有限元单元，利用有限元方法求解带材矫直过程中的应力、应变和塑性变形等数据。

同时，考虑辊压力分布、材料力学性质等因素对矫直效果的影响，探讨辊式矫直过程中的机理和影响因素。

最终，通过参数分析的方法，研究不同辊参数对辊式矫直过程的影响，为优化辊式矫直工艺提供参考。

4. 研究意义本文旨在探究辊式矫直过程中的机理和影响因素，为优化矫直工艺提供理论基础和技术支持。

具体而言，研究成果具有以下意义：（1）揭示辊式矫直过程中的机理和影响因素，有助于进一步提高产品质量和生产效率；（2）通过有限元分析的方法，为优化辊式矫直工艺提供了理论依据和技术支持；（3）该研究具有一定的理论和实践价值，可为带材行业的发展提供一定的参考。

辊弯成型有限元建模及成形缺陷分析辊弯成型是一种常用的金属板材成形工艺，广泛应用于船舶、汽车等制造业。

为了提高产品质量和生产效率，减少成形缺陷的发生，有限元建模及成形缺陷分析成为辊弯成型工艺研究的重要内容。

有限元建模是一种计算机仿真方法，通过将辊弯成型过程抽象为一系列有限元单元，建立数学模型，模拟实际成形过程中的力学行为。

首先，需要对辊弯成型机械结构进行建模，包括辊轴、辊筒、支撑架等组成部分。

然后，根据材料力学性质，将金属板材抽象为一个弹塑性体，并设置材料参数。

最后，根据成形工艺参数，如辊弯压力、辊弯角度等，对整个成形过程进行仿真计算。

通过有限元建模，可以得到不同位置的应力、应变分布情况，进而分析成形缺陷的发生机理。

成形缺陷是指在辊弯成型过程中，金属板材出现的各种不理想的形态或性能问题。

常见的成形缺陷包括皱纹、开裂、厚度不均匀等。

通过有限元分析，可以定量评估不同工艺参数对成形缺陷的影响。

例如，通过改变辊弯角度、辊弯压力等参数，可以调整金属板材的应力分布情况，减少皱纹的发生。

此外，有限元分析还可以帮助优化辊弯成型工艺，提高产品的质量和生产效率。

在进行有限元建模及成形缺陷分析时，需要考虑多重因素的综合作用。

首先，需要准确建立机械结构和材料模型，确保仿真计算的准确性。

其次，需要选择合适的边界条件和加载方式，模拟实际生产过程的力学行为。

最后，需要根据仿真结果进行参数优化，以实现成形缺陷的最小化。

综上所述，辊弯成型有限元建模及成形缺陷分析是提高产品质量和生产效率的重要手段。

通过准确建立数学模型，模拟实际成形过程中的力学行为，可以定量评估不同工艺参数对成形缺陷的影响，优化成形工艺，提高产品的质量和生产效率。

未来，随着计算机仿真技术的不断发展，有限元建模及成形缺陷分析将在辊弯成型工艺研究中发挥越来越重要的作用。

基于ANSYS的辊压机辊轴有限元分析辊压机是一种常用的金属加工设备，用于将金属板材转变为较薄的板材或其他形状。

辊压机中的辊轴是其重要组成部分，对辊压机的稳定性和加工效果有着重要的影响。

因此，对辊轴进行合理的设计和优化是非常关键的。

在现代工程设计中，使用有限元方法可以对辊轴进行强度和刚度的分析。

在本文中，我们将使用ANSYS软件进行辊轴的有限元分析。

该软件是目前最为常用的有限元分析软件之一，具有强大的分析和优化功能，可以精确地分析辊轴的应力和位移。

首先，我们需要建立辊轴的几何模型，并定义材料特性。

通常辊轴由钢材制成，其力学性能可以通过材料试验获得。

然后，我们需要选择合适的网格划分方法和边界条件。

合适的网格划分可以保证分析结果的精确性，而合适的边界条件可以模拟实际工况，如辊轴的受力情况。

然后，我们可以对辊轴进行静态和动态分析。

在静态分析中，我们可以计算各点的应力分布和位移情况，以评估辊轴的强度和刚度。

在动态分析中，我们可以模拟辊轴在运转过程中的振动情况，以评估辊轴的动态稳定性。

在得到分析结果后，我们可以根据实际需求对辊轴进行优化设计。

通过调整辊轴的几何参数和材料特性，我们可以优化辊轴的性能，如提高强度和刚度，减小振动和应力集中等。

最后，我们可以通过对优化设计方案进行验证和验证，以确保辊轴的性能符合设计要求。

在进行实际加工前，可以进行有效性检验，如进行试验或扩展辊压机工况模拟。

综上所述，基于ANSYS的辊压机辊轴有限元分析是一种非常有效的设计和优化工具。

通过分析辊轴的应力和位移分布，可以评估辊轴的性能，为设计提供指导。

通过优化设计，可以进一步改善辊轴的性能，以满足实际工程需求。

因此，ANSYS的有限元分析在辊压机辊轴设计中具有广泛的应用前景。

基于ANSYS的辊压机辊轴有限元分析艾佳;周凯华【摘要】应用Pro/E 3.0建立辊轴的三维模型,并应用ANSYS建立有限元模型,求得辊轴在工作条件下的压力分布,变形状态.结果显示了辊轴在稳定工作状态下的应力应变状态.【期刊名称】《机械研究与应用》【年(卷),期】2012(000)002【总页数】2页(P63-64)【关键词】辊压机;辊轴;有限元分析;ANSYS;Pro/E【作者】艾佳;周凯华【作者单位】武汉理工大学机电工程学院,湖北武汉430070;武汉理工大学机电工程学院,湖北武汉430070【正文语种】中文【中图分类】TH1231 辊压机辊轴有限元分析1.1 辊压机辊轴结构与工作原理辊压机又称为辊式破碎机，适合于破碎中等硬度的物料，如石灰石、炉渣、焦炭、煤等，在水泥工业中应用非常广泛。

辊压机是根据料床粉磨的原理设计的，两个辊子作慢速的相对运动，一个辊子固定，另一个辊子可以沿水平方向滑动。

物料由辊压机上部连续地喂入并通过双辊间隙，给活动辊一定的作用力，物料挤压成较密的扁平状料片。

1.2 辊轴模型的建立在Pro/E软件中建立辊轴的三维几何模型。

1.3 辊轴模型的网格划分所有单元均采用计算精度高和收敛性好的六面体和五面体单元。

网格划分完毕后，整个辊轴总模型共有225830个Solid45单元和226934个节点。

辊轴的ANSYS 有限元模型如图1所示。

图1 辊轴有限元模型1.4 建立边界条件与施加载荷1.4.1 相关参数的选取与计算辊轴的材料为40Cr，其弹性模量为2.11×105 MPa，泊松比为 0.3，材料密度为7.85 × 103 kg/m3。

这里取辊子的最大投影压力为7500 kN/m2，由辊子投影压力 P r的计算公式［1］:P r=F/BD式中:P r为投影压力，kN/m2;F为辊压机的总压力，kN;B为辊压机辊宽，m;D为辊压机直径，m。

则辊压机总压力:辊压机辊轴的最大辊压力为12000kN;电机的功率为1000kW，出轴功率为P=800kW，减速机速比为i=80，辊轴的线速度为1.55m/s，则辊轴的转速为: 轴的总扭矩为:式中:P为出轴功率，kW;n为辊轴转速，r/min;ν为辊轴的线速度，m/s;D为辊子直径，m;T o为辊轴总扭矩，N·m。

万方数据・５６・磷肥与复肥２０１１生第２６卷第３期挤压成型机机架的结构如图２所示。

其中ｌ为分别同定于上机架和下机架左右两侧的滑道。

上下机架和侧板支架通过连接销铰接在一起，形成框架式结构。

为了保证机架的刚度，上下机架横梁之间设计有连接梁。

ｌ一滑逼；２一Ｆ机槊；３—侧臂；４．上机槊；５—连矮锖图２辊式挤压成型机铰接式机架４机架设计过程中应注意解决的几个问题在强度上满足需求后，为了便于维修和调试，产品设计中重点考虑解决以下问题。

１）考虑到辊面的正常磨损，要保证整机正常工作时１０ｍｉｎ的辊缝，需要在定位块之间增加可调节的机构。

其简单的方案是在两定位块之间增加调整垫片组。

当辊面磨损到一定程度后，通过去除一定厚度的垫片来保证工作间隙。

当垫片去除到一定程度后，就必须补焊辊子的表面硬化层。

机架结构的设计需要考虑焊接操作的在线性，即无需拆卸辊子，去除左右机罩，即可在机架上进行焊接。

活动机罩上设计有观察窗，便于观察辊面的磨损情况。

２）液压系统为设备的关键部件，其核心部件为提供ｌ５００ｋＮ左右压力的液压缸。

由于压力大，且液压缸一端连接于动辊轴承座的一端，另一端连接于侧臂支架上，因此连接部分的设计应注意接触面的大小和平面度。

液压缸杆径端部设计有承压板，将载荷分散均布于动辊轴承座的侧面。

在端部压板和承压板之间设计有ＳＦＢ一２材质的聚四氟乙烯平板，使得设备工作时压力分布均匀，状态平稳。

３）辊系的拆装调整需快捷，方便。

整机投入使用后，进料口与物料输入设备相连，出料法兰同物料收集设备相连，整机检修调试时不应影响其他设备，因此设计成侧臂铰接式结构（见图３）。

在侧臂放水平后，侧臂上的连接面同下机架上表面有一定距离，其尺寸正好等于轴承座凹槽的深度。

这样在侧臂放平的情况下，轴系连同轴承座可由专用工装拉出，对整机输入输出端口均不影响，便于维图３动辊、定辊轴系的拆卸修、补焊辊子耐磨层或更换油封与易损件等操作。

４）油脂润滑系统除包括轴承润滑点和骨架油封的润滑外，比较关键的是动辊轴承座滑道的润滑。

基于有限元分析的辊弯成形机理研究
辊弯成形是一种常用的金属加工方法，广泛应用于航空、汽车、船舶、建筑等领域。

辊弯成形机理的研究对于提高工件成形质量、优化工艺参数具有重要意义。

本文基于有限元分析方法，对辊弯成形机理进行了研究。

首先，本文建立了辊弯成形的有限元模型。

模型包括了辊弯机床、工件以及辊轮等关键部件。

通过对有限元模型进行合理的边界条件设置，可以模拟真实的辊弯成形过程。

接着，本文利用有限元分析软件对模型进行了仿真计算。

通过对辊弯成形过程中的应力、应变、变形等参数进行分析，可以了解辊弯成形的变形规律和应力分布情况。

在仿真计算的基础上，本文对辊弯成形机理进行了深入研究。

通过分析辊弯成形过程中的材料流动、应力集中、变形特点等现象，揭示了辊弯成形的机理。

在此基础上，本文提出了优化辊弯工艺参数的建议，以提高成形质量和效率。

最后，本文对研究结果进行了讨论和总结。

通过对有限元分析结果的分析，可以得出辊弯成形的机理较为复杂，受到多种因素的影响。

因此，在实际应用中，需要综合考虑材料性能、辊弯工艺参数等因素，以达到最佳的成形效果。

综上所述，本文基于有限元分析方法，对辊弯成形机理进行了研究。

通过对辊弯成形过程中的应力、应变、变形等参数的分析，揭示了辊弯成形的机理。

研究结果对于提高辊弯成形工艺的效率和质量具有重要意义，对于相关领域的工程实践具有指导价值。

辊压机工作应力有限元模拟马燕，刘仁培，刘大双，祝坤，高文良 （南京航空航天大学 材料科学与技术学院，南京 210016）摘要：本文以物料为基础建立辊压机磨辊的的数学模型，求得磨辊工作应力的分布，同时建立辊压机磨辊有限元模型。

采用自定义函数的方法对磨辊施加载荷，并进行求解计算，得到磨辊沿径向、轴向和周向的等效应力分布。

分析结果表明， 在径向α=0o，磨辊表面以下 15mm 处等效应力最大；在轴向，磨辊中部等效应力最大，逐渐向两端减小；在轴向，α=0o 处 等效应力最大。

由结论可知，在辊面以下 15mm 处应使用高强度、中等硬度的堆焊材料，要具有良好的抗疲劳性和结合性， 同时满足一定耐磨性能。

关键词： 辊压机 工作应力 有限元模拟 堆焊0 前言辊压机是 20 世纪 80 年代发展起来的一种新型 节能增产粉磨设备，使用于石灰石、砂岩、水泥熟 料、粒化高炉矿渣等脆性物料的粉碎。

与球磨机相 比较，辊压机有能耗低、噪音低、粉磨效率高、占 地面积小、安装容易等优点[1]。

但是由于辊压机工 作应力大（50-300MPa） ，工作条件恶劣等造成辊 压机辊面磨损严重，而在磨辊表面堆焊耐磨材料是 目前全世界公认的最有效、最简便的防护方法。

由 于磨辊的磨损与辊面堆焊材料的性能和堆焊工艺 等有密切的关系。

而堆焊工艺的制定又和辊压机运 行时工作压力的分布状况有着密不可分的关系，因 此，对辊压机工作应力进行分析显得尤为重要。

1 辊压机的数学模型 1.1 物料粉碎过程A1A2 水平面与磨辊接触，此处间隙宽为 b，物料相 对密度为 δ0，在这一点物料开始受到磨辊表面摩擦 力的驱动。

物料在垂直方向被加速，当物料到达平 面 B1B2 处，间隙宽为 h0，假设此处物料速度等于 磨辊表面速度，物料开始被磨辊压缩直至到达平面 C1C2，此处间隙宽为 s，相对密度 δs 达最大值。

此 处压缩后的料层以磨辊在 C1C2 点处的圆周速度通 过 C1C2 平面，然后再水平方向上反弹。