《材料成型机械设备》例题

例题1:验算中500X3三轻型钢开坯机第一机座的下轧辑强度。已知：1）按轧制工艺，该辑Kg、K9、代三个道次同时走钢；2）各道的轧制力：Pi3=1100KN,P9=800KN,P5=600KN;3）各道的轧制力矩:Mi3=60.0KN.m,M9=3（）KN.m,M5=20KN.m，忽略摩擦力矩；4）轧辐有关尺寸见图所示。其中各道次的辐身工作直径为：Di3=340mm,D9=384mm,Ds=425mm轧辐车昆颈直径：d=30（）mm辑颈长度1=300mm,轧辐梅花头外径5=280mm,其抗扭断面系数Wn=0.07d|3。5）轧辐右侧为传动端;6）轧辑材质为铸钢，其强度极限为ob=500〜600MPa;7）轧辑安全系数取n=5;8）许用应力［口=0.6［。］。（要求画出轧辑的弯矩图和扭矩图）解：1)由静力学平衡方程求得轧辐辐颈处的支反力：RiX(286+507+654+353)RX(507+654+353)-P9X(654+353)-Pl3X(353)=0即：Ri=(600X1514+800X1007+1100X353)/(286+507+654+353)=1167.94KNR2=(P5+P9+P13)-Ri=(600+800+1100)-1167.94=1332.06KN2)轧辑各位置点的弯矩值：Ma=RiX300/2/1000=Mc=RiX(286+507)/1000-P5X507/1000=1167.94X0.793-600X0.507=621.98KN.m或(Mc=R2X(353+654)/I000-P13X654/1000=1332.06X1.007-1100X0.654=621.98KN.m)Md=R2Me=R2X300/2/1000=1332.06X0.15=199.81KN.m3)绘制弯矩图和扭矩图：4)轧辑各位置点的扭矩值：忽略摩擦力矩后，传动侧的扭矩为Mn=MB+M9+M产60+30+20=110.0KN.m5)限身强度计算：三个孔型处的弯曲应力分别为：oD5=Mb/(0.ID53)=334.03/(0.1X0.4253)=43.51MPaoD9=Me/(O.ID93)=621.98/(0.1X0.3843)=109.85MPa0di3=Md/(O.ID133)=470.22/(0.1X0.343)=119.64MPa6)辑颈强度计算：由支反力的大小和传动端的位置可判定，根颈的危险断面在传动侧，其弯曲应力为:(3分)od=Me/(O.ld33)=74MPa危险断面的扭转应力：td=Mn/(0.2d33)=2037MPa辎颈危险断面的合成应力：。dp=(。d2+3Td2严=(742+3X20.372),/2=81.98MPa7)辑头的强度计算：Tdi=Mn/(0.07di3)=110/(0.07XO.283)=71.59MPa8)轧辐的许用应力：[o]=ob/n=(500~600)/5=100~120MPa|tJ=0.610]=0.6X(|(X)~120)=60-72MPa9)结论：轻身、粗径的应力均小于许用值，所以轧*品受力安全，合符要求。例题2：在如下图3所示的2500二辐热轧板带钢轧机上轧制宽度为1750mm的钢板，最大轧制力为10MN,最大扭矩。轧辑幅身直径D=960mm,限颈直径d=580mm,辐颈长度l=580mm。辑头为梅花头，其梅花头外径山=520mm，抗扭断面系数Wn=0.07d/。轧辑材质为铸钢，许用应力[o]=100~120MPa，=校核其轧盥强度。（要求画出轧辐的弯矩图和扭矩图）图32500图32500二辐热轧板带钢轧机轧辐受力图解：（1）根据静力平衡，由板带轧机受力可得两端轴承座的支反力:R.=R,=-=5MN2（2）画出轧馄的弯矩和扭矩图（3）*昆身轧转中部的弯矩计算：从转身弯矩图可知，转身中部的弯矩最大值为:转身中部的弯曲应力为:Mm0.1Z)35.51xMm0.1Z)35.51x1()6

0.1x0.960,=62.28M&（4）辑颈根据弯矩和扭矩图知，传动侧*昆颈受弯矩和扭矩的作用，其弯矩值为:Md=R2C=5x0.290=1.45MN•m1.4531.4531.453对应的弯曲应力为：1.453=74.36MP。传动侧辑颈所受扭矩：M“=0.64MN•加对应的扭转应力为:0.640.2，().2x0.58030.640.2，().2x0.5803=}6AMPa由于轧辑材质为铸钢，按第四强度理论计算弯扭合成应力：%,=J。，+3q2=V74.362+3x16.42=79.59"'(5)辐头轧较传动侧辐头只承受扭矩，其扭转应力为：=65.02MP。_Mn_0