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求得的各截面上最大应力均小于许用应力
作者:冠亚app 发布时间:2021-01-29 05:01

  机架的强度计算和变形计算_机械/仪表_工程科技_专业资料。机架的强度计算和变形计算 摘要:初定基本尺寸并选择立柱、横梁的截面形状 机架基本尺寸,主要是指窗口的大小以 及立柱和上下横梁的截面尺寸等。基本尺寸的确定见表 18.2-l,各种截面形状的选择见表 1

  机架的强度计算和变形计算 摘要:初定基本尺寸并选择立柱、横梁的截面形状 机架基本尺寸,主要是指窗口的大小以 及立柱和上下横梁的截面尺寸等。基本尺寸的确定见表 18.2-l,各种截面形状的选择见表 18.2-2. 机架的强度计算和变形计算 1) 计算的基本假定 ①作用在机架上的外力, 只考虑 轧制力的 初定基本尺寸并选择立柱、横梁的截面形状,机架基本尺寸,主要是指窗 口的大小以及立柱和上下横梁的截面尺寸等。基本尺寸的确定见表 18.2-l,各 种截面形状的选择见表 18.2-2. 机架的强度计算和变形计算 1) 计算的基本假定 ①作用在机架上的外力,只考虑轧制力的作用,并用两个集中载荷 取代作用于上横梁圆环面的均布载荷(见图 18.2-1)。作用在下板粱上的力为均 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机架的变形属于平面变形。 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)机架的强度计算和变形计算 表 18.2-3,表 18.2-4 为机架的 静强度计算和变形计算;表 18.2-5 为机架的疲劳强度计算;表 18.2-6 为图解机架 任意截面的夸矩。对于结构形状复杂的机架可用图解法。 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,轧机的最 大轧为 16000kN,每片机架上的作用力为 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,它们是:上、下横梁的中间截面,立柱的中间截面.上、下橄梁与立住交 接处。 而后分别求其形心位置和惯性矩。根据所求得的数据及机架的结构尺寸使 可作用机架的封闭框架图,如图 18.2 一 5 所示. 第二步.确定各段的惯性矩及上、下.粱上载荷。 ②机架的静强度校核 a)按表 18.2 一 3 中的计算公式求得各截面上的最大应力(见表 18.2-7)。 由表 18.2 一 7 可知, 求得的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的许用应力 (σ 〕’. 由于上式求得的(σ 〕’值大于机架的最大应力。故轧辊在断裂时,机架无 损伤。 ③机架的疲劳强度计算按表 18.2-8 中公式. 计算各截面的疲劳安全系数,并列于表 18.2 一 9 中,由于表中的 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 中的公式计算机架的挠度,并列 于表 18.2 一 9 中。从表中可知,机架在垂直方向的挠度 方向的挠度 =0.0004841 m.水平 =0.00039m。对于大中型四辊热轧机,机架在垂直方向的总挠度应 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 承座宽度之间的最小间凉为 0.00057m.大于机架的水平挠度 可满足轴承座沿窗口自由移动的使用耍求。 =0.00039m.从而 5)机架的应力分析 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的轧制力.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的外力,故计算时按平面间题来 处理。 用有限元 m it 算所得机架的应力分布图,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的沿 x 轴方向的压应力( 外缘 的 =-284 x IOPa)。其值 向两边逐渐减小。②上横梁内、 分别是下横梁对应点 的 1.55 和 1.68 倍。上、下横梁的内、外缘 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 截面的应力分布, 可确定压下螺母支承面的位里(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的应 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 10Pa 和 320 x 10Ps.而在直径¢40mm 圆孔 A, B 两点拉应力达到 290 x10Pa. 机架的变形: 当以机架中性线)为基准时.计算所得机架在 垂宜方向的总变形是 0.0001058.,其中立柱的垂直变形为 0.0000448..上、下横 梁的垂直变形为 0.00006Im. 表 18.2-3 中.按曲梁计算.上、 下横梁与立柱的交接处最大应力值分别 为 430 x 10Pa 及 328 x10P.,与有限元法什算结果很接近。

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