《普通万能轧机机架和连接板式万能轧机机架的受力情况比较探析综述》2300字

普通万能轧机机架和连接板式万能轧机机架的受力情况比较分析综述为了更好的理解两种轧机机架的受力情况，作如下假设：1.假设两种机架受到的轧制力相等，且水平辊受到的的轧制力都为P，立辊受到的轧制力都为P/2;2.假设F、I分别为两种机架牌坊的截面面积及惯性矩，且两种机架的截面面积和惯性矩都相等，F′、I′分别为连接板式轧机的横梁部分的截面积及惯性矩，该横梁的作用是连接轧辊前后两组机架板，且规定F′不大于F；3.按照图纸上两种轧机的实际的尺寸，我们知道，普通万能轧机的机架高度大约为连接板式万能轧机机架高度的2.5倍，那么我们在以后的计算中，不妨设普通万能轧机的机架高度为5a，连接板式万能轧机的机架高度为2a，同时，我们假设这两种机架的宽度和长度相等，均以2a表示（事实上，对于两种轧机的宽度和高度，连接板式万能轧机都要比普通的万能轧机机架大）；4.为了便于计算，我们建立两个力学模型来代替两种机架，如图3-1所示，并假设连接轧机上的两组轧机的机架板的拉杆与机架板之间为铰链。a)普通万能轧机的机架力学模型b)连接板式万能轧机的机架力学模型图3－1两种机架的力学模型1.1竖直方向轧制力对两种机架引起的弯矩我们知道，相比于普通万能轧机机架的两片牌坊位于轧辊的左右两侧，连接板式万能轧机机架的两片牌坊则是位于轧辊的前后两侧。为便于计算，我们各取两种机架的一片机架板作为本次计算的研究对象。（1）普通轧机机架拱在立轧力作用下的弯矩由图3—1a），我们可明显分析出普通万能轧机机架的受力情况。为便于计算，如果沿框窗垂直中心开轧机，则在截面上施加垂直力P/2和超静定弯矩M1(图3-2b)。由于框架是对称的，在弯矩M1下，可以得到框架的一半弹性变形。则我们可以知道，此时，截面Ⅰ－Ⅰ的转角等于零，按卡式定理得θ1式中,E――弹性模数；x――横截面Ⅰ-Ⅰ计算框架横截面之间的中线长度；Mx――框架横截面上的弯矩；Ix――框架所需要的计算的那个截面上的惯性矩。a)万能机架牌坊b)机架计算简图图3－2普通万能轧机机架受力及计算简图由此，我们可以计算出，此时的弯曲力矩MxMx式中,y——相对于弯矩臂计算截面的垂直力的力臂。所以，我们可以计算出力矩Mx∂M当我们把3－2和3－3代入式3－1，消去常数项后，得P4由式3—4可求出M1对于横梁有，y=x，而立柱则是，y=lM1式中，l1――机架横梁的中性线长度，l2――机架立柱的中性线长度;积分后得M根据3-2作力矩图时,在立柱的弯矩M2为M2在此基础上，可以绘制通用轧机机架垂直轧制力引起的弯矩图，如图3-3所示。由于垂直轧制力通过压紧螺钉作用于各拱梁的中心，所以我们可以很清楚地知道在拱梁的中心处产生最大弯矩。图3—3普通万能机架竖直轧制力引起的弯矩（2）连接板式万能轧机机架牌坊在竖直方向轧制力的作用下的受力状态由图3—1所示可知，连接板式万能轧机的机架板（牌坊）不产生任何弯矩时的情况为受到了竖直方向轧制力的作用，即其因为受到了竖直方向轧制力而不会产生弯矩。这是因为在连接板式万能轧机机架中，轧制力的垂直方向不同于普通的万能轧机，普通的万能轧机的轧制力在竖直方向会作用在机架板上，而连接板式万能轧机则不会作用在机架板上，而是作用在机架的立柱部分，机架板的横梁部分因为不受到轧制力的作用，因此也不会产生弯矩，而它的立柱部分虽然受到了轧制力的作用，却只是受到了简单的拉伸作用，只会引起正应力，而不会引起弯矩，因此，连接板式轧机的机架在竖直方向上不会受到因轧制力而产生的弯矩的作用而对机架产生不良的影响。1.2水平方向轧制力对普通万能轧机机架和连接板式万能轧机机架引起的弯矩（1）普通万能轧机机架板在水平轧制力作用下引起的弯矩。以一种普通的通用轧机纪念拱和一组夹板连接板的通用轧机为研究对象。一般万能轧机左机架拱在水平方向上受轧制力引起的弯矩，如图a)普通万能机架牌坊受力简图b)水平方向轧制力引起的弯矩图3－4普通万能轧机机架牌坊在水平方向轧制力作用下引起的弯矩为了便于与带连接板的万能轧机进行比较，沿图3-4轧制方向，图3-5为左右两轧机铭牌的作用力和弯矩。图3－5轧机的竖直立柱受力简图及弯矩图（2）连板式万能轧机机架板在水平方向轧制力作用下引起的弯矩。据前章计算，轧机水平横梁的弯矩为M1=Pa图3－6连接板式万能轧机水平方向轧制力引起的弯矩1.3普通万能轧机和连接板式万能轧机的机架牌坊在竖直及水平方向轧制力共同作用下引起的弯矩图3—7两种机架牌坊合成弯矩图设普通万能轧机机架牌坊最大合成弯矩为：M1max设连接板式万能轧机机架板最大合成弯矩为：M则两种机架的受力状态比较：两种机架牌坊立柱部分最大弯矩之比以K表示：K=M两种机架牌坊横梁部分最大弯矩之比K′为：K'根据弯矩之比两个站,当机相同的规范(同样的惯性矩和部分系数)承担相同的