链式冷床中仿真系统的运用

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本文作者：米楠 单位：中冶京诚工程技术有限公司

1（略）

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3仿真应用

3．1问题提出

某厂460无缝钢管生产线使用双链式冷床冷却钢管，如图1所示，但钢管在运输过程中循环出现偏心滚动脱离链爪的现象，由于链速较慢，脱离后的一段时间钢管将不再旋转，从而导致钢管冷却不均，直度也受到影响。经现场实测分析发现此现象是由于钢管自身壁厚不均及直度不匀导致钢管偏心引起的。针对这种情况，在这里综合两种链式冷床的特点提出一种新的冷床布置形式，通过倾斜布置双链式冷床来保证钢管始终靠在拨爪上，以保证钢管在间歇横移运动中始终能够旋转。但是针对不同的管径和偏心程度，冷床的合理倾斜角度较难确定。随着计算机仿真技术的发展，可以利用计算机建模模拟钢管在冷床上的运动过程，通过调整设计参数确定合理的倾斜。

3．2计算机建模及参数设定

为了对钢管运动状态进行分析，通过三维软件建立钢管、正向链和反向链的简化模型，装配后如图2所示。钢管规格457×65mm，密度7850kg/m3。拨爪及支撑面与钢管的静摩擦因数μ=0．3，钢管与支撑轨道之间的滚动摩擦因数μ=0．5mm，钢管与支撑面的滑动摩擦因数μ=0．2［1］。正反链速均为0．03m/s。由于壁厚偏心及直度引起的综合偏心量为3mm。

3．3模拟结果

通过给正、反链设定不同的倾斜角度，依靠钢管对拨爪的受力变化，判断钢管是否始终压靠在拨爪上并随其共同运动。具体数据如下:当轨道倾角为0°时，组成一组槽形的前后拨爪受力－时间曲线如图3和图4所示。当轨道倾角为1．5°时，后拨爪受力－时间曲线如图5所示。

3．4结论

图3及图4是两个链节距前后拨爪上所受受力－时间曲线。由图可见此时钢管会出现脱离后链爪，并最终冲撞前链爪的情况。其中，两曲线受力共同为0的时间段即为钢管与反向链相对静止的状态，此时钢管容易出现局部冷却不均。图5为正、反链整体向上倾斜1．5°后后链爪上的受力－时间曲线，由图可见，压力呈周期性变化，但始终大于0，说明钢管始终压靠在后拨爪上，根据钢管在冷床上的工作原理［2］，钢管是可以在整个横移过程中实现持续旋转的，从而保证了钢管的均匀冷却和较好的直度。

4结束语

通过计算机建模，仿真了链式冷床的运动。针对钢管由于自身直度及壁厚不均引起的综合偏心对运动造成的影响进行的分析。结合两种链式冷床的特点提出了倾斜布置双链式冷床的方式，并通过更改模型参数，找出了合理的冷床倾斜角。