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轧辊强度校核
在完成某个新产品的孔型设计时,或对轧机进行技术改造时,必须对轧辊强度验算以判定工艺规程设计的合理性。
根据前面的配辊情况可知,每架轧机的轧辊都有多个轧槽,由各个轧槽过钢时,轧制压力及轧制力矩均相同,且根据材料力学的有关知识可知:当中间轧槽过钢时,轧辊危险面的弯矩最大,轧辊最危险。在型钢生产中,通常把轧辊上的轧制力当成是集中力来看待。
根据[7],轧辊断面的弯曲应力为:
,式中:--辊身断面的弯矩,=
a—两根压下螺丝的中心距
x—支反力到危险点的距离
D—辊身计算断面的工作直径
辊颈与辊身处相接处的弯矩最大,其值为:
=,式中:--辊颈与辊身处相接处的弯矩
d--辊颈的直径
R—支反力
C--支反力(压下螺丝中心至辊身边缘的距离,近似取辊颈长度的一半)
辊颈上的扭转应力为:,式中:
--作用在弯曲应力计算侧的辊颈与辊身交界处的辊颈扭矩
辊颈强度按弯矩合成应力考虑,因轧辊材质,故采用不同的计算公式。
1、采用钢轧辊时,按第四强度理论:
[8]
2、采用铸铁轧辊时,按摩尔理论:
辊头强度计算:
,式中:--作用在梅花头上的扭矩
--梅花头的外径,=d-10
本设计在进行轧辊强度校核时,前几道的压下量比较大,导致轧制力过大,因此,必须校核。至于后几道次中轧、精轧机组,一般没有强度问题。
以第一架为例进行强度校核:
d=0.55×550=302.5mm
L=d+20=322.5mm
=d-10=292.5mm
(1)由静力学,求得轧辊辊颈处的支反力为:
==P/2=844.57/2=422.29KN
(2)辊身处弯矩为:
=
=844.57×550×(1100-550)/1100
=232256N?m
(3)辊身强度计算
=
=17.38
(4)辊颈强度:
=24.60
(5)辊颈危险断面处的扭转应力
===14.23
又∵轧辊材质为钢
∴辊颈危险断面处合成应力按第四强度理论计算:
==34.82
(6)辊头强度计算(采用梅花辊头)
==44.97
(7)轧辊的作用力为:
∵ 采用钢轧辊
∴ 其强度极限为
∴
∴
∴ 轧辊强度验算通过
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