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高速线材吐丝机吐丝管空间曲线研究及吐丝质量改进

作　者: 姚双吉
导　师: 刘宏民
学　校: 燕山大学
专　业: 机械设计及理论
关键词: 高速线材轧机吐丝机吐丝管空间曲线吐丝质量吐丝管寿命
分类号: TG333.6
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
下　载: 223次
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内容摘要

自上世纪八十年代以来,我国陆续从国外进口了多套高速线材生产线。但作为设计制造吐丝机的最核心技术——吐丝管空间曲线方程等相关参数外商均不提供。吐丝机吐丝质量差、吐丝管使用寿命短与吐丝管空间曲线是否合理有着最直接的关系。国内线材生产厂家由于没有吐丝管曲线方程的信息,在怀疑吐丝管设计曲线存在问题时只能以试验方式对其进行改造,这样不但费时费力且难以找到问题存在的根源。因此,如何得到精确的吐丝管曲线方程,并对吐丝管的曲率、速度、受力情况进行分析是解决这一问题的关键。本文通过分析线材在吐丝机吐丝过程中的速度与受力情况,建立了完整的理论体系,给出了线材在吐丝管中运动时的各分速度和所受各力的计算方法。利用精密测量设备——三坐标测量仪,测量得到唐钢高线吐丝机现场使用的吐丝管空间曲线,并用数学方法拟合回归得到该吐丝管的曲线方程。从吐丝管的曲率变化及线材在吐丝管内的速度和受力变化情况等几方面进行分析,从中找到了唐钢吐丝机吐丝质量差的多方面原因。在满足线材在吐丝管内运动条件及在吐丝管入口和出口处的边界条件下,建立了柱面坐标的吐丝管曲线方程表达式,设计出一条符合现场生产条件的吐丝管空间曲线,与实际吐丝管曲线进行了对比。并对唐钢高线吐丝机在生产过程中出现的问题进行了分析研究,并实施了现场改造,取得了明显的实际效果。选择具有理论和工程实际意义高速线材吐丝机吐丝管空间曲线为研究课题,不仅对设计研制吐丝机有重要理论意义,而且对于高速线材厂在生产实践中的吐丝机技术改造也具有非常重要的实际意义和应用价值,具有一定的工程指导意义。

全文目录

摘要  5-6
Abstract  6-11
第1章绪论  11-17
  1.1 课题研究的工程背景  11-13
    1.1.1 高速线材轧机的发展概况  11-12
    1.1.2 高速线材轧机未来发展趋势  12-13
  1.2 选题意义  13-15
    1.2.1 吐丝机的作用及特点  13-14
    1.2.2 吐丝机常见故障及问题  14-15
    1.2.3 课题来源及选题意义  15
  1.3 本课题主要研究内容  15-17
第2章吐丝机中线材运动及动力学模型  17-29
  2.1 吐丝管空间曲线描述  17-18
  2.2 吐丝管中线材的运动模型  18-20
    2.2.1 线材的相对运动分析  18-19
    2.2.2 牵连运动分析  19
    2.2.3 柯氏加速度分析  19-20
  2.3 吐丝管中线材的动力模型  20-23
    2.3.1 微段线材单元受力分析  20-23
    2.3.2 吐丝机负载力矩及负载功率计算  23
  2.4 吐丝机非稳定工作状态速度分析  23-27
    2.4.1 吐丝机工作时线材的绝对速度分析  23-26
    2.4.2 吐丝机非稳定工作状态速度分析  26-27
  2.5 本章小结  27-29
第3章吐丝管空间曲线研究  29-62
  3.1 研究吐丝管曲线的意义  29-31
  3.2 测量及拟合吐丝管曲线  31-40
    3.2.1 现场工艺参数表  31-33
    3.2.2 实测吐丝管曲线  33-35
    3.2.3 报废吐丝管的内部磨损情况  35-36
    3.2.4 拟合现场吐丝管空间曲线方程  36-40
  3.3 吐丝管曲线设计方法及结果  40-44
  3.4 设计曲线仿真计算与拟合曲线计算结果的对比分析  44-51
    3.4.1 曲线的曲率分析  44-46
    3.4.2 吐丝管中线材的速度分析  46-48
    3.4.3 吐丝管中线材的受力分析  48-51
  3.5 影响吐丝管曲线特性的主要因素  51-59
    3.5.1 送料速度对曲线特性的影响  51-53
    3.5.2 吐丝机转速对曲线特性的影响  53-55
    3.5.3 吐丝管轴向长度对曲线特性的影响  55-57
    3.5.4 吐丝管旋转角度对曲线特性的影响  57-59
  3.6 其它因素对吐丝效果的影响  59-61
  3.7 本章小结  61-62
第4章唐钢现场生产试验和吐丝机技术改造  62-83
  4.1 现场设备及工艺流程简介  62-63
  4.2 现场试验  63-66
    4.2.1 试验内容和目的  63
    4.2.2 前滑值计算  63-64
    4.2.3 试验实施方案及结论  64-66
  4.3 技术改造实施方案  66-73
    4.3.1 延长吐丝管直线段和定型段长度  66-67
    4.3.2 规范和改进吐丝管煨制工艺  67-69
    4.3.3 调整夹送辊位置和夹送方式  69
    4.3.4 改进吐丝管前弯导管  69-70
    4.3.5 改善吐丝管安装方法  70-71
    4.3.6 吐丝机下增延迟托爪  71-72
    4.3.7 改善轧制规程等必要措施  72-73
  4.4 吐丝机改造前后效果对比  73-80
    4.4.1 改造前后吐丝管摩擦力和曲率对比  73-75
    4.4.2 改造前后吐丝管使用寿命对比  75-76
    4.4.3 改造前后吐丝效果对比  76-79
    4.4.4 改造前后圈形事故时间对比  79-80
  4.5 吐丝机改造效益计算  80-81
  4.6 本章小结  81-83
结论  83-85
参考文献  85-89
攻读硕士学位期间承担的科研任务与主要成果  89-90
致谢  90-91
作者简介  91

高速线材吐丝机吐丝管空间曲线研究及吐丝质量改进

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