《材料成型机械设备》例题.docx
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=600 KN ;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=340 mm , D9=384 mm , Ds=425 mm轧辐车昆颈直径：d=30（） mm辑颈长度1 =300 mm,轧辐梅花头外径5=280 mm, 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o b = 5 00 600 MPa;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 = ( 600 X1514+ 800 X 1007 + 1100X353) / (286+507+654+353) =1167.94 KNR2= (P5+P9+P13)-Ri= (600+800+1100) -1167.94=1332.06KN 2)轧辑各位置点的弯矩值：Ma = Ri X300/2/1000 = Mc=Ri X (286+507) /1000- P5 X 507/1000 = 1167.94X0. 793-600X0. 507=621. 98 KN.m或(Mc= R2 X (353+654) /I000- P13X654/1000 = 1332.06X 1. 007-1100X0. 654=621. 98 KN.m)Md = R2Me = R2 X300/2/1000= 1332.06 X0. 15 = 199. 81 KN.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+M 9+M产60+30+20=110.0 KN.m5)限身强度计算：三个孔型处的弯曲应力分别为：o D5 = Mb /(0.ID53) = 334.03 /(0.1 X 0.4253) = 43.51 MPao D9 = Me / (O.ID93)= 621. 98/ ( 0.1 X 0.3843) = 109.85 MPa0 di3 = Md /(O.ID133) =470.22 / ( 0.1 X0.343) = 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)o d = Me/ (O.ld33) = 74 MPa危险断面的扭转应力：td= Mn / (0.2d33) = 2037 MPa辎颈危险断面的合成应力：。d p = (。d2 +3 T d2 严=(74 2 +3 X 20.372 ),/2 = 81.98 MPa7)辑头的强度计算：Tdi=Mn/ (0.07di3) =110/( 0.07XO.283) = 71.59 MPa8)轧辐的许用应力：o= o b/n= (500 600) /5= 100 120 MPa| t J = 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=100120MPa，=校核其轧盥强度。（要求画出轧辐的弯矩图和扭矩图）图3 2500二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)35.51 x 1()60.1x0.960,=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 = 5x 0.290 = 1.45 MN m1.4531.453对应的弯曲应力为：=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， ().2x0.5803= 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_0.64f - O.OVx3- 0.07x0.52()3(6)轧辑许用应力：o = 100120MPa,t= 0.6。=60s72 服、(7)结论：轮身、辑颈和辑头的应力均小于许用应力值，所以轧辐受力安全，合符设计要求。
