【正文】 面的彎曲應(yīng)力。支承輥的彎曲力矩和彎曲應(yīng)力分布見圖 37。在輥頸的 斷面和 斷面上彎曲1?2應(yīng)力應(yīng)滿足強(qiáng)度條件，即本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書30 ???????式中 ——總軋制 ； ? 、 —— 和 斷面的1d?2直徑， ， ；3m247d?圖 37 四輥軋機(jī)支承輥計(jì)算簡圖 、 —— 和 斷面至支反力 處的距離， ， 1C21?22P135Cm?275?——許用彎曲應(yīng)力，對于合金鍛鋼軋輥，當(dāng)強(qiáng)度極限 時，bR 70~bMPa?。40~5MPa? 對于 斷面：1?(0)bcNmaRd???????? 故 斷面強(qiáng)度足夠。 對于 斷面：2 .(4710)bPc MPad??????? 故 斷面強(qiáng)度足夠。輥身中部 斷面處彎矩是最大的。若認(rèn)為兩個軸承反力間的距離 等于兩個壓下3 l螺絲的中心距 ，而且把工作輥對支承輥的壓力簡化成均布載荷（計(jì)算誤差不超過0l） 。9%~1對于輥身中部 斷面： 3?()(11)()2bPLNl mMPaRD? ?? ??????? 故 斷面強(qiáng)度足夠。 （2）工作輥強(qiáng)度校核本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書31 因支承輥承受彎曲應(yīng)力矩，故工作輥可只考慮扭轉(zhuǎn)力矩，即僅計(jì)算傳動端的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力。扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為： KMW??式中 ——作用在一個工作輥上的最大傳動力矩， ；??——工作輥傳動端的扭轉(zhuǎn)斷面系數(shù)。(15)bNmPaR????????（3）工作輥與支承輥間的接觸應(yīng)力工作輥和支承輥之間承載時有很大的接觸應(yīng)力，在軋輥設(shè)計(jì)及使用時應(yīng)進(jìn)行校核計(jì)算。假設(shè)輥間作用力沿軸向均勻分布，由彈性力學(xué)知，輥間接觸問題可簡化成一個平面應(yīng)變問題。赫茲（Hertz ）理論認(rèn)為：兩個圓柱體在接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生局部的彈性壓扁，存在呈半橢圓形分布的壓應(yīng)力，如圖 38 所示。圖 38 工作輥與支承輥相接觸的情況半徑方向產(chǎn)生的法向正應(yīng)力在接觸面的中部最大。最大壓應(yīng)力及接觸區(qū)寬度 可2b由下式計(jì)算。 12max()???式中 ——加在接觸表面單位長度上的負(fù)荷， ；q ????本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書32 、 ——相互接觸的兩個軋輥的半徑，1r2， ；19052mr?2502mr? ——軋輥彈性模數(shù)，對于鋼軋輥 。?61312max 33().970(950) MPa? ??????????? 此應(yīng)力雖然很大，但對軋輥不致產(chǎn)生很大的危險。因?yàn)樵诮佑|區(qū)，材料的變形處于三向壓縮狀態(tài)，能承受較高的應(yīng)力。在軋輥接觸區(qū)中，除了需校核最大正壓力 外，對于軋輥體內(nèi)的最大切應(yīng)力也max?應(yīng)該進(jìn)行校核，如下圖 39 所示。表示了輥內(nèi)切應(yīng)力分布的狀況。圖 39 在工作輥與支承輥接觸區(qū)上各主要應(yīng)力的大小及分布主切應(yīng)力 在接觸點(diǎn) 處其值為零，從 點(diǎn)到 逐漸增大， 點(diǎn)距接觸表面深度45??ooA，該點(diǎn) ，為保證軋輥不產(chǎn)生疲勞破壞， ?max(max)??? 45(max)??用值 ??max5(a).0??? ???max45(max)..???? ???表 34 許用接觸應(yīng)力值支承輥表面硬度HS許用應(yīng)力[σ]/MPa許用應(yīng)力[τ]/MPa304060851600202222002400490610670730本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書33由上表 33 查得支承輥表面硬度 ，50~6HS?許用應(yīng)力 ??2MPa? 許用應(yīng)力 。7?故兩軋輥的接觸疲勞強(qiáng)度足夠。 軋輥的變形計(jì)算 軋輥在軋制力和軋制力矩作用下，將發(fā)生彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切、輥間彈性壓扁等變形，這些變形均不得超過允許值。 簡支梁法計(jì)算軋輥的撓度 將承載軋輥看成簡支梁，用材料力學(xué)中計(jì)算直短梁撓曲方法處理。工程計(jì)算并不要求軋輥軸線每一點(diǎn)處的撓度值，而是關(guān)心某些斷面之間的撓度差值，如軋輥中心與軋件邊緣處的軸線撓度差、軋輥中心與軸身邊緣處軸線的撓度差。設(shè)軋件與軋輥間作用著均布載荷 ，且 。 為軋制力， 為軋件寬度， 為qPb?bL輥身長度， 為支反力作用點(diǎn)到輥邊的距離。見圖 310。圖中：c 10am?450Lbm?50D320dm5c? 圖 310 四輥冷軋機(jī)支承輥撓度計(jì)算簡圖 （1）軋輥輥身中點(diǎn)總撓度 12ff??式中 、 ——由彎矩和切力所引起的撓度值。1f2 ????????????????????????本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書342221PbDfacGd?????????????????????????、 ——彈性模數(shù)和剪切模數(shù)， E ，? 。?????帶入數(shù)值得： ??2?則支承輥輥身中點(diǎn)總撓度： ???（2）軋輥輥身中點(diǎn)與軋件邊緣處的撓度差值 39。f 39。39。39。12f??彎矩引起的 ??39。 ??切力引起的 39。22G?帶入數(shù)值得： 39。 ??39。26?則軋輥輥身中點(diǎn)與軋件邊緣處的撓度差值： 39。39。39。 ???（3）軋輥輥身中點(diǎn)和輥身邊上的撓度差值 39。f 39。39。39。12f?? 彎矩引起的 ??39。 ??引力引起的 39。22KfG???????其中 39。39。12??本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書35式中 、 ——彈性系數(shù)。39。1K39。2斯通給出小軋機(jī) ，由于軋輥泊松比相同，??39。140/kgm?則 。39。39。 22 ?39。39。 212./K??帶入數(shù)值得： 39。 375fm???39。則軋輥輥身中點(diǎn)和輥身邊上的撓度差值： 39。39。39。 ???? 軋輥的彈性壓扁變形 （1）工作輥與支承輥的彈性壓扁變形如果把支承輥與工作輥你間的彈性壓扁看作是兩個圓柱體的接觸變形，并假設(shè)其壓力分布是均勻的，如圖 311 所示，圖 311 工作輥與支承輥之間的彈性壓扁根據(jù)赫茨定理可推出工作輥與支承輥間彈性壓扁 ????式中 ——工作輥與支承輥間的彈性壓扁；2本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書36 、 ——工作輥、支承輥的直徑；wDb ——作用在工作輥輥身的單位負(fù)荷， q wPqL?其中 ——軋制力；P ——工作輥輥身長度；wL故????設(shè) 12K??其中 、 ——與軋輥材料有關(guān)的系數(shù)， ，當(dāng)工作輥和支承輥均為12212KE???? 鋼軋輥時， ，??EGPa故 ????????? （2）工作輥與支承輥的彈性壓扁 ??? 軋輥軸承的選擇及校核 軋輥軸承的類型與特點(diǎn)軋輥軸承的主要類型是滾動軸承。軋輥上使用的滾動軸承主要是雙列球面滾子軸承，四列圓錐滾子軸承及多列圓柱滾子軸承，滾針軸承僅在個別情況下使用于工作輥。滾動軸承的剛性大、摩擦系數(shù)小，但抗沖擊性能差、外形尺寸較大，多用在多種板帶軋機(jī)和鋼坯連軋機(jī)上。 軋輥軸承的工作特點(diǎn)軋輥軸承是軋鋼機(jī)工作機(jī)座中的重要部件，由于各類軋機(jī)的結(jié)構(gòu)及工作條件差別很大，因而必須采用不同類型的軸承。和一般用途的軸承相比，軋輥軸承有以下的特本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書37點(diǎn)：1）工作負(fù)荷大，通常軋輥軸承的單位壓力比一般用途的軸承高 2~4 倍；2）運(yùn)轉(zhuǎn)速度差別大，對于速度不同的軋機(jī)應(yīng)使用不同形式的軸承；3）工作環(huán)境惡劣。 軋輥軸承的選擇（1）支承輥軸承選用四列圓柱滾子軸承，軸承代號： 。64902FC?主要參數(shù)： 35wFm?450D?2Bminr 基本額定載荷 2rCKN3or圖 312 四列圓柱滾子軸承（2）工作輥軸承選用雙列滾針軸承，軸承代號： 。492NA主要參數(shù)： 125wFm?150D?? 基本額定載荷 38rCKN2or本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書38圖 313 雙列滾針軸承 軋輥軸承的校核 支承輥軸承強(qiáng)度校核支承輥軸承承受很大的軋制力，以承受軸向載荷為主。（1）靜強(qiáng)度校核當(dāng)量靜負(fù)荷 ???安全系數(shù) ??0 ?故支承輥軸承強(qiáng)度足夠。（2）疲勞壽命校核軸承承受徑向力 ???軸承額定壽命 hCLnP???????式中 ——以小時計(jì)的軸承額定壽命， ；hL ——軸承的轉(zhuǎn)速， ， n/? ——額定動載荷，N， ；C201rCN?本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書39 ——壽命指數(shù)，對于滾子軸承 ；? 103?? ——當(dāng)量動載荷，N。P 當(dāng)量總載荷 ??raFTPXYf?式中 ——徑向系數(shù)， ；X1? ——軸向系數(shù)， ； Y0Y 、 ——軸承徑向、軸向負(fù)荷，N。對于板帶軋機(jī)：rFa ~.1arF? 故 ， ， 。/arFe?1X?? ——負(fù)荷系數(shù)，由于工作中的振動、沖擊和軸承負(fù)荷不均等許多因素的影響，F(xiàn)f軸承實(shí)際負(fù)荷比計(jì)算負(fù)荷大，根據(jù)工作情況以負(fù)荷系數(shù) 表示，板材軋F(tuán)f機(jī) ，取 。~5Ff?? ——溫度系數(shù)，軋輥軸承一般只能在 溫度以下工作，故取 。Tf 0C? 1Tf?故 。.?106 () hn????????????????? 工作輥軸承壽命校核工作輥的兩端各有兩個滾針軸承。此軸承基本不受軸向力，只受徑向力和摩擦阻力。 39。 310..?????故 39。3687FfK6 103129.() hnP?????????????????故兩軋輥的軸承均符合要求。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書40第 4 章 結(jié)論 設(shè)計(jì)中存在的問題及改進(jìn)方法在計(jì)算軸承時像軋鋼機(jī)這樣的重負(fù)荷受力機(jī)構(gòu)要考慮很多因素，可能涉及到部分變形、摩擦力、沖擊力、不均勻溫度場和潤滑問題。但是本設(shè)計(jì)中所使用的方法是傳統(tǒng)的機(jī)械設(shè)計(jì)，這在機(jī)構(gòu)中集中了太多的強(qiáng)度和剛度，然而這并沒有在機(jī)構(gòu)的準(zhǔn)確性上做進(jìn)一步的工作。在低軋制力時，機(jī)構(gòu)擁有相對較高的剛性，通常會達(dá)到令人滿意的結(jié)果。但是在高軋制力時，機(jī)構(gòu)的變形會很明顯。由于軸承座是有固定端固定的，所以會承受偏負(fù)荷，這樣加劇了軸承座的磨損，進(jìn)而造成軸承的壽命減短、燒損和軋輥在重負(fù)荷下不可避免的嚴(yán)重變形。增加軸承座自位裝置，在作用力作用下，可以沿圓弧處移動，這樣可以極大降低軸承座的磨損。 價值及成本核算評價產(chǎn)品的價值主要考慮兩個方面：一是產(chǎn)品的功能；二是成本價值。本設(shè)計(jì)軋本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書41機(jī)為單機(jī)座小型四輥冷軋機(jī)，零部件多采用標(biāo)準(zhǔn)件，加工件要求加工精度和裝配精度很高，具有高剛性，所以外形尺寸緊湊，結(jié)構(gòu)簡單、合理，便于安裝，維護(hù)費(fèi)用較低，比較適用于中小型鋼廠軋制低碳鋼。該軋機(jī)機(jī)架部分約 13800 公斤，壓下裝置約 3600 公斤，工作輥及其裝配零部件共約 782 公斤，支承輥及其裝配零部件共約 5628 公斤，軸向鎖緊裝置公約 296 公斤，主傳動電機(jī) 1070 公斤，總計(jì) 25200 公斤，所以該軋機(jī)的總價值估計(jì)為 70 萬元。另外，該軋機(jī)利用壓下裝置調(diào)試方便、快速，可以軋制多種規(guī)格鋼坯，在改造中最大限度地利用原設(shè)備的部分地基，帶來的經(jīng)濟(jì)效益非常顯著畢業(yè)設(shè)計(jì)小結(jié)畢業(yè)設(shè)計(jì)是我們學(xué)完大學(xué)的全部基礎(chǔ)課以及專業(yè)基礎(chǔ)課后進(jìn)行的，是對所學(xué)各科進(jìn)行的一次全面的、深入的、綜合性的總復(fù)習(xí)，對實(shí)際問題的深入探討，提高了我們分析、解決問題的能力；通過實(shí)際動手，增強(qiáng)了做事干工作的決心和信心。理論知識與實(shí)踐相結(jié)合，增強(qiáng)了我們的實(shí)踐能力反過來又加深了理論知識的理解，讓我們對我們?nèi)蘸蟮墓ぷ骶哂兄卮蟮囊饬x。在設(shè)計(jì)過程中我們運(yùn)用所學(xué)知識及有關(guān)參考資料，對所設(shè)計(jì)的題目進(jìn)行了縝密的考慮、對比，選擇方案，對設(shè)計(jì)內(nèi)容進(jìn)行主要參數(shù)的計(jì)算并做必要的檢驗(yàn)校核，使所學(xué)理論知識前后得到貫通，并且應(yīng)用于實(shí)踐，增強(qiáng)實(shí)際的動手能力，開闊了思維。另外，在張老師的指導(dǎo)，平易近人的態(tài)度及嚴(yán)禁的學(xué)風(fēng)，必將深深的影響我今后對待工作的態(tài)度，將使我一生受用。在設(shè)計(jì)中也暴露出不少問題。明顯感覺到自己在知識上存在的缺陷，尤感實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)不足，分析問題的不全面性，理解問題的不完善性等一系列問題。眾多問題的出現(xiàn)，使我更進(jìn)一步懂得了“書到用時方恨少”蘊(yùn)含的哲理及“學(xué)習(xí)學(xué)習(xí)再學(xué)習(xí)”的重要性。還學(xué)會了如何使用手冊、資料等。設(shè)計(jì)得以順利地進(jìn)行，與指導(dǎo)老師的悉心指導(dǎo)和同學(xué)們的集體協(xié)作是分不開的，使我感受到團(tuán)體合作能力的重要性。本科畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文）說明書42參考文獻(xiàn)[1] 劉寶 軋鋼機(jī)械設(shè)備. 北京:冶金工業(yè)出版社,1986.[2] 黃華清. 軋鋼機(jī)械[第 3 版]. 北京:冶金工業(yè)出版社, 1980.[3] 馬鞍山鋼鐵設(shè)計(jì)學(xué)院等編 中小型軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)與計(jì)算. 北京: 冶金工業(yè)出版社,1979.[4] 孫恒,陳作模 ,葛文杰. 機(jī)械原理[第七版]. 北京:高等教育出版社, 2022.[5] 濮良貴,紀(jì)名剛 . 機(jī)械設(shè)計(jì)[第八版]. 北京:高等教育出版社, 2022.[6] 王海文. 軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)[M]. 北京:機(jī)械工業(yè)