D2_2轧辊强度计算

辊身弯矩 M max
e( a e) P a
c ( a e) P 辊颈弯矩 M j a
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轧辊驱动扭矩 Mk 与轧制扭矩 Mz M z＞＞M f Mk Mz M f
故 Mk M z
③确定危险断面 轧制压力作用点处是危险断面, 进行弯曲强度计算
辊颈则计算弯曲和扭转应力, 按弯扭合成应力计算 传动端轴头只计算扭转应力 d [ ] 强度条件
由于尺寸效应, 疲劳, 材质不均匀性, 应力集中等因素
按轧辊抗拉强度进行校核计算需给定安全系数 许用拉应力 许用切应力
[ ]
b
n [ ] 0.8[ ]
一般取安全系数 n = 5 铸铁轧辊 钢轧辊
Mj Mj j W j 0.1d 3
Mk Mk Wk 0.2d 3
Mk t Wt
单键轴头
Wt 0.07d13 Wt b 2
Wt 0.19d13 Wt 0.18d13
双键轴头 h 3 W ( 0 . 65 0 . 45 ) d 平台型圆柱轴头 t d1
辊身中部弯矩 M max
P b (a ) 4 2
cP 辊颈弯矩 M j 2
以下步骤与型钢轧辊强度校核相同
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③确定危险断面 轧辊辊身中点处是危险断面, 进行弯曲强度计算
辊身与辊颈过渡处也是危险断面, 按合成应力计算 ④计算弯曲应力和扭转应力 辊身最大弯曲应力 辊颈扭转应力 轴头扭转应力
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⑤计算合成应力
2 2 3 , 钢轧辊 j d 1 ' 1 ' 2 j 2 4 , 铸铁轧辊 j 2 2
⑥计算许用应力和强度校核

b
n
,
0.577 , 钢轧辊 0.8 ， 铸铁轧辊
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①载荷分析
工作辊为轧制压力沿轧件宽度均布的载荷
支撑辊为轧制压力沿辊身长度均布的载荷
P L (a ) 4 2
cP 辊颈弯矩 M j 2
②计算弯曲力矩(公式同二辊轧机)和扭转力矩 辊身中部弯矩 M max
以下步骤与二辊轧机轧辊强度校核相同 注: 四辊轧机的弯曲力矩主要由支撑辊承担
只对支撑辊的辊身中部和辊颈计算弯曲力矩 当工作辊传动, 工作辊计算扭转力矩, 支撑辊只计算弯矩
1 1 1 2 K1 , K2 E1 E2
2q( K1 K 2 ) D1D2 b D1 D2
45(max) 0.304 max [ c ]
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e
M Mk
Mmax
X X
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M X
Mk X
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M max M max W 0.1D3
Mk Mk Wk 0.2d 3
Mk t Wt
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⑤计算合成应力
2 2 3 , 钢轧辊 j d 1 ' 1 ' 2 j 2 4 , 铸铁轧辊 j 2 2
铸铁轧辊 按莫尔强度理论计算合成应力和强度校核
强度条件和合成应力计算如下 1 ' 1 ' d 2 4 2 [ ] 2 2 铸铁材料许用抗拉和抗压应力的比值 球墨铸铁 ' 0.30 灰口铸铁 ' 0.25
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通常辊身只计算弯曲应力 d [ ] 强度条件
⑥计算许用应力和强度校核

b
n
,
0.577 , 钢轧辊 0.8 ， 铸铁轧辊
辊身弯曲校核
辊颈弯曲和扭转合成校核 轴头扭转校核
d [ ] d [ ] d [ ]
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2. 四辊轧机的轧辊强度计算
按轧辊材质 计算许用应力[σ] 计算弯曲应力 扭转应力 (画应力图)
按强度条件 计算合成应力σd
确定 危险断面
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二、强度条件及许用应力
轧辊强度计算采用莫尔强度、第四强度理论 钢轧辊 按第四强度理论计算合成应力和强度校核 强度条件和合成应力计算如下
d 2 3 2 [ ]
辊身弯曲校核
辊颈弯曲和扭转合成校核 轴头扭转校核
d [ ] d [ ] d [ ]
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四、板带钢轧辊的强度计算
1. 二辊轧机的轧辊强度计算 ①载荷分析 近似为轧制压力沿轧件宽度均布的载荷 ②计算弯曲力矩和扭转力矩
M xP 2 , xP P a b 2 (x ) , 2 2b 2 P(a x) , 2 a b x 2 a b ab x 2 2 ab x 2
第二节 轧辊强度计算
一、轧辊强度计算步骤 二、强度条件及许用应力 三、型钢轧辊的强度校核
第二章
四、板带钢轧辊的强度校核
五、四辊轧机接触强度计算
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重点掌握 轧辊强度 计算的方 法、步骤
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一、轧辊强度计算步骤
( 强度校核判定 ) 载荷分析 (画受力图) 计算弯曲力矩 扭转力矩 (画弯矩扭矩图)
当支撑辊传动, 支撑辊中部计算弯矩, 辊颈计算弯扭合成
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五、四辊轧机接触强度计算
H. 赫兹理论 两个圆柱体在接触区内产生局部弹性压扁 压应力呈半椭圆形分布, 最大压应力在接触面中部
max
2q 2q ( D1 D2 ) b 2 ( K1 K 2 ) D1D2
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[ ] [ ] 0.577[ ] 3
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三、型钢轧辊的强度校核
轧wenku.baidu.com压力近似为集中载荷 型钢轧辊载荷 作用点在孔型轧槽底部中点
轧件在不同轧槽轧制, 作用点是变动的
①载荷分析 确定轧制压力, 支撑力和驱动扭矩, 画受力图
②计算弯曲力矩和扭转力矩
M xeP , a (a x)( a e) P R2 (a x) , a R1 x x ae x ae
辊身与辊颈过渡处也是危险断面, 按合成应力计算 ④计算弯曲应力和扭转应力 辊身最大弯曲应力
M max M max W 0.1D3
注: 型钢轧辊沿辊身配置多个孔型轧槽 分别计算各轧槽处断面应力并比较, 按最危险断面校核
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辊颈最大弯曲应力 辊颈扭转应力 轴头扭转应力 梅花轴头 矩形轴头