軋輥強(qiáng)校核習(xí)題詳解

1、驗(yàn)算500×3三輥型鋼開坯機(jī)第一機(jī)座的下軋輥強(qiáng)度。已知：1）按軋制工藝，該輥K13、K9、K5三個(gè)道次同時(shí)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d1=280 mm，其抗扭斷面系數(shù)Wn = 0.07d13 。

2、5）軋輥右側(cè)為傳動(dòng)端；6）軋輥材質(zhì)為鑄鋼，其強(qiáng)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）- R1= （600+800+1100）-1167.94=1332.06K

3、N2）軋輥各位置點(diǎn)的彎矩值： Ma = R1 *300/2/1000 = 1167.94 *0.15 =175.191KN.m Mb= R1 * 286/1000 = 1167.94 *0.286 =334.03KN.m Mc= R1 *（286+507）/1000- P5*507/1000 = 1167.94*0.793-600*0.507=621.98 KN.m或（Mc= R2 *（353+654）/1000- P13*654/1000 = 1332.06*1.007-1100*0.654=621.98 KN.m）Md = R2 *353/1000 = 1332.06 *0.353 = 4

4、70.22KN.m Me = R2 *300/2/1000 = 1332.06 *0.15 = 199.81KN.m 3）繪制彎矩圖和扭矩圖： 4）軋輥各位置點(diǎn)的扭矩值： 忽略摩擦力矩后，傳動(dòng)側(cè)的扭矩為 Mn =M13+M 9+M5=60+30+20=110.0 KN.m 5）輥身強(qiáng)度計(jì)算：三個(gè)孔型處的彎曲應(yīng)力分別為： D5 = Mb /（0.1D53）= 334.03 / ( 0.1×0.4253) = 43.51 MPa D9 = Mc /（0.1D93）= 621.98/ ( 0.1×0.3843) = 109.85 MPa D13 = Md /（0.1D133）=4

5、70.22 / ( 0.1×0.343) = 119.64MPa 6）輥頸強(qiáng)度計(jì)算：由支反力的大小和傳動(dòng)端的位置可判定，輥頸的危險(xiǎn)斷面在傳動(dòng)側(cè)，其彎曲應(yīng)力為： d = Me /（0.1d3）=199.81/ ( 0.1×0.33) = 74 MPa 危險(xiǎn)斷面的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力: d = Mn /（0.2d3）=110/ ( 0.2×0.33) = 20.37 MPa 輥頸危險(xiǎn)斷面的合成應(yīng)力: d p = (d2 +3d2 )1/2= (74 2 +3×20.372 )1/2 = 81.98 MPa 7）輥頭的強(qiáng)度計(jì)算： d 1= Mn /（0.07d13）=11

6、0/ ( 0.07×0.283 ) = 71.59 MPa 8）軋輥的許用應(yīng)力： = b / n = (500 600) / 5 = 100 120 MPa = 0.6 = 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(jī)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 = 0

7、.07d13。軋輥材質(zhì)為鑄鋼，許用應(yīng)力=100120MPa， = 0.6。校核其軋輥強(qiáng)度。（要求畫出軋輥的彎矩圖和扭矩圖）圖2-3 2300二輥熱軋板帶鋼軋機(jī)軋輥受力圖解：（1）根據(jù)靜力平衡，由板帶軋機(jī)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(jì)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(dòng)側(cè)輥頸受彎矩和扭矩的作用，其彎矩值為： 對(duì)應(yīng)的彎曲應(yīng)力為： 傳動(dòng)側(cè)輥頸所受扭矩： 對(duì)應(yīng)的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： 由于軋輥材質(zhì)為鑄鋼，按第四強(qiáng)度理論計(jì)算彎扭合成應(yīng)力： （5）輥頭軋輥傳動(dòng)側(cè)輥頭只承受扭矩，其扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為

8、： （6）軋輥許用應(yīng)力： =100120MPa， = 0.6=6072 MPa （7）結(jié)論：輥身、輥頸和輥頭的應(yīng)力均小于許用應(yīng)力值，所以軋輥受力安全，合符設(shè)計(jì)要求。 （1分）例題5： 在2700mm二輥式熱軋機(jī)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)Wn=0.07d13，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(qiáng)度。（要求畫出軋輥的受力圖，彎矩和扭矩圖。）例題6：驗(yàn)算600×3三輥型鋼開坯機(jī)第一機(jī)座的下軋

9、輥強(qiáng)度。已知：1） 按軋制工藝，該輥K13、K9、K5三個(gè)道次同時(shí)走鋼 ；2） 各道的軋制力：P13 =1000KN , 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(dòng)端；6） 軋輥材質(zhì)為鑄鋼，其強(qiáng)度極限為 b= 500 600 MPa;7）

10、軋輥安全系數(shù)取 n =5; 8） = 0.6例題7：試計(jì)算某車間90/200200四輥冷軋機(jī)的軋輥強(qiáng)度。軋輥尺寸如圖2所示，軋制帶鋼寬度=150mm，壓下量=0.4mm，工作輥材質(zhì)為9Cr，=833MPa；支撐輥材質(zhì)為40Cr，=686MPa；軋機(jī)采用工作輥傳動(dòng)，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(jì)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(jī)軋輥尺寸圖解：（1）計(jì)算支撐輥強(qiáng)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