基于AMESim的三辊导向装置液压系统仿真研究

　　随着计算机仿真技术的发展,越来越多的行业在产品的研发过程中都使用了计算机仿真。AMESim软件是由法国IMAGINE公司推出的一种用于机械液压系统建模与仿真的软件,为机械、流体动力和控制系统提供了一个完善、优越的仿真环境及最灵活的解决方案,使用户能够借助其友好的面向实际应用的方案来研究任何元件或回路的动力学特性。AMESim软件不仅可以指导新产品的设计开发,建立现有产品的仿真模型并进行参数修改以对现有产品的性能进行改进,而且还可对故障进行仿真研究,在操作上也非常简单方便。为了适应迅速变化的市场需求,提高产品的竞争力,钢管行业面临着经济全球化和社会信息化的挑战,必须快速调整产品结构,缩短开发周期,从而有效降低生产成本,以最快的上市速度、最好的质量、最低的成本来满足市场的需求。采用AMESim软件可以降低钢管的生产成本、提高质量,从而增加产品的市场竞争力。

　　1 三辊导向装置

　　在无缝钢管的穿轧生产中,顶杆的定心具有重要的意义。顶杆定心不准,顶头会偏离穿轧中心线,造成毛管壁厚不均。此外,顶头偏离轧制中心,会加剧穿轧过程中的振动,增加毛管在穿轧过程中的金属滑移,使穿轧速度降低,影响产量,甚至造成生产事故。

　　1.1 定心辊装置的作用

　　定心辊装置在无缝钢管穿轧生产过程中的主要作用是: (1)保证顶杆在穿轧过程其中心和轧制中心保持一致; (2)支持顶杆,使顶杆形成一个连续梁,保证顶杆在穿轧过程中有足够的刚度,使毛管穿轧顺利进行; (3)在穿轧过程中,保证顶杆绕轧制中心旋转; (4)当毛管穿轧至该组定心辊时,及时张开,并抱紧毛管,使毛管中心与轧制中心保持一致,减小顶杆的振动; (5)当管坯穿轧完毕时,及时打开定心辊,保证毛管能被夹送辊及时夹住,送出穿孔机。

　　1.2 结构组成

　　三辊液压定心辊装置主要由机械部分和液压系统组成。液压系统有两个液压缸,液压缸2与联动板相连,控制联动板的转动,使三个辊同时夹紧,并实现导向作用。液压缸1与杠杆2直接相连,并固定在与联动板同心的轴上。在拔出荒管时,由其保证辊2打开,使荒管顺利取出。三辊导向装置运动简图如图1。

　　1.3 机构的运动分析

　　根据机构运动简图进行机构的运动分析。如图1所示,液压缸2推动联动板运动,联动板上有拉板1和拉板3,它们分别接杠杆1和杠杆3,杠杆1带动辊子1,杠杆3带动辊子3一起运动。当液压缸2伸出时,联动板顺时针方向转动、辊子1的拉板1处于拉状态、辊子3的拉板3处于推状态。此时,辊子1、3同时处于夹紧状态。杠杆2与液压缸1直接相连接,液压缸2推动联动板夹紧时液压缸1不工作,液压缸与联动板固定在同一根轴上并成一定角度,液压缸1控制拉板2推动杠杆2使辊子2也同时夹紧,以实现3个辊子的同时夹紧。