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      機架的強度計算和變形計算

      2014-08-23 20:24 作者:管理員14 來源:未知 瀏覽: 字號:

      摘要:初定基本尺寸并選擇立柱、橫梁的截面形狀 機架基本尺寸,主要是指窗口的大小以及立柱和上下橫梁的截面尺寸等;境叽绲拇_定見表18.2-l,各種截面形狀的選擇見表18.2-2. 機架的強度計算和變形計算 1) 計算的基本假定 ①作用在機架上的外力,只考慮軋制力的

            初定基本尺寸并選擇立柱、橫梁的截面形狀
            機架基本尺寸,主要是指窗口的大小以及立柱和上下橫梁的截面尺寸等;境叽绲拇_定見表18.2-l,各種截面形狀的選擇見表18.2-2.
            機架的強度計算和變形計算
            1) 計算的基本假定
             ①作用在機架上的外力,只考慮軋制力的作用,并用兩個集中載荷取代作用于上橫梁圓環面的均布載荷(見圖18.2-1)。作用在下板粱上的力為均布載荷;
             ②視機架為一封閉框架,該框架,由依次連接截面各截面形心而形成;
             ③機架的變形屬于平面變形。
             2)主要運算符號(參照圖18.2-1一圖18.2-3及表18.2-3、表18.2-4);
            機架的基本尺寸的擬定
                  機架立柱橫梁的截面形狀選擇
                 機架的基本尺寸
                  機架的基本尺寸
            機架的尺寸
            機架的尺寸
            3)機架的強度計算和變形計算      表18.2-3,表18.2-4為機架的靜強度計算和變形計算;表18.2-5為機架的疲勞強度計算;表18.2-6為圖解機架任意截面的夸矩。對于結構形狀復雜的機架可用圖解法。
            4)計算實例      圖18.2-4為1200 x 550/1100四輥熱軋機機架結構圖。要求對該機架進行剛、強度校核。機架材料為ZG270-500鋼,軋機的最大軋為16000kN,每片機架上的作用力為8000kN.
            解
            ①繪制機架計算簡圈
            第一步,將機架簡化為封閉框架。由于該機架形狀較規整.故只取5個截面,它們是:上、下橫梁的中間截面,立柱的中間截面.上、下橄梁與立住交接處。而后分別求其形心位置和慣性矩。根據所求得的數據及機架的結構尺寸使可作用機架的封閉框架圖,如圖18.2一5所示.
            機架的設計與計算
            尺寸計算2
            尺寸計算3
            尺寸計算4
           第二步.確定各段的慣性矩及上、下.粱上載荷。
      慣性矩1
      慣性矩2
           ②機架的靜強度校核
            a)按表18.2一3中的計算公式求得各截面上的最大應力(見表18.2-7)。
            由表18.2一7可知,求得的各截面上最大應力均小于許用應力,故機架靜強度滿足要求。
            b)以軋輥在斷裂時機架不產生塑性變形為條件計算機架的許用應力(σ〕’.
         許應用力計算公式
            由于上式求得的(σ〕’值大于機架的最大應力。故軋輥在斷裂時,機架無損傷。
            ③機架的疲勞強度計算按表18.2-8中公式.
            計算各截面的疲勞安全系數,并列于表18.2一9中,由于表中的s值大于許用安全系數(S) =1.5一2,故機架疲勞強度滿足要求。
            ④撓度計算      利用表18.2-4中的公式計算機架的撓度,并列于表18.2一9中。從表中可知,機架在垂直方向的撓度撓度=0.0004841 m.水平方向的撓度撓度=0.00039m。對于大中型四輥熱軋機,機架在垂直方向的總撓度應不大于0.0005 - 0.001 m。故機架滿足剛度要求。由于軋機中滑板與支承輥軸承座寬度之間的最小間涼為0.00057m.大于機架的水平撓度撓度=0.00039m.從而可滿足軸承座沿窗口自由移動的使用耍求。
       
       
      1200*500/1100四輥熱軋機機架結構圖
              1200*550/1100軋機機架的靜強度計算數據
            1200*550/1100軋機機架的撓度計算
       
            5)機架的應力分析      用有限元法計算280 x 100/300四輥冷軋機機架所得應力分布及變形情況。
            假定:①機架只承受垂直方向的軋制力.而水平外力被忽略。②機架幾何形狀及外載均前后對稱,且無垂直于此對稱面的外力,故計算時按平面間題來處理。              用有限元m it算所得機架的應力分布圖,如圖18.2-6一圖18.2-9所示。從圖中得知:①上橫梁中間截面內緣上有較大的沿x軸方向的壓應力(壓應力=-284 x IO'Pa)。其值  向兩邊逐漸減小。②上橫梁內、外緣最大壓應力分別是下橫梁對應點最大壓應力的1.55和1.68倍。上、下橫梁的內、外緣的壓應力值按曲線規律變化。③立柱受力狀態接近于單向拉伸。④根據上橫梁中間截面的應力分布,可確定壓下螺母支承面的位里(盡可能布置在壓應力區)。⑤從圖18.2-7、圖18.2-8中可知.橫梁與立柱交接處和下橫梁帶孔部位有較大的應力集中,從而使應力達到較高值。如在上、下橫梁與立柱交接處最大應力分別達到410 x 10'Pa和320 x 10'Ps.而在直徑¢40mm圓孔A, B兩點拉應力達到290 x10'Pa.
            上橫梁與立柱交接處主應力等值曲線
             機架的變形:當以機架中性線ABCD(見圖18.2-6)為基準時.計算所得機架在垂宜方向的總變形是0.0001058.,其中立柱的垂直變形為0.0000448..上、下橫梁的垂直變形為0.00006Im.
            表18.2-3中.按曲梁計算.上、下橫梁與立柱的交接處最大應力值分別為430 x 10'Pa及328 x10'P.,與有限元法什算結果很接近。
            下橫梁與立柱交接處主應力等值的曲線
       
       

      (責任編輯:laugh521521)
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