1. 研究目的与意义（文献综述）

开卷机、卷取机是热轧生产线、冷轧、涂层、退火、纵剪和重卷等生产线中必不可少的生产设备，是板带材生产中重要的单体设备^[1,2]。开卷机的作用是支撑带钢并配合其它辅助装置将成卷的带钢打开使其顺利通过生产线^[3]，卷取机的作用是将轧制的成品卷取成卷，以适应生产、运输、储存及用户的需要。开卷机和卷取机工作时受很大的张力以保证降低轧制压力，减少带钢翘曲现象^[4,5]，从而提高带钢产品质量。它们的正常运转对整个生产线的正常生产至关重要，如何确保开卷机、卷取机正常运转，使生产流程有序进行，除了生产中的日常维护外，其组成部分的工作状态，各机械零件的受力状态是否合理也将直接影响其使用寿命^[6]。

棱锥轴是开卷机、卷取机的重要组成部分，受力复杂，主要有弯矩、转矩及重力^[7,8]，它的受力是否合理、工作性能是否稳定直接影响到整个开卷机和卷取机的良好运转，甚至整个生产线的正常运转。在实际生产中，因主轴故障而导致停产的事故也时有发生，比如，武钢热轧厂f3轧机卷取机主轴裂纹事故，影响企业正常生产，势必造成经济损失。因此，如何改善棱锥轴工作时的受力状态，提高其使用寿命至关重要。而且随着轧制速度、开卷速度以及卷重的不断提高，对棱锥轴的力学性能将会有更高的要求。

2. 研究的基本内容与方案

2.1 基本内容

棱锥轴是钢厂热轧开卷机上的非易损更换件，设计寿命较长。该零件在使用时发生了过早断裂，不仅给企业带来比较大的直接经济损失，而且对其生产的正常运行产生很大的影响。

本工作对断裂失效的棱锥轴进行受力模拟分析，用有限元数值方法分析该轴在服役时的定量受力情况，结合前期的化学成分、断口、显微组织和性能等方面的研究，对该轴产生断裂的原因进行分析，并提出改进意见，供企业参考。

3. 研究计划与安排

第1－3周：查阅相关文献，完成开题报告。。

第4－5周：确定棱锥轴受力有限元数值模拟方案，并熟悉相关软件。

第6－8周：对棱锥轴的服役时受力情况进行有限元模拟。

4. 参考文献（12篇以上）

[1] 史锡强. 卷取机卷筒受力变形分析及结构改进研究[d]. 东北大学, 2007.

[2] 王定保, 朱春熙. 带材开卷机主轴的设计与计算[j]. 煤矿机械, 2006, 27(5): 745-747.

[3] 王秀霞, 丁学工, 樊庆和, 等. 开卷机主轴轴承故障分析与设计改进[j]. 机床与液压, 2003 (5): 324-325.