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Ф650mm轧机升降台摇杆体强度分析及结构改造

技术应用 | 来源:中国卷扬机网 | 作者:[db:作者] 发布日期:2016-02-27 查看次数:318

核心提示:  mm轧机升降台摇杆体强度分析及结构改造张祖德(攀钢集团长钢公司焊管钢丝厂,四川江油621701)的应力已超过许用应力极限。针对存在的问题,对摇杆体进行了相应的结构改造。改造后消除了应力集中部位,保

  mm轧机升降台摇杆体强度分析及结构改造张祖德(攀钢集团长钢公司焊管钢丝厂,四川江油621701)的应力已超过许用应力极限。针对存在的问题,对摇杆体进行了相应的结构改造。改造后消除了应力集中部位,保证了轧机升降台安全可靠的运行。

  1概述¢650mm轧机升降台摇杆体原设计为组合式可调节结构,但在实际生产过程中不需要调节摇杆体。原摇杆体组合结构在生产过程中,由于升降频繁,压盖螺栓易松动,很容易造成滑块与摇杆体磨损,产生间隙。当间隙量达到一定值后,产生冲击载荷,随着间隙量的增大,冲击载荷成倍上升,致使与摇杆体连接的连杆、轴承座零件断裂频繁,进而促使摇杆体在R15处断裂。因此,必须消除产生间隙的根源,并取消应力集中部位。对摇杆体进行受力分析及强度分析后,进行了结构改造,从根本上解决了摇杆体断裂的问题。

  2对摇杆体的受力分析及强度计算2.1受力分析由升降台设计图(见)可计算出作用于转轴¢280mm上平衡重力为102 2.2强度分析摇杆体内侧R15处应力最大,且主要承受弯曲:张祖德(1963年一)男,高级工程师,1984年毕业于北京钢铁学院冶金机械专业,长期从事轧钢设备技术与管理工作。Tel:应力。因此应按最大剪应力理论进行强度校核。

  危险断面正应力的计算由袖珍机械公式手册第77页可查得正应力:由简图可知i=172mm=危险断面剪应力t的计算由于危险断面为矩形截面,其最大剪应力t=1.5F/AF――剪力由第三强度理论计算其合成应力为146.83MPa摇杆体材料为45钢,据有关资料可查得其屈服强度为290MPa,取安全糸数为2,则许用应力为145MPa.可见其合成应力大于许用应力。

  3摇杆体的结构改造由于摇杆体内侧R15处存在较大应力集中,实际使用时,不需要调节摇杆体内滑块,因此在结构上对其进行了改造。

  将组合结构改为整体式结构,从而消除了圆角R15处的应力集中,同时消除了滑块与摇杆体内侧产生间隙的根源。

  4改造后摇杆体强度分析改造后的摇杆体受力大小未发生改变,但危险断面的受力位置、受力形式均发生改变。改造后的危险断面有两处,即140mm处受压和0280mm断面处受扭转,下面分别校核其强度:在0140mm内孔表面处,在实际运转过程中,其受压表面实际上只有半圆表面受压,压应力压应力=F/A主要承受扭转剪应力,由扬子久等编撰的材料力学第73页可查得其最大剪应力a为内外径之比,由上述公式可计算出T=16.9MPa由于摇杆体为45钢,据袖珍机械公式手册可查得其抗拉强度ct为580MPa,剪应力为抗拉强度的一半,取安全系数为2,则许用剪应力为145MPa.因此其最大剪应力远小于许用剪应力,并且其压应力也远小于许用正应力,由此可见改造的效果是非常明显的,改造后摇杆体简图见。

  5结论改造前摇杆体应力较大区域集中在底部R15圆角处,其它位置应力值较小。

  摇杆体应力最大的部位应力状态为弯曲应力,应按第三强度理论进行强度分析。

  改造前最大主应力最大值位于底部R15圆角处,其值为146.83MPa,改造后最大主应力最大值位于0280mm断面处,其值下降到16.9MPa,远小于其许用应力值145MPa.可见摇杆体改造的效果是非常明显的。

  改造后的摇杆体已连续使用五年,至今末出现任何裂纹,相关连接件也末出现断裂现象。实践证明,该项改造项目是成功的。

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