直進(jìn)式拉絲機(jī)主軸箱對(duì)流換熱數(shù)值模擬及優(yōu)化.pdf

1、拉絲速度是評(píng)判拉絲機(jī)生產(chǎn)效率的重要指標(biāo)，但是當(dāng)拉絲速度提升以后，鋼絲在通過(guò)拉絲模時(shí)由于壓縮冷變形和高速摩擦作用使得鋼絲的溫度會(huì)迅速升高，當(dāng)鋼絲穩(wěn)態(tài)溫度超過(guò)許用值時(shí)，就會(huì)引起時(shí)效硬化作用，使得鋼絲韌性降低，產(chǎn)品質(zhì)量變差甚至出現(xiàn)斷絲的現(xiàn)象。由于鋼絲產(chǎn)生熱量的85％~90%會(huì)隨鋼絲帶到卷筒上，因此卷筒散熱能力是決定拉絲速度的一個(gè)重要因素。同時(shí)，卷筒壁厚越薄則冷卻水越能及時(shí)地帶走熱量，其冷卻效果越好，但是壁厚變薄卷筒的強(qiáng)度和剛度會(huì)降低，如何在保

2、證卷筒強(qiáng)度和剛度在合理范圍內(nèi)的前提下更好地提高主軸箱的散熱效果是本文研究的主要內(nèi)容:
　　①以卷筒和冷卻水為研究對(duì)象，根據(jù)結(jié)構(gòu)對(duì)稱的特點(diǎn)對(duì)卷筒和冷卻水進(jìn)行簡(jiǎn)化，并利用CFX進(jìn)行對(duì)流換熱仿真，數(shù)值模擬結(jié)果表明：在經(jīng)濟(jì)流速下，水膜已經(jīng)完全建立起來(lái)；冷卻水上腔體散熱效果比下腔體好；進(jìn)口流量的增加和卷筒轉(zhuǎn)速的增大都會(huì)提高卷筒的冷卻效果。
　　②根據(jù)主軸箱卷筒的結(jié)構(gòu)及受力軸對(duì)稱的特點(diǎn)，將其簡(jiǎn)化成1/4分析模型，采用六面體網(wǎng)格進(jìn)行劃分，

3、對(duì)卷筒在熱力耦合和機(jī)械載荷作用兩種情況下的力學(xué)特性進(jìn)行仿真。數(shù)值模擬結(jié)果表明：卷筒的剛度和強(qiáng)度均在許用范圍之內(nèi)，且強(qiáng)度的安全系數(shù)為1.26，因此在對(duì)主軸箱進(jìn)行改進(jìn)時(shí)不改變卷筒厚度。
　　③通過(guò)對(duì)流換熱數(shù)值模擬中對(duì)流場(chǎng)、溫度場(chǎng)和對(duì)流換熱系數(shù)的分析，對(duì)主軸箱的冷卻環(huán)進(jìn)行改進(jìn)，提出三種不同的改進(jìn)方案并進(jìn)行仿真，對(duì)比分析三種改進(jìn)方案的結(jié)果，得到的結(jié)論：在不增加系統(tǒng)功耗的前提下，將冷卻水進(jìn)口改到下腔體的方案更有利于散熱，且水膜對(duì)流換熱系數(shù)提