机架的强度计算和变形计算.docx

机架的强度计算和变形计算
机架得强度计算和变形计算
摘要:初定基本尺寸并选择立柱、横梁得截面形状 机架基本尺寸,主要就就是指窗口得大小以及立柱和上下横梁得截面尺寸等。基本尺寸得确定见表18、2-l,各种截面形状得选择见表１8、2-2、 机架得强度计算和变形计算 1) 计算得基本假定 ①作用在机架上得外力,只考虑轧制力得
      初定基本尺寸并选择立柱、横梁得截面形状,机架基本尺寸,主要就就是指窗口得大小以及立柱和上下横梁得截面尺寸等。基本尺寸得确定见表1８、2－l,各种截面形状得选择见表18、2－2、
      机架得强度计算和变形计算
      １)　计算得基本假定
       ①作用在机架上得外力,只考虑轧制力得作用,并用两个集中载荷取代作用于上横梁圆环面得均布载荷(见图18、2-1)。作用在下板粱上得力为均布载荷;
 　   　 ②视机架为一封闭框架,该框架,由依次连接截面各截面形心而形成;
     　 ③机架得变形属于平面变形。
       2)主要运算符号(参照图1８、2-1一图１８、2-3及表18、２-3、表18、2-4);

 　    3)机架得强度计算和变形计算      表18、２-3,表1８、2－4为机架得静强度计算和变形计算;表１８、2-5为机架得疲劳强度计算;表18、2-6为图解机架任意截面得夸矩。对于结构形状复杂得机架可用图解法。
      4)计算实例      图１8、２-4为１200 x 55０/1１０0四辊热轧机机架结构图。要求对该机架进行刚、强度校核。机架材料为ＺＧ27０-500钢,轧机得最大轧为16000kＮ,每片机架上得作用力为80０0kN、
      解
 　   　①绘制机架计算简圈
 　    第一步,将机架简化为封闭框架。由于该机架形状较规整、故只取5个截面,她们就就是:上、下横梁得中间截面,立柱得中间截面、上、下橄梁与立住交接处。而后分别求其形心位置和惯性矩。根据所求得得数据及机架得结构尺寸使可作用机架得封闭框架图,如图1８、2一5所示、

     第二步、确定各段得惯性矩及上、下、粱上载荷。

   　 ②机架得静强度校核
     　a)按表18、2一3中得计算公式求得各截面上得最大应力(见表１8、2－7)。
      由表18、2一７可知,求得得各截面上最大应力均小于许用应力,故机架静强度满足要求。
   　 　b)以轧辊在断裂时机架不产生塑性变形为条件计算机架得许用应力(σ〕’、

   　  由于上式求得得(σ〕’值大于机架得最大应力。故轧辊在断裂时,机架无损伤。
   　  ③机架得疲劳强度计算按表18、2-8中公式、
      计算各截面得疲劳安全系数,并列于表18、2一9中,由于表中得s值大于许用安全系数(S) =１、5一2,故机架疲劳强度满足要求。
      ④挠度计算      利用表1８、2-4中得公式计算机架得挠度,并列于表1８、2一9中。从表中可知,机架在垂直方向得挠度=0、0０048４1 ｍ、水平方向得挠度=0、00039m。对于大中型四辊热轧机,机架在垂直方向得总挠度应不大于0、００05　- 0、001 ｍ。故机架满足刚度要求。由于轧机中滑板与支承辊轴承座宽度之间得最小间凉为0、０0057m、大于机架得水平挠度=0、00039m、从而可满足轴承座沿窗口自由移动得使用耍求。

 　   　５)机架得应力分析    　 用有限元法计算2８0 x　100/300四辊冷轧机机架所得应力分布及变形情况。
      假定:①机架只承受垂直方向得轧制力、而水平外力被忽略。②机架几何形状及外载均前后对称,且无垂直于此对称面得外力,故计算时按平面间题来处理。 　   　        用有限元ｍ　it算所得机架得应力分布图,如图1８、2-6一图1８、2-9所示。从图中得知:①上横梁中间截面内缘上有较大得沿x轴方向得压应力(=-284　x IO'Pa)。其值  向两边逐渐减小。②上横梁内、外缘分别就就是下横梁对应点得1、5５和１、68倍。上、下横梁得内、外缘得值按曲线规律变化。③立柱受力状态接近于单向拉伸。④根据上横梁中间截面得应力分布,可确定压下螺母支承面得位里(尽可能布置在压应力区)。⑤从图1８、2-7、图１8、2－8中可知、横梁与立柱交接处和下横梁带孔部位有较大得应力集中,从而使应力达到较高值。如在上、下横梁与立柱交接处最大应力分别达到410 x　1０'Pa和320 x 10'Ps、而在直径￠40mm圆孔A, B两点拉应力达到290 x1０＇Pa、

   　   机架得变形:当以机架中性线ABCＤ(见图１8、２-6)为基准时、计算所得机架在垂宜方向得总变形就就是０、０0010５8、,其中立柱得垂直变形为0、00０0448、、上、下横梁得垂直变形为0、0０0０6Iｍ、
 　 　  表18、2-3中、按曲梁计算、上、下横梁与立柱得交接处最大应力值分别为４30　x 1０＇Pa及328　ｘ10'P、,与有限元法什算结果很接近。