[转载]w11-29x2500卷板机辊子的断裂机理归纳分析
原文地址:w11-29x2500卷板机辊子的断裂机理归纳分析作者:凯凡过滤器 卷板机辊子后期的断裂,如果设计和操作都符合规范,辊子的疲劳应力达到一定的循环次数后,则会形成应力集中,导致疲劳断裂:而随着超负荷的超切向应力的加大,这种断裂则会加速。在技术水平范围内,我们应尽量提高工作辊的硬度,提高其抗磨性抗疲劳性,同样减小接触应力,辊子的预期寿命质量则会提升。 辊子的断裂与设计、制造、卷板工艺过程以及操作经验等相辅相成,每一环节都不可偏废,只有将这些诸多因素科学而有机地结合起来,才能保证运转正常,延长使用寿命。 辊子上的扭剪应力为:t扭=a9扭矩0.2 1 (8) 由该式分析可知:辊子的弯曲扭矩越大,辊子的直径越小,其危险截面上的扭剪应力就越大。上辊的弯矩和应力,因为上辊的受力要比下辊大许多,当然,下辊的扭矩要比上辊大。传递了全部输入扭矩,其大小分为弯曲平板和弯曲弧板两种工况: 对于弯曲平板的工况: m扭矩=(ai1+.iio)ds 4 r (5) 对于弯曲弧板的工况: al扭矩=担1+；1r1xiir- 1ri)ds4 (6) 消耗在滚动摩擦和上辊轴衬中的摩擦扭矩为吓辊轴衬中的摩擦扭矩所占比例较小,可忽略): al摩擦扭矩=f (pa+2pc)+5[pax (da2)x (dcda)+ pcdc (7) 110-板材的初始弯曲力矩: air i-与ri相对应的弯曲力矩: f-板材与辊子间的滚动摩擦系数； il一轴衬中的滑动摩擦系数； da,dc-上下辊轴径； da,dc-上下辊辊径。 辊子的受力和弯扭应力 事实上,侧辊之间被弯曲板材的曲率很复杂,而且还受i 擦力的影响。实验证明,上述推论是可行的。如图2所示是土辊的卷板受力简图淇中i一i,"一ii截面是最为危险的。住于道理雷同,可以只讨论l一i截面。该截面上的应力为: a =(k i+ko2r) ivas(l一l 1) 2r tgaxo.1口(4) aft-相对弯曲半径为r 时的最大变形弯矩: r -弯曲板材的中心层半径: ro -弯曲板材的相对弯曲半径； kl-板材截面的形状系数: ko-材料的相对强化系数: w-板材的抗弯截面模量； as-板材的屈服极限。 由该式分析可知:板材弯曲的半径越小,辊子的直径越小,其危险截面上的应力就越大。经分析推知:弯曲直板要比弯曲弧板扭矩更大,所需功率则更大。 辊子是卷板机中最为关键的零件之一,其强度和刚度对板材的成型起决定性的作用。常见的外形缺陷譬如腰鼓形、束腰形等,就取决于辊子的刚度:而辊子的断裂则取决于辊子的强度。辊子的断裂,按时间可分为前期、中期、后期:按其成因,一般地如果在强度和工艺规范科学合理的情况下,就是没按工艺流程进行操作,或没有一定的实际经验等。为了提高卷板的质量和机器的使用寿命,笔者将辊子断裂的机理试作归纳分析。