軋輥強度校核習(xí)題詳解

1、-作者xxxx-日期xxxx軋輥強度校核習(xí)題詳解【精品文檔】驗算500×3三輥型鋼開坯機第一機座的下軋輥強度。已知：1）按軋制工藝，該輥K13、K9、K5三個道次同時走鋼 ； 2）各道的軋制力：P13 =1100KN , P9=800KN , P5 =600 KN ;3）各道的軋制力矩：M13 = 60.0KN .m , M9 = 30KN.m , M5= 20KN.m ,忽略摩擦力矩；4）軋輥有關(guān)尺寸見圖所示。其中各道次的輥身工作直徑為：D13=340 mm , D9=384 mm , D5=425 mm 軋輥輥頸直徑：d=300 mm 輥頸長度l =300 mm，軋輥梅花頭外徑d

2、1=280 mm，其抗扭斷面系數(shù)Wn 13 。5）軋輥右側(cè)為傳動端；6）軋輥材質(zhì)為鑄鋼，其強度極限為 b = 5 00 600 MPa;7）軋輥安全系數(shù)取 n =5; 8）許用應(yīng)力 = 0.6。（要求畫出軋輥的彎矩圖和扭矩圖）1）由靜力學(xué)平衡方程求得軋輥輥頸處的支反力： R1*（286+507+654+353）-P5*（507+654+353）- P9*（654+353）- P13 *（353）=0即：R1 =（ 600 *1514+ 800 *1007 + 1100*353）/（286+507+654+353） =1167.94 KNR2= （P5+P9+P13）- R1KN2）軋輥各位置點

3、的彎矩值： Ma = R1 *300/2/1000 = 1167.94 *KN.m Mb= R1 * 286/1000 = 1167.94 *KN.m Mc= R1 *（286+507）/1000- P5* KN.m或（Mc= R2 *（353+654）/1000- P13* KN.m）Md = R2 *353/1000 = 1332.06 *KN.m Me = R2 *300/2/1000 = 1332.06 *KN.m 3）繪制彎矩圖和扭矩圖： 4）軋輥各位置點的扭矩值： 忽略摩擦力矩后，傳動側(cè)的扭矩為 Mn =M13+M 9+M5=60+30+20= KN.m 5）輥身強度計算：三個孔型

4、處的彎曲應(yīng)力分別為： D553×3) = 43.51 MPa D993）= ×3) = 109.85 MPa D13133×3) = 119.64MPa 6）輥頸強度計算：由支反力的大小和傳動端的位置可判定，輥頸的危險斷面在傳動側(cè)，其彎曲應(yīng)力為： d3）=×3) = 74 MPa 危險斷面的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: d3）=110×3) = MPa 輥頸危險斷面的合成應(yīng)力: d p = (d2 +3d2 )1/2= (74 2 +3×2 )1/2 = MPa 7）輥頭的強度計算： d 113）=110×3 ) = 9 MPa 8）軋輥的許

5、用應(yīng)力： = b / n = (500 600) / 5 = 100 120 MPa = 0.6×( 100 120) = 60 72 MPa 9）結(jié)論：輥身、輥徑的應(yīng)力均小于許用值，所以軋輥受力安全，不合符要求。例題4：在如下圖2-3所示的2300二輥熱軋板帶鋼軋機上軋制寬度為1700mm的鋼板，最大軋制力9.6MN，最大扭矩0.60MN.m。軋輥輥身直徑D=950mm，輥頸直徑d=560mm，輥頸長度l=560mm。輥頭為梅花頭，其梅花頭外徑d1 = 510mm，抗扭斷面系數(shù)Wn 13。軋輥材質(zhì)為鑄鋼，許用應(yīng)力=100120MPa， = 0.6。校核其軋輥強度。（要求畫出軋輥的彎

6、矩圖和扭矩圖）圖2-3 2300二輥熱軋板帶鋼軋機軋輥受力圖解：（1）根據(jù)靜力平衡，由板帶軋機受力可得兩端軸承座的支反力： （2）畫出軋輥的彎矩和扭矩圖 （3）輥身軋輥中部的彎矩計算： 從輥身彎矩圖可知，輥身中部的彎矩最大值為： 輥身中部的彎曲應(yīng)力為： （4）輥頸根據(jù)彎矩和扭矩圖知，傳動側(cè)輥頸受彎矩和扭矩的作用，其彎矩值為： 對應(yīng)的彎曲應(yīng)力為： 傳動側(cè)輥頸所受扭矩： 對應(yīng)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： 由于軋輥材質(zhì)為鑄鋼，按第四強度理論計算彎扭合成應(yīng)力： （5）輥頭軋輥傳動側(cè)輥頭只承受扭矩，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： （6）軋輥許用應(yīng)力： =100120MPa， = 0.6=6072 MPa （7）結(jié)論：輥身、輥頸和輥頭

7、的應(yīng)力均小于許用應(yīng)力值，所以軋輥受力安全，合符設(shè)計要求。 （1分）例題5： 在2700mm二輥式熱軋機上軋制寬度為2050mm的鋼板，最大軋制力為15MN，最大扭矩0.74MN.m。軋輥直徑D=1060mm，輥頸直徑d=600mm,輥頸長度l=580mm，輥頭為梅花頭，截面模數(shù)Wnd13，直徑d1=520mm。軋輥材質(zhì)為鑄鋼，許用應(yīng)力=120MPa， = 0.6。校核其軋輥強度。（要求畫出軋輥的受力圖，彎矩和扭矩圖。）例題6：驗算600×3三輥型鋼開坯機第一機座的下軋輥強度。已知：1） 按軋制工藝，該輥K13、K9、K5三個道次同時走鋼 ；2） 各道的軋制力：P13 =1000KN

8、, P9=800KN , P5 =600 KN ;3） 各道的軋制力矩：M13 = 65KN .m , M9= 35KN.m , M5= 30KN.m ,忽略摩擦力矩；4） 軋輥有關(guān)尺寸見圖所示。其中各道次的輥身工作直徑為：D13=340 mm , D9=384 mm , D5=425 mm；軋輥輥頸直徑：d=300 mm，輥頸長度l =300 mm，軋輥梅花頭外徑d1=280 mm5） 軋輥右側(cè)為傳動端；6） 軋輥材質(zhì)為鑄鋼，其強度極限為 b= 500 600 MPa;7） 軋輥安全系數(shù)取 n =5; 8） = 0.6例題7：試計算某車間90/200200四輥冷軋機的軋輥強度。軋輥尺寸如圖2所示，軋制帶鋼寬度=150mm，壓下量=，工作輥材質(zhì)為9Cr，=833MPa；支撐輥材質(zhì)為40Cr，=686MPa；軋機采用工作輥傳動，軋制壓力P=313.6KN，最大張力T=1.96KN。（工作輥輥徑處張力引起的彎曲力矩按照一側(cè)張力等于零，零一側(cè)為最大的特例來計算。查表得，40Cr的接觸許用應(yīng)力=2000MPa，=610MPa）圖2-4 90/200200四輥冷軋機軋輥尺寸圖解：（1）計算支撐輥強度 支撐輥輥身中部的彎曲力矩 支撐輥輥身處彎曲應(yīng)力 輥身的安全系數(shù) 支撐輥輥頸處彎曲力矩 支撐輥輥徑處彎曲正應(yīng)力 支撐輥輥頸處的安全系數(shù) 從計算結(jié)果看，支撐輥輥身處安全，輥頸處安全