【文章內容簡介】 矩， Nmm； ?mM — 摩擦阻力矩， Nmm。 鞍山科技大學本科生畢業(yè)設計 第 14頁 Rfm MMM ??? 1 （ ） 式中 1fM — 工作輥軸承摩擦阻力矩， Nmm； RM — 支承輥對工作輥的支反力矩， Nmm。 軋制力矩計算按下式： hRPM z ?? 12 ? （ ） 式中 P— 軋制力， N； ? — 合力作用點位置系數，一般在 ～ 范圍內，粗軋頭幾道次取大值，故取? ＝ ； 1R — 工作輥半徑， mm； h? — 壓下 量， mm。 hRPM z ?? 12 ? = ??? 365474025? Nmm 1fM ＝ 12?F （ ） RM Na2? （ ） 式中 F — 工作輥軸承的支反力， N； N — 支承輥對工作輥的支反力， N； a — 支承輥對工作輥的支反力力臂， mm。 軋輥軸承的摩擦圓半徑為： 2111 d?? ? （ ）2222 d?? ? （ ） 式中 1? 、 2? — 工作輥軸承和支承輥軸承的摩擦系數，對于液體摩擦軸承，可取 ? ＝，對于滾動軸承，可取 ? ＝ ； 鞍山科技大學本科生畢業(yè)設計 第 15頁 1d 、 2d — 工作輥和支承輥輥頸直徑。 2111 d?? ? 57 000 ???mm 2222 d?? ?＝ ??mm 圖中 中， e 是工作輥中心線相對支承輥中心連線的偏移量， e 值大小取決于臨界值 0e ， 因為 3R 粗軋機是單向不帶張力軋制，所以臨界值 0e 計 算公式表示為： 22210 )()( RmRRe ?????? （ ） 式中 m — 工作輥與支承輥間的滾動摩擦力臂，一般取 ～ ，因此取 m =； 1R 、 2R — 工作輥和支承輥半徑。 )()775475()()( 2 2210 ???????????? RmRRe ?mm 支承輥對工作輥支反力力臂 a 用下面公式計算： ? ?21 RRa ?? 2sin ??? （ ） ＝ ????????????????? ?212211 RRRRm ? ????????? ??? 若忽略作用在工作輥軸承座上的平衡力和忽略工作輥軸承座與支承輥的Π 形軸承座摩擦力， F 應該指向水平方向并切于摩擦圓。 根據工作輥的平衡條件， N 和 F 的大小為： ? ? PPN ??? ?? ?c os c os （ ） ? ?? ? PtgtgPF ???? ????c o s ? ???? ?? （ ） ? ? PPN ??? ?? ?c os c os ? N （ ） 鞍山科技大學本科生畢業(yè)設計 第 16頁 022a rc s in 1010 ????? P TTP TT? （ ） 775475 5a rc s i n 2121 ??????? RR eRR e? （ ） 32222 osc osa rc s i n ????????? RmRm ????? （ ） ? ?? ????? ??? tgtgPF c o s （ ） P? ? ???? ?? ? ? 0 7 4 9 6 8 4 3 ?????? ? N 將計算得到的數值代入下式 （ ） 得 Rfm MMM ??? 2 （ ） 122 ?FNa ?? ? Nmm ?? ?? mZk MMM 9 5 8 7 9 8 1 10 2 6 5 4 7 4 ?? ? Nmm 主電機容量選擇 電機軸上功率計算 電機軸上功率計算公式可以表示為 ?knMN Hk9550?? ? （ ） 式中 N — 電機軸上功率； Hn — 工作輥轉速 k — 電機過載系數，不可逆電機在 ～ 范圍，取 k ＝ ； ? — 效率，取 。 鞍山科技大學本科生畢業(yè)設計 第 17頁 工作輥轉速的計算公式可以表示為 160DVnH ??? （ ）160DVnH ??? 00 ?? ?? ? r/min ?knMN Hk9550?? ? ??? ??kw 主電機選擇 根據電機軸上功率初選電機，查 [7]得， ZD 285/150 直流電動機 30?Nn r/min，2500?NP kw， ???HNnni 。 軋機主電機軸上的力矩由四部分組成，即對于四輥軋機公式如下： donk onffRZD MMMi MMMM ?????? 21 （ ） donk onffRZ MMMiMi MM ?????? )( 21 ＝donk onfRZ MMMi MM ???? 式中 DM — 主電機力矩； ZM — 軋輥上的 軋制力矩； fM — 附加摩擦力矩，即當軋制時由于軋制力作用在軋輥軸承、傳動機構及其他轉動件中的摩擦而產生的附加力矩，21 fff MiMM ??； konM — 空轉力矩，即軋機空轉時，由于轉動件的重量所產生的摩擦力矩及 其他阻力矩； donM — 動力矩，軋輥運轉速度不均勻時，各部件由于有加速度或減速所以引起慣性力所產生的力矩； 鞍山科技大學本科生畢業(yè)設計 第 18頁 i — 電動機和軋輥之間的傳動比。 (?konM ～ ） erM （ ） (? ～ ） ? ? ～ Nmm 傳動機構產生摩擦力矩 iMM Kf )11(2 ?? ? （ ） ) 1( ?? ? Nm 將計算得到的各數值代入得， ?DM Nmm ?HND nPM 9550? （ ） ?????? HDN nMPkw 考慮到以后冶金行業(yè)的發(fā)展，故近似選擇交流同步電動機 7000?NP kw。 鞍山科技大學本科生畢業(yè)設計 第 19頁 4 軋輥強度計算 鋼板軋機軋輥的計算方法是將軋制力近似看成沿軋件寬度均布載荷，而且左右對稱，軋制力 qbP? ， b 是軋件 寬度。四輥板帶軋機，由于有 支承輥 給軋輥計算帶來了新特點 。首先是工作輥和支承輥之間有彎曲載荷的分配問題；其次是工作輥和支 承輥之間存在著相當大的接觸應力。 支承輥強度計算 四輥軋機支承輥直徑 2D 與工作輥 1D 之比一般在 ～ 。支承輥的抗彎斷面系數較工作輥大的多，在計算支承輥有很大的剛性。因此，軋制時的彎曲力矩絕大部分有支承輥承擔。在計算支承輥時，通常按承受全部軋制力的情況考慮。由于四輥軋機一般是工作輥傳動，因此，對支承輥只需計算輥身中部和輥頸斷面的彎曲應力。 支承輥 彎曲應力計算 支承輥的彎曲 力矩 ?????? ?? 840 llPM W[] （ ） ?????? ??? = ? Nmm 由支承輥按 [1] 中選取 8CrMoV 鋼鍛造，查手冊得 b? ＝ 900Mpa ，故 鞍山科技大學本科生畢業(yè)設計 第 20頁 ? ? 18059005 ???? ??? nb Mpa。 310323333?? ???? ?? DMWM ww? Mpa＜ ? ? 180?? Mpa 8102 2 33 111111111 ?? ???????? dCPWM? Mpa＜ ? ? 180?? Mpa 9602 2 33 222222222 ?? ???????? dCPWM? Mpa＜ ? ? 180?? Mpa 支承輥 與工作輥之間接觸應力計算 由于所選支承輥材料為 8CrMoV，故支承輥表面硬度 HS＝ 70，經 []表 38查得，支承輥許用應力 ??? 為 2280Mpa，許用應力 ??? 為 694Mpa。 根據 （ Hertz） 理論，最大壓應力及接觸區(qū)寬度 2b可由下式計算 ? ?? ? ? ?? ?21212212121221m a x 22 rrkk rrqDDkk DDqbq ???? ??? ???? （ ） 式中 q — 加在接觸表面單位長度上的負荷； 21DD 及 21rr — 相互接觸的兩個軋輥直徑及半徑； 21kk — 與軋輥材料有 關的系數，1211 1 Ek ????，22221 1 Ek ???? 其中， 21?? 及 21EE 為兩軋輥材料的泊松比和彈性模量。 ? ?2121212 DD DDkkqb ??? （ ） 若兩軋輥泊松比同取 ??? ??? ，則 ? ?2121m ax rr rrqE ??? ， 211 Dr? ， 222 Dr ? ，bPq? ， ??E Mpa 代入得， 最大壓應力 m a x ??? bq?Mpa＜ ? ? 2280?? Mpa 鞍山科技大學本科生畢業(yè)設計 第 21頁 最大主應力 2 7 3 63 0 0 m a xm a x45 ???? ?? oMpa＜ ?? 649?? Mpa 最大反復切應力 7 3 m a xm a x ???? ?? zy Mpa＜ ?? 649?? Mpa 工作輥強度計算 由于在軋制過程中 ，不存在前后張力差并且支承輥承受彎曲力矩，故工作輥可只考慮扭轉力矩，即僅計算傳動端的扭轉應力。 圖 工作輥 、 支承輥 受力圖、內力 圖 扭轉應力為 kkWM?? （ ） 鞍山科技大學本科生畢業(yè)設計 第 22頁 式中 kM — 作