650粗轧机毕业设计(6)

辽宁科技大学本科生毕业设计 第 22 页

校核轧辊时，通常对辊身只校核弯曲应力，对于辊颈要校核弯曲应力和扭转应力，对于轴头只校核扭转应力。

1)轧辊辊身强度校核

根据文献[4，128]计算作用于危险断面处的应力：

?D?MDMD （5.5） ??3WDD32式中：MD—作用于辊身危险断面处的弯矩，N·m； D—计算断面处的轧辊直径，mm。 根据文献[4，128]得：

640x?（1280?640）?566105.6(N·m) （5.6） MD?P?(a?x)=1769.08?1280a式中：MD—作用于辊身危险断面处的弯矩，N·m；

a—压下螺丝的中心距，mm；

x—危险断面到压下螺丝的距离，mm。

由公式(5.5)得：

?D?MD?32?D3566105.6?1000=21.00(MPa)

3.14?650332因为是铸铁轧辊，所以根据文献[2，18-50]得：?b?350~400MPa。为了充分

1利用轧机能力，轧辊的许用应力取得比较高，一般取破坏应力的，即安全系数为

55，则：

[?]??bn?350~400?70~80(MPa) （5.7） 5由于?D?[?]，所以辊身强度合格。

2)轧辊辊颈强度校核

对于辊颈来说要计算弯曲和扭转，根据文献辊颈危险断面上的弯曲应力?d为：

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?d?MdP?C ?1?3Wd32 ?884.5?42?001000=35.59(MPa) (5.8)

3.14?370332式中：C—压下螺丝中心线至辊身边缘的距离，可近似取为辊径长度的一半，即

C?l，mm； 2 d—辊径直径，mm。

根据文献[4，129]辊颈危险断面上的扭转应力?为：

??MK?16?d3121562.33?1000?12.22(MPa) (5.9)

3.143?37016式中： MK—轴颈危险断面处的扭矩，即为作用在一个工作辊上的最大传动力矩，N·m； d—辊径直径，mm。

辊颈强度要按弯扭合成应力计算。对于铸铁轧辊，则按莫尔理论计算，根据文献得：

???0.375?d?0.625?2d?4?2

=0.375?35.59+0.625?35.592?4?12.222 =56.51(MPa) (5.10) 则???[?]，所以辊颈强度合格。 3)轧辊轴头强度校核

对于传动端轴头只计算扭转应力，则： ??根据文献[2，18-51]得：

[?]?0.7[?]?0.7?(70~80)?49~56(MPa) (5.12) 由于??[?]，所以轴头强度合格。

MD0.2d13=

566105.6?1000=31.06(MPa) (5.11) 30.2?450 辽宁科技大学本科生毕业设计 第 24 页

5.2轧辊轴承

5.2.1轴承的选择

轧辊轴承是轧钢机工作机座中的重要部件。轧辊轴承是用来支撑转动的轧辊，并保持轧辊在机架中正确的位置。轧辊轴承的工作特点：工作负荷大，转动速度差别大；工作环境恶劣。

轧辊轴承应具有小的摩擦系数，足够的强度和刚度，并便于更换轧辊。轴承所承受力的大小，方向和性质是选择轴承类型的主要依据。根据载荷大小选择轴承时，由于滚子轴承中主要是线接触，宜用与承受较大的载荷，承载后的变形也小；而球轴承则主要是线接触，适宜用于承受较轻的或中等的载荷。考虑到粗轧机的工作特点，选择滚子轴承。

根据轧辊尺寸和轧机的工作特点选择合适的轴承型号，初选轴承型号为FC5476230。根据文献[5，20-179]得它的基本参数。

表5.1FC5476230轴承的基本参数

主要尺寸/mm

轴承型号

d

D

B

FW

基本额定载荷/KN 动载荷

Cr

静载C0r 4750

FC5476230 270 380 230 298 2140

5.2.2轧辊轴承的计算

轧辊轴承主要计算轴承的寿命。计算轴承的寿命要求符合轴承的实际寿命，必须准确的确定动载荷。当量动载荷与轴承寿命之间的关系，根据文献[6，320]得：

ftCr??10??? Lh? (5.13) ?60n?P??6??式中： Lh—以小时表示的轴承基本额定寿命，h；

n—轴承的转速，r/min, n=82.3(r/min)；

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ft—温度系数，这里取ft=0.9； Cr—额定动载荷，N，Cr=2140000(N)；

?—寿命指数，由于是滚子轴承则?=

10； 3P—当量动载荷，N。

计算轧机用四列圆柱滚子轴承时，取轴向载荷为零，则当量动载荷P为：

P?fFFr （5.14） 式中： fF—载荷系数，由于轧机在工作中受振动、冲击和轴承载荷不均匀等诸多因素

的影响，轴承实际载荷要比计算载荷大，根据工况用载荷系数来表示。轧机fF=1.8~3.0，取fF=3.0；

Fr—轴承径向负荷，Fr=884540N。

P?fFFr=3?884540=2653620(N)

则将以上数据代入式得：

ftCr?10?0.9?2140000??10???Lh??=?60?82.3?884540??16720 h 60n?P????66?103?轴承寿命按[Lh]=6000h，Lh >[Lh]，所以轴承满足寿命要求

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6机架强度的计算

6.1机架的结构设计

1）机架的主要形式的选择：工作机架的形式有闭口式和开口式两种选用开口式的预应力机架其换辊方便结构较为简单。

2）材料的选择：机架俗称牌坊是轧钢机工作机架的骨架它承受着经轴承座传来的全部轧制力因此要求它具有足够的强度和刚度。轧钢机机架采用ZG35?分断铸造用电渣焊焊成一体。也就是说选择材料为钢板后焊接成机架。

3）机架的主要的尺寸：窗口的尺寸窗口是按轴承座及轴承设计的窗口尺寸的尺寸是由机架的形式和轧钢机的尺寸来确定开口式机架窗口的宽度根据轧辊轴径和轴瓦铁的尺寸来确定。设计选宽度为300mm.窗口高度的设计考虑上下辊调隙装置的尺寸加上三个轧辊的直径即可以?定于1050 mm.。

4）立柱和横梁的断面的尺寸：机架应具有足够的强度和刚度机架的刚性表示它变形的抗力它与机架立柱断面的尺寸有着密切的联系。

6.2机架的强度计算及校核

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