实心T型导轨挠曲校直有限元分析

工程技术
科技创新导报 Science and Technology Innovation Herald
55
DOI：10.16660/ k i.1674-098X.2017.26.055
实心T型导轨挠曲校直有限元分析
蔺艺辉
（内蒙古科技大学机械工程学院 内蒙古包头 014010）
摘 要：随着国民经济的快速发展,科学技术的投入也越来越大。

目前国外已经实现了T型导轨精确校直的自动化,而国内由于技术原因,仍采用较为落后的人工目测校直,仅能满足中低速T型导轨的需求,通过对T型导轨进行建模仿真,确定了最优压下量程,研究目的是为国内T型导轨制造厂商提供适用于自动校直机的T型导轨校直方法,为T型导轨自动校直机的国产化提供参考。

关键词：T型导轨 建模仿真 最优压 量程 校直方法 中图分类号：TG33
文献标识码：A
文章编号：1674-098X(2017)09(b)-0055-02
随着经济发展与城市化进程加快,城市楼层越来越高,对高速电梯的需求也越来越大,而T 型导轨作为电梯的重要部件,其精度要求也越来越高。

T型导轨的水平度对电梯升降的速度、舒适度、安全程度有着重要的影响,在T型导轨的机加工过程中,由于诸多加工因素的影响,导轨在期间会发生屈曲变形,因此,校直工序便是T型导轨的最关键的加工工序。

1 T型导轨的概括及现状
1.1 T型导轨概况
T 型导轨作为箱式电梯最基础的部件,多以双列或者多列的形式装在电梯轨道上或者横置于隔层间,T 型导轨毛坯一般采用Q235A牌号钢材,机械性能,尺寸依据《T型导轨用热轧型钢》标准Y B/T 157-1999的要求。

T 型导轨可以分为三大类,即实心T 型导轨、空心T 型导轨以及扶梯导轨。

实心导轨是通过机械设备加工得出来的,用便于成型的导轨材料经过机械设备加工它的侧长面和连接面而成,其作用是为正在运行的厢体电梯导向,实心导轨的规格按其重量分为：8K、13K、24K等,按照底板宽度有：T50、T 75、T 82、T 90、T127等。

1.2 T型导轨现状
国外部分企业则拥有导轨自动校直、校扭机等较先进的生产设备,以及导轨自动校直线、直线度自动检测机等先进专用设备。

而国内的导轨加工企业主要服务于中小规模的电梯厂商,加工工艺、装备水平相对落后,没有系统的校直设备和精密的校直机构,精校采用半自动人工校直,凭操作人员经验控制校直的进给量。

产品直线度和扭曲度通过工人师傅直观和经验测量。

激光检测设备只用于成品直线度最终检验。

人工校直很大原则上取决于工人师傅的经验和工作状态,校直精度得不到保障,生产能力较低。

目前,导轨的精度、直线度均达不到高质量导轨的要求。

2 校直技术现状
2.1 常用校直方法
针对不同的型材可以用不同的校直方法,可以使用的校直方法通常有平行辊校直法、压力校直法等。

其中压力校直
法是简单实用且易于操作的方法。

(1)平行辊校直法。

机身上下安装着两排滚动平行辊,它们交错排列,中心距从一端到另一端递增,导轨从辊子中心距大的一端进入,辊子转动将导轨传动到辊子中心距较小的一端,传动过程中,辊子对对弯曲导轨进行重复压弯校直。

(2)压力校直法。

把被校直的工件两端固定或者支撑住,给工件的弯曲处施加压力,当工件变形后的塑性变形量和工件初始挠度相同,则完成了一步校直工序。

压力校直主要用于实现条材的校直,其校直精度容易控制,校直方案简单、灵活。

2.2 各种校直机械
校直机械是一种用于使条状型材从弯变直的机加工设备。

这些成型材料在不同加工工艺处理的工程中或在后处理、搬运、存放过程中发生横向或纵向的弯曲变形。

校直机械根据工作原理差异可划分为以下几类。

第一,反复弯曲式校直机。

电梯导轨压力校直理论分析与数值模拟如压力校直机及辊式校直机,这类校直机械是通过校直压头和辊子对有弯曲变形位置的电梯导轨进行不断的挤压修正,直到T 型导轨的塑形变形量以及初始挠度相等即结束校直。

第二,拽拉校直机。

它是将导轨的一段固定,给导轨的另一端施加一沿着导轨纵向的力,通过力的拉拽作用使导轨内变形的中性层拉直,恢复到和其周围金属纤维的平直度相似或者一致的程度。

第三,拉弯校直机。

它同时拥有弯曲辊、校直辊与张力辊,一般情况下也可将一组张力辊组称S 辊组,不同的设备弯曲辊与校直辊的数目也可能不同。

在校直工序中拉校机可使工件上下表层的扭曲量以及导轨中性层的弹塑性变形量交替产生,从而既可保证生产工艺要求,又可防止板带断裂,增强校直水准。

3 有限元分析
3.1 有限元模型的建立
通过S ol idWork s建立实心T型导轨的2m m初始挠度模型,该导轨用的是T127-B材料为Q235A,然后将其以标准的ACIS文件保存,再用A BAQUS软件将这种模型导入,完成建
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