模切刀架轴承的轴向预紧力优化研究*

叶 超，徐旭松,*，刘艳旭，朱敏浩

(1.江苏理工学院 机械工程学院，江苏 常州 213001；2.江苏麒浩精密机械股份有限公司，江苏 宝应 225800)

0 引 言

模切刀架属于圆压圆模切机中最为重要的部件，其工作质量的好坏直接影响到最终模切成品的优劣。用户对模切机刀辊运动的稳定性、可靠性和模切精度要求越来越高，因此在设计阶段，就需对模切刀架进行受力计算、强度和刚度的校核。

张庆山等[1]对模切刀辊进行了静、动态分析，从减小模切刀辊的质量入手，对轴进行了结构优化设计；张平格等[2]运用Workbench软件对模切刀辊送纸机构中的曲柄滑块部分进行了优化分析，为确保运动平稳性提供准确、可靠的技术参数；廖昌城[3]从模切刀辊结构入手讨论了影响模切刀辊的使用寿命和保证其正常工作的因素，提出并设计了刃尖与砧辊表面保持“零间隙”的措施和合理结构；郭铁能[4]等通过建立轴承内圈离心膨胀力和温升的热位移模型，并利用Timoshenko理论建立了主轴模型，研究了轴承过盈状态下的动力学特性；于清焕等[5]针对复杂的空间环境，建立了轴承静力学预紧模型，分析了多因素下轴承预紧力的变化规律[6]。

以上研究均是对所建模型进行的结构假设和基于理论的结构优化，对于研究结果并没有一个合理的验证，且未考虑实际装配中的轴向预紧力对模型的影响。

本文以圆压圆模切刀架的上刀辊为研究对象，将轴承预紧力代入刚度计算式中，以轴承的轴向刚度和作用在套圈上的力作为设计变量，利用Workbench响应曲面优化方法找出最佳预紧刚度，为寻找最佳的轴承预紧力提供依据。……