机械毕业设计26二辊矫直辊面接触应力的计算.pdf

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· 重43 · 型机械 2000 N o 1
设计计算
二辊矫直辊面接触应力的计算
清华大学敖列伟
北京理工大学熊茜
摘要在实践的基础上对二辊矫直机辊面接触应力的计算进行了理论分析, 给出了辊面接触应力
的计算方法。
叙词二辊矫直接触应力计算
Abstract Th is article p resents an analysis of the contact stress of rolls in two cross roll
straigh tener and gives a m ethod for the calculation.
D escr iptors two cross roll straigh tening, contact stress, calculation
二辊矫直机的辊面接触强度关系到矫直辊的
选材和辊子的使用寿命。本文在实践的基础上对
辊面应力与辊面曲率的关系作了理论分析。
1 理论分析
如图1所示, 凸辊和凹辊对位于辊缝中的圆材
的压力可以分为两部分: 一部分是为了避免打滑,
在调整中使辊缝宽度略小于圆材外径而产生的压
紧力; 另一部分是在矫直过程中为使圆材弯曲而
产生的弯曲压力。即
f t (x ) = f ty (x ) + f tw (x )
(1)
f a (x ) = f ay (x ) + f aw (x )
式中 f t (x )、f a (x ) 分别为凸辊和凹辊对
圆材的压力
f ty (x )、f ay (x ) 分别为凸辊和凹辊对
圆材的压紧力
f tw (x )、f aw (x ) 分别为凸辊和凹辊
对圆材的弯曲压力
由于二辊矫直机辊子的刚度很大, 可以将因
辊缝宽度略小于棒材直径引起的压紧力看作均布
力, 即 f ty (x ) = f ay (x ) = f y。因矫直过程中, 圆
材依靠辊子与圆材之间的摩擦力来驱动, 所以为
避免打滑, 圆材旋转一周驱动摩擦力所做的功必
图1 辊面受力示意图
须大于其旋转一周的功耗:
f y l 2 r≥W H (2)
f y 压紧力
式中摩擦系数
r 圆材外半径
l 辊缝长度
第一作者: 敖列伟, 男, 26岁, 硕士, 清华大学(100084)
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W H 圆材旋转一周的功耗(其计算比例系数 k> 1来考虑辊面压力的影响:
见文献[1 ]) f t (x ) - f a (x ) = k ( ″C ′+ ′C ″) (7)
由(1) 式得: 由于辊子对圆材只能有压力而不可能有拉力, 因
W H 此
f y ≥(3)
2 l f t (x ) - f