轧辊强度校核习题详解

6 轧制力与轧制力矩计算6.1 轧制力计算6.1.1 计算公式1. S.Ekelund 公式是用于热轧时计算平均单位压力的半经验公式，其公式为（1）；))(1ηε++=P k m （ （1） 式中：m ——表示外摩擦时对P 影响的系数，hH hh R f m +∆-∆=2.16.1；当t≥800℃,Mn%≤1.0%时，K=10×（14-0.01t ）（1.4+C+Mn+0.3Cr ）Mpa 式中t —轧制温度，C 、Mn 为以%表示的碳、锰的含量；ε— 平均变形系数，hH R hv+∆=2ε；η—粘性系数，')01.014(1.0C t -=ηMpa.s F —摩擦系数，)0005.005.1(t a f -=，对钢辊a=1，对铸铁辊a=0.8；‘C — 决定于轧制速度的系数，根据表6.1经验选取。

表6.1 ’C 与速度的关系轧制速度（m/s ）＜6 6~10 10~15 15~20 系数‘C10.80.650.602. 各道轧制力计算公式为p h R b B p F P hH ∆⨯+==26.1.2 轧制力计算结果表6.2粗轧轧制力计算结果道次12345 T（℃）1148.681142.761133.931117.151099.45 H（mm）2001601126743 h(mm)160112674330Δh(mm)4048452413 Ri(mm)600600600600600 f0.4760.4790.4830.4910.500 m0.1940.2660.4080.5960.755 K(Mpa)64.365.968.172.476.9‘C11111η0.2510.2570.2660.2830.301 v(mm/s)377037703770377037705.4087.84111.53613.70915.204P(Mpa)78.585.9100.2121.8143.0B(mm)162416211635.41623.91631.1 Hb(mm)16211635.41623.91631.11615 hP(KN)1972023743268342377820501表6.3 精轧轧制力计算结果道次 1 2 3 4 5 6 7 T(℃) 1043.65 1022.38 996.34 967.35 928.58 901.31 880 H(mm) 30.00 18 11.7 8.19 6.14 4.6 3.91 h(mm) 18 11.7 8.19 6.14 4.6 3.91 3.5 Δh(mm) 12 6.30 3.51 2.05 1.54 0.69 0.41 Ri(mm) 400 400 400 350 350 350 350 f 0.528 0.539 0.552 0.566 0.586 0.599 0.61 m 0.920 1.203 1.452 1.522 1.854 1.654 1.511 K(Mpa)91.23 96.67 103.34 110.76 120.68 127.66 ‘C1 1 0.8 0.8 0.65 0.6 0.6 η 0.356 0.378 0.323 0.346 0.306 0.299 0.312 v(mm/s)3310 5080 7260 9690 12930 15220 17000 ε23.89 42.93 68.38 103.50 159.72 158.82 157.04 P (Mpa) 191.47248.63307.47369.69484.06464.92457.372hH b B +(mm) 1606.16 1606.16 1606.16 1606.16 1606.16 1606.16 1606.16 P(KN)21307200471850515905180501160488006.2 轧制力矩的计算6.2.1 轧制力矩计算公式传动两个轧辊所需的轧制力矩为（2）； Pxl M z 2= （2）式中：P—轧制力；x—力臂系数；l—咬入区的长度。

材料力学习题(7)第十二章哈工业大材料力学本科生试卷和课后题目材料力学习题第12章12-1 一桅杆起重机，起重杆AB的横截面积如图所示。

钢丝绳的横截面面积为10mm2。

起重杆与钢丝的许用力均为[?]?120MPa，试校核二者的强度。

习题2-1图习题12-2图12-2 重物F=130kN悬挂在由两根圆杆组成的吊架上。

AC是钢杆，直径d1=30mm，许用应力[?]st=160MPa。

BC是铝杆，直径d2= 40mm, 许用应力[?]al= 60MPa。

已知ABC为正三角形，试校核吊架的强度。

12-3 图示结构中，钢索BC由一组直径d =2mm的钢丝组成。

若钢丝的许用应力[?]=160MPa,横梁AC单位长度上受均匀分布载荷q =30kN/m作用，试求所需钢丝的根数n。

若将AC改用由两根等边角钢形成的组合杆，角钢的许用应力为[?] =160MPa，试选定所需角钢的型号。

12-4 图示结构中AC为钢杆，横截面面积A1=2cm2；BC杆为铜杆，横截面面积A2=3cm2。

[?]st = 160MPa，[?]cop = 100MPa，试求许用载荷[F]。

习题12-3图习题12-4图12-5 图示结构，杆AB为5号槽钢，许用应力[?] = 160MPa，杆BC为hb= 2的矩形截面木杆，其截面尺寸为b = 5cm, h = 10cm,许用应力[?] = 8MPa，承受载荷F = 128kN，试求：（1）校核结构强度；（2）若要求两杆的应力同时达到各自的许用应力，两杆的截面应取多大？习题12-5图习题12-6图12-6 图示螺栓，拧紧时产生?l = 0.10mm的轴向变形，试求预紧力F，并校核螺栓强度。

已知d1=8mm, d2=6.8mm, d3=7mm, l1=6mm, l2=29mm, l3=8mm; E=210GPa,[?]=500MPa。

12-7 图示传动轴的转速为n=500r/min，主动轮1输入功率P1=368kW，从动轮2和3分别输出功率P2=147kW和P3=221kW。

《材料成型设备》习题集班级：姓名：学号：第1章绪论一､选择题:1､型钢轧机是以什么来标称的? ( ) A､轧辊名义直径B､轧辊工作直径C､轧辊辊身长度 D 轧件型钢最大尺寸2､板带钢轧机是以什么来标称的? ( ) A､轧辊名义直径B､轧辊工作直径C､轧辊辊身长度 D 所轧板带最大尺寸3､钢管轧机是以什么来标称的? ( ) A､轧辊名义直径B､轧辊工作直径C､轧辊辊身长度 D 所轧钢管最大外径4､3150钢管热挤压机组的最大挤压力是多少? ( ) A､3150N B､3150KN C､3150 t D 3150MN5､LB-20链式冷拔机的额定拔制力是多少? ( ) A､20N B､20KN C､20 t D 20MN6､LB-80液压冷拔机的额定拔制力是多少? ( ) A､80N B､80KN C､80 t D 80MN7､LG-50二辊周期式冷轧管机所轧制钢管的最大外径是多少? ( ) A､50mm B､150mm C､100mm D 5mm8､LD-30多辊冷轧管机所轧制钢管的最大外径是多少? ( ) A､30mm B､60mm C､90mm D 3mm9､某轧钢车间轧机的标称是“2500二辊/ 2500四辊可逆/ 2500×2四辊轧机/ 2500×7四辊连轧热轧带钢轧机” 该车间不可逆式四辊轧机有几台? ( )A 11B 10C 9D 710､某轧钢车间轧机的标称是:“650×2二辊可逆/ 550×3二辊可逆/ 450二辊三列横列式中型型钢轧机”该车间不可逆式轧机有几台? ( )A 5B 3C 2D 1二､填空题:1、轧钢机由､传动装置､和控制系统组成｡2､改善轧件组织和性能的辅助设备有缓冷设备､､､控制轧制与控制冷却设备｡3､运送轧件的辅助设备有､推床､翻钢机､转向装置､推钢机､拉钢机､､挡板､堆垛机和钢锭车等｡5､参与控制轧件尺寸与形状的辅助设备主要指的是与轧制力能参数直接发生关系的活套支掌器和｡6､切断设备有火焰切割机､､､折断机等｡7､矫直设备有､张力矫直机､､拉伸弯曲矫直机等｡8､包装设备有､包装机等｡9､轧辊的导卫装置的作用是｡10､轨座(俗称地脚板)的作用是｡三､简答题:1､轧钢机工作机座各部分的作用是什么?2､轧钢机的标称由哪六个部分组成?3､为什么型钢轧机以名义直径来命名?4､为什么板带钢轧机以轧辊辊身长度来命名?5､轧钢机的工作制度有哪四种形式?6､轧钢辅助设备的工作制度有哪四种形式?7､轧钢机的布置形式有哪几种形式?8､轧钢机主机列有哪三部分组成?各部分的作用是什么?四､看图填空题(指出图中所指部件的名称) 1､单电机､单传动､单机座轧钢机(图1-1)｡2､单电机､单传动､多机座轧钢机(图1-2)｡图1-1 单电机、单传动、单机座轧钢机3､单电机､多传动､多机座轧钢机(图1-3)｡4､双电机､双传动､单机座轧钢机(图1-4)5､指出表1-1 轧钢机主传动装置的类型中所指部件的名称图1-3 单电机、多传动、多机座轧机图1-4 双电机、双传动、单机座轧机五､思考题及提示1､轧钢生产和轧钢机械的概念?2､轧钢生产的成品,根据钢材断面形状,主要分成哪三大类?3､轧钢机由哪几部分组成?4､为什么钢坯轧机和型钢轧钢机以轧辊名义直径来标称?什么叫轧辊名义直径? 5､为什么板带钢轧机以轧辊辊身长度来标称?6､为什么钢管轧机以能够轧制的钢管最大外径来标称?7､轧钢机按用途分几大类?8､轧钢机按布置形式分几大类?9､轧钢机的工作机座由哪些部分组成?10､轧钢机的标称包括哪些部分?第2章轧辊一､选择题:1､有一台轧机的新轧辊的直径为688mm ,正常报废时的轧辊的直径为612mm,该轧机轧辊的名义直径为650mm,此轧辊的重车率是多少? ( )A 12.42 %B 11.69 %C 11.05 %D 10.06 %2､有一台轧机的新轧辊的直径为900mm ,正常报废时的轧辊的直径为820mm,该轧机轧辊的名义直径为850mm,此轧辊的重车率是多少? ( )A 8.89 %B 9.41 %C 9.75 %D 11.20 %二､填空题:1､轧辊一般是由､和三部分组成｡2､轧辊的辊身有和有槽辊｡3､轧辊的辊颈有和圆锥形辊颈｡4､轧辊的辊头有､和带双键型｡5､轧辊按用途分为和支撑辊｡6､轧辊的破坏､失效主要形式有和折断｡7､轧辊名义直径通常是指｡8､轧辊重车率是指｡三､简答题:1､为什么在轧辊辊身与辊颈的交界处使用过度圆角?2､轧辊受到哪些载荷的作用?3､轧辊一般由哪几个部分组成?各部分的作用是什么?4､型钢轧辊强度验算的特点是什么?5､二辊板带轧辊强度验算的特点是什么?四､计算题:1､二辊单机架薄板轧机,辊身直径D=805mm,辊身长度L=1200mm,辊颈长l=600mm,d=600mm,钢板最大宽度b max=1000mm,轧制压力P=15MN,轧辊材质为球墨铸铁 b=588MPa,辊头为梅花型d1=510mm,传动端扭矩M n=0.91M N·m,对轧机的轧辊进行强度校核｡2､某厂Φ500×2二辊型钢轧机(图2-1),按轧制工艺,该辊两个道次同时走钢,P1=1220Kn,P2=1050Kn;轧辊尽寸如下图所示,D1=340mm,D2=384mm,已考虑重车率,轧辊辊颈直径d=300mm, 轧辊辊颈长度l=300mm,轧辊梅花头外径d1=280mm;扭矩为128KN. m;轧辊材质为铸钢,其强度极限为[σ]=120MPa,[τ]=35∽40MPa右端传动,试校核该轧辊强度｡图2-1 某型钢轧机轧辊受力示意图3､验算Φ500×3三辊型钢开坯机第一机座的下轧辊强度｡已知:1)按轧制工艺,该辊K13､K9､K5三个道次同时走钢;2)各道的轧制力:P13 =1100KN , P9=800KN , P5 =600 KN ;3)各道的轧制力矩:M13 = 60.0KN .m ,M9 = 30KN.m , M5= 20KN.m ,忽略摩擦力矩;4)轧辊有关尺寸见图所示｡其中各道次的辊身工作直径为:D13=340 mm , D9=384 mm , D5=425 mm 轧辊辊颈直径:d=300 mm 辊颈长度l =300 mm,轧辊梅花头外径d1=280 mm,其抗扭断面系数W n = 0.07d13 ｡5)轧辊右侧为传动端;6)轧辊材质为铸钢,其强度极限为σb = 5 00 ~ 600 MPa;7)轧辊安全系数取n =5;8)许用应力[τ] = 0.6[σ]｡(要求画出轧辊的弯矩图和扭矩图)4､在如下图2-3所示的2300二辊热轧板带钢轧机上轧制宽度为1700mm的钢板,最大轧制力9.6MN,最大扭矩0.60MN.m｡轧辊辊身直径D=950mm,辊颈直径d=560mm,辊颈长度l=560mm｡辊头为梅花头,其梅花头外径d1 = 510mm,抗扭断面系数W n = 0.07d13｡轧辊材质为铸钢,许用应力[σ]=100~120MP a,[τ] = 0.6[σ]｡校核其轧辊强度｡(要求画出轧辊的弯矩图和扭矩图)图2-3 2300二辊热轧板带钢轧机轧辊受力图5､在2700mm二辊式热轧机上轧制宽度为2050mm的钢板,,最大轧制力为15MN,最大扭矩0.74MN.m｡轧辊直径D=1060mm,辊颈直径d=600mm,辊颈长度l=580mm,辊头为梅花头,截面模数W n=0.07d13,直径d1=520mm｡轧辊材质为铸钢,许用应力[σ]=120MP a,[τ] = 0.6[σ]｡校核其轧辊强度｡(要求画出轧辊的受力图,弯矩和扭矩图｡)6､验算Φ600×3三辊型钢开坯机第一机座的下轧辊强度｡已知:1）按轧制工艺,该辊K13､K9､K5三个道次同时走钢;2）各道的轧制力:P13 =1000KN , P9=800KN , P5 =600 KN ;3）各道的轧制力矩:M13 = 65KN .m , M9= 35KN.m , M5= 30KN.m ,忽略摩擦力矩;4）轧辊有关尺寸见图所示｡其中各道次的辊身工作直径为:D13=340 mm , D9=384 mm , D5=425 mm;轧辊辊颈直径:d=300 mm,辊颈长度l =300 mm,轧辊梅花头外径d1=280 mm 5）轧辊右侧为传动端;6）轧辊材质为铸钢,其强度极限为σb= 500~ 600 MPa;7）轧辊安全系数取n =5;8）[τ] = 0.6[σ]7､试计算某车间φ90/φ200⨯200四辊冷轧机的轧辊强度｡轧辊尺寸如图2所示,轧制带钢宽度b =150mm,压下量h ∆=0.4mm,工作辊材质为9Cr,b σ=833MPa;支撑辊材质为40Cr,b σ=686MPa;轧机采用工作辊传动,轧制压力P=313.6KN,最大张力T=1.96KN ｡(工作辊辊径处张力引起的弯曲力矩按照一侧张力等于零,零一侧为最大的特例来计算｡查表得,40Cr 的接触许用应力][σ=2000MPa,][τ=610MPa)图2-4 φ90/φ200⨯200四辊冷轧机轧辊尺寸图五､思考题及提示1､轧辊由哪几部分组成?2､轧辊有哪些主要尺寸参数?重车率是什么? 3､常用轧辊的材料有哪些?4､型钢轧机轧辊强度验算的特点是什么? 5､板带钢轧机强度验算的特点是什么?6､轧辊断裂的主要原因是什么?7､什么叫轧辊弹性压扁?第3章轧辊轴承一､选择题:1､轧辊轴承的作用是什么? ( )A 用来支承轧辊B 用来保持轧辊在机架中正确位置C 用来承受由轧辊传来的轧制力D以上都正确2､摩擦系数最小的轧辊轴承是哪个? ( ) A带金属轴瓦的滑动轴承 B 带布胶轴瓦的滑动轴承C 液体摩擦轴承D 滚动轴承3､下列哪类轧辊轴承在安装的时候,既不需要安装止推轴承又不需要在轴承座下安装球面垫｡( )A 双列向心球面滚子轴承B 四列圆柱滚子轴承C 四列圆锥滚子轴承D 滚针轴承4､下列哪类轧辊轴承在安装的时候,不需要安装止推轴承,但需要在轴承座下安装球面垫｡( )A 双列向心球面滚子轴承B 四列圆柱滚子轴承C 四列圆锥滚子轴承D 滚针轴承二、填空题:1､轧辊轴承的作用是｡2､液体摩擦轴承有､和静一动压三种结构型式｡3､动压油膜轴承是利用液体的来建立液体摩擦条件｡4､滚动轴承分为､圆柱滚柱轴承､和滚针轴承等四类｡三､简答题:1､动压轴承的工作原理是什么?怎样实现液体摩擦?2､轧辊轴承与一般用途的轴承相比有什么特点?3､静-动压轴承的特点是什么?4､静压轴承的工作原理是什么?5､静压轴承区别于一般动压轴承的主要特点是什么?四､思考题及提示1､轧辊轴承的工作特点是什么?2､轧辊轴承的类型､特点及用途是什么?3､带非金属轴瓦的开式滑动轴承的类型､特点及用途是什么? 4､带金属轴瓦的开式滑动轴承的用途是什么?5､滚动轴承的类型､特点及用途是什么?6､动压轴承的工作原理是什么?7､静压轴承的工作原理是什么?8､静-动压轴承的工作原理什么?9､静-动压轴承适合哪些工作场合?第4章轧辊调整装置一､选择题:1､某车间850二辊粗轧机的压下装置中,大指针旋转一周相当于压下螺丝移动距离为100mm,小指针旋转一周相当于压下螺丝移动距离为1000mm,已知压下螺丝的螺纹直径及螺距为340mm和40mm, 问大指针旋转8周,压下螺丝旋转了多少圈? ( )A 10B 20C 25D 402､某轨梁厂950二辊粗轧机的压下装置中,大指针旋转一周相当于压下螺丝移动距离为100mm,小指针旋转一周相当于压下螺丝移动距离为1000mm,已知压下螺丝的螺纹直径及螺距为340mm和40mm, 问大指针旋转6周,压下螺丝旋转了多少圈? ( )A 10B 15C 25D 403､已知轧机上辊液压平衡装置的被平衡重量为2400Kg,而平衡平衡力32KN,则过平衡系数是多少? ( )A 1.13B 1.33C 1.25D 1.35二､填空题:1､板带钢轧机压下装置分为､和液压压下三大类｡2､在可逆式板带钢轧机的压下装置中,为了处理卡钢事故,需要安装压下螺丝的机构｡3､轧机的平衡装置通常分为弹簧平衡､和｡4､轧辊调整装置可分为､､中辊调整装置､立辊调整装置和特殊轧机的调整装置｡5､轧辊辊缝对称调整是指｡6､压下螺丝自动旋松的原因是｡7､防止压下螺丝自动旋松的主要办法是｡8､常用的电动压下行程指示器有机械指针盘读数指示器和(数字显示管指示器)两种形式｡9､压下螺丝一般由､本体和三个部分组成｡10､压下螺丝的螺纹有和梯形两种｡11､压下螺丝尾部传动端的断面形状主要有､花键形和三种｡12､压下螺丝的基本参数是螺纹部分的和螺距t ｡13､压下螺丝直径由决定｡15､液压压下装置是用代替传统的压下螺丝､螺母来调整轧辊辊缝的｡16､液压压下装置的可靠性主要取决于和控制系统的可靠性｡17､液压式平衡装置是用的推力来平衡上辊重量的｡18､重锤式平衡装置平衡力由和支杆传给上轧辊｡19､弹簧式平衡装置是由四个弹簧和组成｡三､简答题:1､上轧辊平衡装置的作用是什么?2､轧辊调整装置的作用是什么?3､图4-10是1300初轧机压下装置示意图｡压下驱动电机1通过圆柱齿轮减速箱2､蜗轮蜗杆副17､18驱动对应的压下螺丝,完成压下动作｡液动离合器3的开合使左右压下螺丝实现单独或同步压下｡低速驱动用电机8通过二级蜗轮副将运动传递给蜗轮6｡蜗轮6的轮缘带有离合器,空套于轴5上｡液动离合器9将蜗轮6的运动传递至轴5｡此低速传动链的作用是克服压下螺丝的阻塞事故,保证轧机正常工作｡4､压下螺丝自动旋松的原因是什么?5､防止压下螺丝自动旋松的主要办法是什么?6､轧辊的轴向调整的作用是什么?四､看图填空题五､思考题及提示1､轧辊调整装置的作用是什么?2､轧辊调整装置的类型是什么?3､压下装置的类型是什么?4､手动压下装置结构､类型､特点及作用是什么? 5､电动压下装置结构､类型､特点及作用是什么? 6､压下螺丝和压下螺母的主要参数是什么?7､液压压下装置的特点是什么?8､压下液压缸在轧机上的配置方案是什么?9､轧辊平衡装置的类型是什么?10､轧辊平衡装置的作用是什么?11､轧辊的轴向调整的作用是什么?第5章机架一､选择题:1､机架的作用是什么? ( )A 用来安装轧辊､轧辊调整装置和导卫装置等工作机座中全部零件,并承受全部轧制力的部件｡B 用来安装轧辊､轧辊轴承和导卫装置等工作机座中全部零件,并承受全部轧制力的部件｡C 用来安装轧辊､轧辊轴承､轧辊调整装置和导卫装置等工作机座中全部零件,并承受全部轧制力的部件｡D 用来安装轧辊､轧辊轴承､轧辊调整装置等工作机座中全部零件,并承受全部轧制力的部件｡二､填空题:1､轧钢机机架分为和开式两种｡2､机架主要由左右､联接两块牌坊的､位于牌坊窗口内侧的等零部件构成｡3､使用机架的轧辊换辊时,轧辊沿轴向从机架的窗口中进出｡4､开式机架由和两部分组成,其主要优点是换辊方便｡5､牌坊是用液压螺母和拉杆将割分的上､下半牌坊联结而成的｡6､机架的主要结构参数是､高度和｡7､在闭式机架中,机架窗口宽度应稍轧辊最大直径,以便于换辊;而开式机架窗口宽度主要决定于轧辊轴承座的宽度｡8､机架窗口的高度取决于､轧辊直径､轴承座的高度､轧辊最大开口度､压下螺丝的最小伸长量､安全臼和测压元件的高度､垫板高度等因素｡9､机架立柱的断面尺寸是根据确定的｡10､机架立柱的断面形状有､长方形断面､工字形断面和T字形断面｡11､工作机座是通过和轨座安装并固定在地基上的｡12､地脚螺栓的作用｡13､安全装置的作用是｡三､简答题:1､轨座的作用是什么?四､思考题机提示1､机架的作用是什么?分哪两大类? 2､机架的主要结构参数有哪些? 3､轨座与地脚螺栓的作用是什么第6章轧机刚度一､选择题:1､下面哪类轧机是无机架紧凑式万能轧机? ( )A PC轧机B VC轧机C HC轧机D CU型轧机2､厚度控制的最主要方法是什么? ( )A 调润滑油模厚度B 调整压下C 调整张力D 调整轧制速度二､填空题:1､机座刚度系数C的物理意义是｡2 ､板形控制的传统方法有辊温控制法和两种｡3､轧钢机工作机座的弹跳方程是｡4､轧钢机座的刚度是指｡5､轧钢机座的弹性变形可以分为两大部分,一部分是轧辊的,另一部分是除轧辊弯曲变形以外的各受力零件的｡6､轧钢机座的刚度系数的测量方法有和两种｡7､板带钢轧机工作机座刚度系数的选择有､和理论模型计算法三种｡8､提高轧机刚度的措施是和对机座施加预应力两种｡9､常用的厚度控制方法有､和调整轧制速度｡10､AGC可分为､间接测厚法的AGC和三类｡11､板形是板带的重要质量指标｡包括板带的､(横截面凸度)和边部减薄量三项内容｡12､是板带轧制时发生在轧件边部的一种特殊现象,即在接近板带边部处,其厚度突然减小｡13､UPC轧机与CVC轧机的主要不同之处是轧辊辊型为“”｡14､PC轧机的主要特点是轧辊“”｡15､轧机通过改变支撑辊凸度来调节轧辊辊缝形状的,也是柔性辊缝型｡16､轧机就是通过改变轧辊轴线交叉角来改变辊缝形状,而实现板形控制的,是柔性辊缝型｡三､简答题:1､据图2所示,解释HC轧机的板形控制原理｡2､根据图3所示,根据图3所示,解释CVC 轧机的板形控制原理｡图3 CVC 轧机原理图a — 辊逢高度相同 （轧辊辊型凸度等于零）b —辊逢中部形状变小（轧辊辊型凸度大于零）c —辊缝中部形状变大（轧辊辊型凸度小于零）3､用轧制法测量轧钢机座的刚度系数的步骤是什么?4､用压靠法测量轧钢机座的刚度系数的步骤是什么?5､用P-H图解释坯料原始厚度变化而采用调整张力的办法来达到厚度控制｡6､用P-H图解释坯料原始厚度变化而采用调整压下的办法来达到厚度控制｡7､用P-H图解释坯料原始厚度变化而采用调整轧制速度的办法来达到厚度控制｡8､边部减薄的原因是什么?9､板形控制新技术的基本原理有哪两个?10､HC轧机控制板形的基本出发点是什么?11､CVC轧机的基本特征是什么?12､PC轧机的优点是什么?四､思考题及提示1､什么是轧机的刚度?2､轧机刚度的测定方法有哪几种?分别是什么? 3､提高轧机刚度的措施有哪些?4､厚度控制的基本原理是什么?5､板形控制的基本原理是什么?6､HC轧机是怎样实现板形控制?7､CVC轧机的板形控制原理是什么?第7章轧钢机主传动装置一､选择题:1､下面那些联接轴的最大允许倾角最大? ( )A 梅花接轴B 滑块式万向接轴C 十字头式万向接轴D 弧型接轴2､轧钢机主传动装置中确定采用减速机的一个重要条件是:(减速机的费用+减速机摩擦损耗的费用) (低速电机的费用—高速电机的费用) ( )A 大于B 不大于C 不小于D 以上都不是3､下面那些联接轴的最大允许倾角最小? ( )A 梅花接轴B 滑块式万向接轴C 十字头式万向接轴D 弧型接轴二､填空题:1､万向接轴是按的原理制成的｡2､联轴节可分为刚性联轴节､､和补偿联轴节等四类｡3､齿轮座的作用是｡4､减速机的作用是｡5､联轴节包括和｡6､轧钢机主传动装置一般是由､､连接轴和联轴节等部件组成｡7､轧钢机常用的联接轴有､梅花接轴､联合接轴和齿式接轴等｡8､滑块式万向接轴可分为､闭式铰链和带筋板式铰链三种型式｡9､双接头十字轴式万向接轴一般由､､由花键轴及套管和套管叉头组成的中间轴､十字轴､滚针(或滚柱)轴承､挡圈(大型的用轴承盖)和密封圈等组成｡10､联合接轴与轧辊联接的一端为,与齿轮座联接的一端为万向铰链｡11､常用的联接轴平衡装置有弹簧平衡､和三种型式｡12､轧机主电机的选择包括两个方面,即主电机的和计算｡三､计算题:已知以下条件:传递扭矩M=1.5M N.m,接轴叉头直径D=1000mm,镗孔直径d=500mm,接轴倾角α=8°,切口扁头全宽B=950mm,扁头每个支叉宽度b=340mm,扁头厚度s=330mm,铰σ=637~735MPa｡试计算该轧机万向接轴的强度｡(扁头的η值为0.21) 抗拉强度极限b四､思考题及提示1､轧钢机的主传动由哪几部分组成?2､轧钢机的常用联接轴有哪些?3､轧钢机的常用联接节有哪些4､减速机作用是什么?采用减速机原则是什么?第8章剪切机一､选择题:1､圆盘式飞剪的轴线与轧件的运动方向成650,该圆盘式飞剪剪切30m/s的线材时,圆盘式飞剪的圆周速度是多少? ( )A 30cos650B 30/cos650C 30/cos250D 30sin6502､Q11-20×2000型上切式斜刃剪板机,表示该剪机可冷剪最大厚度为多少?( )A 11 mmB 20 mmC 11 cmD 20 cm3､圆盘式剪切机的刀片重叠量S与被剪切钢板厚度h的关系是什么? ( )A 随着h的增加,S愈小B 随着h的增加,S愈大C 随着h的增加,S不变D 随着h的增加,S始终大于04､20MN曲柄连杆上切式剪切机的最大剪切力是多少? ( )A 20MNB 200KNC 200MND 40MN5､1.6MN偏心活动连杆上切式剪切机的最大剪切力是多少? ( )A 1.6MNB 16KNC 16MND 32MN6､9MN曲柄杠杆剪切机的最大剪切力是多少? ( )A 9MNB 18KNC 18MND 27MN7､10MN浮动偏心轴剪切机的最大剪切力是多少? ( )A 10MNB 20KNC 20MND 30MN8､Q12Y-32×4000型液压摆式剪板机,表示该剪机可冷剪最大厚度为多少?( )A 12 mmB 32 mmC 12 cmD 32 cm9､滚筒式飞剪机剪切以20m/s运动的钢板,剪切瞬间剪刃与滚筒中心连线与垂直线成β=50,该滚筒式飞剪机的圆周速度是多少? ( )A 20cos50B 20/cos50C 20/cos850D 20sin50二､填空题:1､飞剪调长的基本方程是｡2 ､用于轧钢生产的切断设备主要有､锯机和等三大类｡3 ､飞剪有和两种工作制度｡4､剪切机的用途是｡5､剪切机分､斜刀片剪切机(斜刃剪)､圆盘式剪切机(圆盘剪)和等四类｡7､下切式平行刀片剪切机的特点是｡8､下切式斜刀片剪切机的特点是｡9､决定飞剪机特点的三个主要机构是､剪切长度调整机构(空切机构和变速装置)和匀速机构｡三､简答题1､圆盘式剪切机的圆盘刀片侧向间隙△有什么影响?2､飞剪机横向剪切运动着轧件的三个基本要求是什么?四､思考题及提示1.剪切机的作用是什么?2平行刀片剪切机哪些类型?其主要参数是什么?3.斜刀片剪切机有哪些类型?其主要参数是什么4.圆盘式剪切机的用途是什么?其主要参数有哪些?5飞剪机的用途是什么?其主要参数有哪些?6､飞剪机调长的基本方程是什么?一､选择题:1､根据在辊式矫直机上的各辊压力的分布规律可知第几辊的压力最大? ( )A n-3 (n>6)B 3C 4D n-2 (n>6)2 ､11-90 / 100×1700冷钢板矫正机的辊距是多少? ( )A 11 mmB 90 mmC 100 mmD 1700 mm3､17-85 / 90×2300冷钢板矫正机的辊距是多少? ( )A 17 mmB 85 mmC 90 mmD 2300 mm4､11-260/300 ×2300中板矫直机的辊距是多少? ( )A 11mmB 260 mmC 300 mmD 2300 mm5､8 ×1300型钢矫直机的辊距是多少? ( )A 800mmB 80 mmC 1300 mmD 2600 mm二､填空题:1､确定矫直机的辊数的原则是｡2､矫直机矫直轧件的基本原则是｡3､轧件矫直时产生的变形是｡4､矫直机分为压力矫直机､､管棒材矫直机､､单张板材矫直机､连续式拉伸矫直机和拉伸弯曲矫直机几类｡5､压力矫直机是轧件在活动压头和两个固定支点间,利用的方法进行矫直｡6､辊式矫直机上轧件多次通过交错排列的转动着的辊子,利用而得到矫直｡7､管､棒材矫直的原理是利用使轧件矫直｡8､拉伸弯曲矫直机的基本原理是当带材在小直径辊子上弯曲时,同时施加,使带材产生弹塑性延伸,从而矫平｡9､辊式板材矫直机的标注方法是｡10､辊式型钢矫直机的标注方法是｡三､简答题1､确定辊式矫直机的辊距t要考虑哪些因素的限制?最小辊距t min受到什么限制?最大辊距t max 受到什么限制?3､辊式矫直机上常用的大变形矫直方案,其各辊压下量(反弯曲率)按什么原则进行选择?4､辊式矫直机如下假设:(1)第2､3､4辊下轧件的弯曲力矩为塑性弯曲力矩Ms,即M2 = M3 = M4 = Ms ;(2)第n-1､n-2､n-3辊下轧件的弯曲力矩为屈服力矩Mw,即M n-1= Mn-2 = Mn-3 = Mw;(3)其余各辊下轧件的弯曲力矩为屈服力矩Mw和塑性弯曲力矩Ms的平均值,即M5 = M6=…= Mn-5 = Mn-4 = ( Ms + Mw )/2 ｡则辊式矫直机n个矫直辊的矫直力变化规律是什么?四､思考题及提示1、矫正机的作用是什么?有哪些类型?2、轧件的反弯矫正原理是什么?3、辊式矫正机的矫正过程可分为哪两个方案?4、辊式矫正机第几辊的矫正力最大?5、辊式矫正机的最大允许辊距tmax 和最小允许辊距tmin的确定原则是什么?6、辊式矫正机选择辊数n的原则是什么?7、拉伸弯曲矫正机组的矫正原理是什么?第10章卷取机1､为了保持板带钢连轧机组的生产节奏,一般依次布置几台以上的卷取机? ( )A 2B 3C 4D 52､冷带钢卷取机与热带钢卷取机的卷取工艺是一致的,但冷带钢卷取在轧制作业线上最突出的特点是什么? ( )A 采用较大张力B 卷取温度C 卷取速度D 卷取带钢的厚度二､填空题:1､卷取机的作用是｡2､地下热卷取的作用主要有两点,即和将带材卷取成卷｡3､卷取机按其用途可分为､冷带材卷取机､小型线材卷取机等｡4､热带钢卷取机是热连轧机､和行星轧机的配套设备｡5､为了保持板带钢连轧机组的生产节奏,一般依次布置以上的卷取机｡二台交替使用,一台备用检修｡6､地下式卷取机主要由(也称夹送辊)及其前后导尺､导板装置,助卷辊(也称成型辊)及助卷导板,卷筒及卸卷装置等组成｡7､卷取机的核心部件是｡8､四斜楔卷取机的卷筒是由､芯轴､､扇形块､胀缩缸等组成｡9､卷筒筒身工作部分长度应等于或稍大于｡三､简答题1､简述地下式卷取机卷取工艺｡2､地下式卷取机张力辊的作用是什么?。

关于热轧机的轧辊强度校核：（仅供参考，例子中的数据应代入自己的设备和计算数据）按轧制力最大道次校核轧辊强度。

轧辊尺寸分别是：辊颈尺寸为￠675×540 mm,辊头为梅花辊头d1=585 mm，d2=386 mm，辊身尺寸为￠850×1500 mm,轧辊材质为钢合金，[σ]=300 MPa，[τ]=72 MPa，由热轧规程知T2热轧压下规程第二道次轧制力最大，最大轧制力P=5620KN，轧件宽B=643 mm。

1．根据轧制力，作出轧辊的弯矩图和剪力图，扭矩图，如图2-15所示；2．根据弯矩图，扭矩图找出危险断面。

轧辊所受的弯矩图、剪力图和扭矩图从图中可知，辊的最大弯矩在Ⅰ—Ⅰ断面，由于支撑辊辊身只计算弯曲应力。

所以选取Ⅰ—Ⅰ断面，忽略扭矩只校核弯曲应力：弯曲力矩:Ms1=P/4(a-B/2)P=5620KN； a=L+L1=1500+540=2040mm； B=643mmMs1=2484 KN*m弯曲应力：σsh=Ms1/ WshMs1=2484 KN*m Wsh=πD ³/32=0.1D ³=0.1×（0.85）3=0.0614 m 3σsh =40.45 MPa轧辊许用弯曲应力[σ]= 140～300 MPaσsh ﹤[σ]Ⅰ面强度满足工艺要求，即辊身满足强度要求。

对Ⅱ面的强度校核：Ⅱ面受弯矩和扭矩作用，所示轧辊受弯曲应力和扭曲应力的综合作用。

弯曲力矩：Ms1=（P/2）*（L 1/2)=(5620×0.54）/4 KN ·m=758.7 KN ·m扭曲力矩:M j 扭=1/2Mc=433.5KN ·m弯曲应力：σsh=Ms1/ WshMs1=758.7 KN ·m Wsh=πD ³/32=0.1D ³=0.1×（0.675）3=0.0308 m 3 σsh=24.67 MPa扭曲应力：τt =M j 扭/W n M j 扭=433.5KN ·m W n =0.2d ³=0.2×（0.675）3=0.0615 m 3 τt =7.05 MPa热轧辊材质选钢合金轧辊，按第四强度理论计算合成应力：σJ =223t shτσ+=40.7 MPa σJ ﹤[τ]=72 MPaⅡ面强度满足工艺要求，即辊颈满足强度要求。

轧钢精整工试卷一、判断题(每题1分，共20分)1、在平整过程中，轧辊形状对带钢形状影响最大。

( )答案：N2、带钢在冷轧过程中会产生不同程度的加工硬化。

( )答案：N3、钢在轧制时的组织虽然发生了变化，但是钢的性能并没有发生变化。

( )答案：X4、短应力轧机的最重要特点是变形大、弹跳大。

( )答案：X5、步进式加热炉其中一个优点是钢坯表面不会产生划伤痕迹。

( )答案：N6、圆盘式和滚筒式飞剪剪切速度较低，曲柄式，摆式和模式飞剪剪切速度较高。

()答案：X7、当轧辊直径和压下量相同的情况下，厚度相同，宽度不同的轧件，宽展是不一样的。

( )答案：N8、轧钢生产的趋势是采用大坯料，高速度。

( )答案：N9、热处理是一种改善金属材料及其制品性能的工艺。

( )答案：N10、轧机的利用系数为实际轧制节奏与理论轧制节奏的比值。

( )答案：N11、平整机组的作用只是平整钢卷。

( )答案：X12、平整开卷张力大于轧钢卷取张力会造成滑伤。

( )答案：«13、要求成品垛整齐主要是为了保证安全、边部质量和吊运方便。

( )答案：N14、论矫直什么钢板都要先进行零位调整，然后再根据带钢的弯曲程度进行其他必要的调整。

( )答案：N15、铡刀剪剪刃间隙过小易使剪刃发生碰撞，损坏剪刃；间隙过大则钢板切口不平，使剪切能耗增大。

( )答案：N16、精整对产品的质量起着最终的保证作用。

( )答案：N17、精整横切线切头剪后的摆动辊道在上部位置时，剪机不能切头，以免切头受阻。

( )答案：X18、精整生产线原料钢卷外圈应标明板坯号及钢卷号。

( )答案：N19、钢材的硬度试验既可以在试验室进行，也可以在成品检查台上进行。

( )答案：N20、原料的重铸缺陷，轧制后会形成成品的分层缺陷。

( )答案：X二、单选题(每题1分，共20分)1、( )的矫直一般是在冷状态下进行的。

A.中板B.厚板C.薄板D.任何厚度的带钢答案：C2、( )飞剪又称滑座式飞剪，是滑座往复移动的下切式飞剪。

辽宁科技大学机械工程与自动化学院《轧钢机械设计理论》复习思考题2008.12第二章轧制力能参数1.什么是简单轧制过程？1）两辊都驱动2）两辊直径相等3）两辊转速相同4）轧件作等速运动5）轧件只受轧辊作用力6）轧件机械性质是均匀的2.轧制变形的基本参数计算（l、α、ε）和概念。

L接触弧水平投影长度，a咬入角：轧制变形区域内对应的轧辊中心角，ε变形程度：(相对压下量)3.体积不变定律和最小阻力定律的内容和应用。

体积不变定律是指物体的体积在塑性变形中为一常数。

最小阻力定律是指物体在变形过程中当质点有向个方向移动可能时，物体质点向着阻力最小的方向移动。

4.前滑、后滑、中性点、中性角的概念。

在一般的轧制条件下，轧辊圆周速度和轧件速度是不相等的，轧件出口速度比轧辊圆周速度大。

因此，轧件与轧辊在出口处产生相对滑动，称前滑。

而轧件入口速度比轧辊圆周速度低，轧件与轧辊间在入口处也产生相对滑动，但与出口处相对滑动方向相反，称后滑。

在变形区存在一点，这点上的金属移动速度与轧辊圆周速度相等，称中性点。

中性点到轧辊中心之间的连线与两辊中心连线之夹角，称中性角。

5.粘着理论和滑动理论的内容及相应的平均变形速度U m的表达式及适用场合。

粘着理论：轧件与轧辊间没有相对运动。

滑动理论在轧制变形区内轧件和轧辊间有相对运动 p276.轧制过程的咬入条件分为哪两个阶段？咬入条件是什么？开始咬入阶段，已经咬入阶段 p277.塑性方程式的一般式和简化式是什么？p28 p318.金属变形阻力的概念和影响因素是什么？在单向应力状态下，金属材料产生塑性变形时，所需单位面积上的力。

1材料成分2变形速度3变形温度4变形程度5加工历史9.卡尔曼方程建立的假设条件是什么？平面变形假设塑性方程式假设平面断面假设干摩擦理论假设金属变形阻力为常数假设把轧辊是为绝对刚体假设忽略轧件弹性变形轧件材质各项同性假设轧辊圆周速度均匀假设10.影响单位压力的因素有哪些？金属阻力：1材料成分2变形速度3变形温度4变形程度5加工历史应力状态：1外摩擦2张力3外区 p3311.平均单位压力的一般表达式及各符号物理意义。

轧辊校核4.1.1工作辊强度计算下工作辊受力分析如图4.1所示q=p/bq=p/lM f1/2M f1/2M zM kac b ed图4-1 工作辊受力分析及扭矩图其中 m KN b p q 21901630.135700=== 危险截面在ab 段810331=K M N·m对于铸铁轧辊，轧辊强度极限[b σ]=400MPaMPa2404006.0][6.0][=⨯==στ由于有支承辊承受弯曲力矩，并且前后张力差不大，故工作辊可只考虑扭转力矩，即仅计算传动端的扭转应力。

扭转应力为[]ττ<=⨯⨯==.84.158001.010********MPa W M k k （4-1）∴ 工作辊强度符合要求4.1.2支承辊强度校核支撑辊受力分析如图4.2所示。

图4.2 支承辊弯矩及应力分1、1-1断面和2-2断面强度校核由文献[1,88]可知，3111112.0--=d Pc σ3222222.0--=d Pc σ 式中 P ——总轧制压力d 1-1、d 2-2——1-1和2-2断面直径 d 2-2= d 1-1+2r11-σ、22-σ——1-1和2-2断面处的弯曲应力，MPa ；c 1 、c 2——1-1和2-2断面至反力P /2处的距离，mm ；由文献[1,88] c 1=(l 0－L 2)/2－rc 2=(l 0－L 2)/2其中，r 为1-1断面处过渡圆角半径，r =65mm 。

代入式得d 1-1=0.955m d 2-2=1.085m c 1=275mm c 2=345mm11-σ=56.35MPa < [σ]22-σ=47.52MPa< [σ] [σ]见后面，可知断面1-1和2-2满足强度条件。

2、.支撑辊辊身中部3-3断面处弯矩是最大的。

若认为轴承反力矩离l 等于两个压下螺丝的中心距0l 。

而且把工作辊对支撑辊的压力简化成均布载荷，可得3-3断面的弯矩表达式)84(033ll P M -=- （4.2） 323332D W π=- (4.3)辊身中部3-3断面的弯曲应力为)2(4.0032333333ll D P W M -⨯==---σ （4.4） 对于合金锻钢轧辊MPa 750~700][=σ 将已知参数带入（4.3）式中[]σσ<=-⨯⨯=-MPa 3.48)217602635(14804.0107.353633 ∴ 支承辊强度符合要求4.1.3工作辊与支承辊之间的接触应力校核四辊轧机支承辊和工作辊之间承载时有很大的接触应力，在轧辊设计及使用时应进行校核计算。

轧辊强度校核在完成某个新产品的孔型设计时，或对轧机进行技术改造时，必须对轧辊强度验算以判定工艺规程设计的合理性。

根据前面的配辊情况可知，每架轧机的轧辊都有多个轧槽，由各个轧槽过钢时，轧制压力及轧制力矩均相同，且根据材料力学的有关知识可知：当中间轧槽过钢时，轧辊危险面的弯矩最大，轧辊最危险。

在型钢生产中，通常把轧辊上的轧制力当成是集中力来看待。

根据[7]，轧辊断面的弯曲应力为：31.0DM D D =σ，式中：D M --辊身断面的弯矩，D M =()x a a x P -⋅⋅ a —两根压下螺丝的中心距x —支反力到危险点的距离D —辊身计算断面的工作直径辊颈与辊身处相接处的弯矩最大，其值为：d M =31.0dRC ，式中：d M --辊颈与辊身处相接处的弯矩 d--辊颈的直径R —支反力C--支反力(压下螺丝中心至辊身边缘的距离，近似取辊颈长度的一半) 辊颈上的扭转应力为：32.0dM n d =τ，式中： n M --作用在弯曲应力计算侧的辊颈与辊身交界处的辊颈扭矩 辊颈强度按弯矩合成应力考虑，因轧辊材质，故采用不同的计算公式。

1、采用钢轧辊时，按第四强度理论： 223d d p τσσ+= [8]2、采用铸铁轧辊时，按摩尔理论： 224625.0375.0d d d p τσσσ++=辊头强度计算： 211107.0d M d d =τ，式中：1d M --作用在梅花头上的扭矩 1d --梅花头的外径，1d =d-10本设计在进行轧辊强度校核时，前几道的压下量比较大，导致轧制力过大，因此，必须校核。

至于后几道次中轧、精轧机组，一般没有强度问题。

以第一架为例进行强度校核：Mn图6--1 轧辊弯矩、扭矩图Mnxx M 550P R1R21100d=0.55×550=302.5mmL=d+20=322.5mm 1d =d-10=292.5mm（1）由静力学，求得轧辊辊颈处的支反力为： 1R =2R =P/2=844.57/2=422.29KN（2）辊身处弯矩为：D M =()x a ax P -⋅⋅ =844.57×550×（1100-550）/1100 =232256N •m（3）辊身强度计算31.0D M M D D D D ==ωσ =931026.5111.0232256-⨯⨯ =17.38αMP（4）辊颈强度：=====3332.01.01.0dRL d Rc d M M d d dd ωσ93105.3022.05.32229.422-⨯⨯⨯=24.60αMP（5）辊颈危险断面处的扭转应力d τ=32.0d M n =93105.3022.078780-⨯⨯=14.23αMP又∵轧辊材质为钢∴辊颈危险断面处合成应力按第四强度理论计算： 223τσσ+=d p =2223.14360.24⨯+=34.82αMP（6）辊头强度计算（采用梅花辊头） 3117.0.0d M nd =τ=93105.29207.078780-⨯⨯=44.97αMP （7）轧辊的作用力为：∵ 采用钢轧辊∴ 其强度极限为a b MP 600~500=σ∴ [][][]aa b MP MP n 72~606.0120~1005600~500=====στσσ ∴ [][][]ττσσσσ≤≤≤1d p d∴ 轧辊强度验算通过。

1.2 轴类零件的分类根据承受载荷的不同分为：1）转轴：定义：既能承受弯矩又承受扭矩的轴2）心轴：定义：只承受弯矩而不承受扭矩的轴3）传送轴：定义：只承受扭矩而不承受弯矩的轴4）根据轴的外形，可以将直轴分为光轴和阶梯轴；5）根据轴内部状况，又可以将直轴分为实心轴和空。

1.3轴类零件的设计要求1.3.1、轴的设计概要⑴轴的工作能力设计。

主要进行轴的强度设计、刚度设计，对于转速较高的轴还要进行振动稳定性的计算。

⑵轴的结构设计。

根据轴的功能，轴必须保证轴上零件的安装固定和保证轴系在机器中的支撑要求，同时应具有良好的工艺性。

一般的设计步骤为：选择材料，初估轴径，结构设计，强度校核，必要时要进行刚度校核和稳定性计算。

1.3.2、轴的材料轴是主要的支承件，常采用机械性能较好的材料。

常用材料包括：碳素钢：该类材料对应力集中的敏感性较小，价格较低，是轴类零件最常用的材料。

常用牌号有：30、35、40、45、50。

采用优质碳素钢时应进行热处理以改善其性能。

受力较小或不重要的轴，也可以选用Q235、Q255等普通碳钢。

45钢价格相对比较便宜，经过调质（或正火）后，可得到较好的切削性能，而且能获得较高的强度和韧性等综合机械性能，淬火后表面硬度可达45-52HRC，是轴类零件的常用材料。

合金钢具有更好的机械性能和热处理性能，可以适用于要求重载、高温、结构尺寸小、重量轻等使用场合的轴，但对应力集中较敏感，价格也较高。

设计中尤其要注意从结构上减小应力集中，并提高其表面质量。

40Cr等合金结构钢适用于中等精度而转速较高的轴类零件，这类钢经调质和淬火后，具有较好的综合机械性能。

轴承钢GCr15和弹簧钢65Mn，经调质和表面高频淬火后，表面硬度可达50-58HRC，并具有较高的耐疲劳性能和较好的耐磨性能，可制造较高精度的轴。

精密机床的主轴（例如磨床砂轮轴、坐标镗床主轴）可选用38CrMoAIA氮化钢。

这种钢经调质和表面氮化后，由于此钢氮化层硬度高，耐磨性好，而且能保持较软的芯部，因此耐冲击韧性好，还具备一定的耐热性和耐蚀性。

二辊型钢轧机轧辊强度计算1、辊身：计算弯曲应力；R1＝R2＝p/2 MD＝P/2·a/2－p/2·b/4 MD＝p(a/4－b/8)辊身的断面的弯曲应力为：бD = MD / WD= MD /(0.1 D3) ＝p(a/4－b/8)/(0.1 D3)2、辊颈的强度计算бd = Md / Wd = Md/ Wd= Md/(0.1d3)＝p(x/a) ·(a－x) ·c /(0.1d3）辊颈上的扭转应力为：τ d = Mn/Wn = Mn/(0.2d3)辊颈强度按弯扭合成应力考虑。

因轧辊材质不同，故采用不同的计算公式：1）采用钢轧辊时，按第四强度理论：σp＝6d2＋3τ2d ＝[p(x/a) ·(a－x) ·c /(0.1d3）]2＋3（Mn/0.2d3）2d2) 采用铸铁轧辊时，按莫尔理论：σp ＝0.375 бd ＋0.625[p(x/a) ·(a －x) ·c /(0.1d 3）]2＋4（Mn/0.2d 3）23．辊头的强度计算τd ＝ Mn/ Wd 1＝Mn/Wn1、辊身：计算弯曲应力；R 1＝R1＋R2 Px ＝R2·a R2＝p(x/a) MD ＝p(x/a)(a －x)·R2·(a －x) 辊身的断面的弯曲应力为：бD = MD / WD= MD /(0.1 D 3) ＝p(x/a)(a －x)/(0.1 D 3)2、辊颈的强度计算бd = Md / Wd = Md/ Wd= Md/(0.1d 3)＝p/2·c/(0.1d 3)辊颈上的扭转应力为：τ d = Mn/Wn = Mn/(0.2d 3)辊颈强度按弯扭合成应力考虑。

因轧辊材质不同，故采用不同的计算公式：1）采用钢轧辊时，按第四强度理论：σp ＝6d 2＋3τ2d ＝[p(1－x/c)·c /(0.1d 3）]2＋3（ Mn/0.2d 3）2d2) 采用铸铁轧辊时，按莫尔理论：224625.0375.0dd d p τσσσ++=σp ＝0.375 бd ＋0.625[p/2 ·c /(0.1d 3）]2＋4（Mn/0.2d 3）23．辊头的强度计算τd ＝ Mn/ Wd 1＝Mn/Wn224625.0375.0dd d p τσσσ++=。

验算Φ500×3三辊型钢开坯机第一机座的下轧辊强度。

已知：1）按轧制工艺，该辊K13、K9、K5三个道次同时走钢；2）各道的轧制力：P13 =1100KN , P9=800KN , P5 =600 KN ;3）各道的轧制力矩：M13 = 60.0KN .m ,M9 = 30KN.m , M5= 20KN.m ,忽略摩擦力矩；4）轧辊有关尺寸见图所示。

其中各道次的辊身工作直径为：D13=340 mm , D9=384 mm , D5=425 mm 轧辊辊颈直径：d=300 mm 辊颈长度l =300 mm，轧辊梅花头外径d1=280 mm，其抗扭断面系数W n = 0.07d13 。

5）轧辊右侧为传动端；6）轧辊材质为铸钢，其强度极限为σ b = 5 00 ~ 600 MPa;7）轧辊安全系数取n =5;8）许用应力[τ] = 0.6[σ]。

（要求画出轧辊的弯矩图和扭矩图）1）由静力学平衡方程求得轧辊辊颈处的支反力：R1*（286+507+654+353）-P5*（507+654+353）- P9*（654+353）- P13 *（353）=0 即：R1=（600 *1514+ 800 *1007 + 1100*353）/（286+507+654+353）=1167.94 KN R2= （P5+P9+P13）- R1= （600+800+1100）-1167.94=1332.06KN2）轧辊各位置点的弯矩值：Ma = R1*300/2/1000 = 1167.94 *0.15 =175.191KN.mMb= R1* 286/1000 = 1167.94 *0.286 =334.03KN.mMc= R1*（286+507）/1000- P5*507/1000 = 1167.94*0.793-600*0.507=621.98 KN.m 或（Mc= R2*（353+654）/1000- P13*654/1000 = 1332.06*1.007-1100*0.654=621.98 KN.m）Md = R2*353/1000 = 1332.06 *0.353 = 470.22KN.mMe = R2*300/2/1000 = 1332.06 *0.15 = 199.81KN.m3）绘制弯矩图和扭矩图：4）轧辊各位置点的扭矩值：忽略摩擦力矩后，传动侧的扭矩为Mn =M13+M 9+M5=60+30+20=110.0 KN.m5）辊身强度计算：三个孔型处的弯曲应力分别为：σD5 = Mb /（0.1D53）= 334.03 / ( 0.1×0.4253) = 43.51 MPaσD9 = Mc /（0.1D93）= 621.98/ ( 0.1×0.3843) = 109.85 MPaσD13 = Md /（0.1D133）=470.22 / ( 0.1×0.343) = 119.64MPa6）辊颈强度计算：由支反力的大小和传动端的位置可判定，辊颈的危险断面在传动侧，其弯曲应力为：σd = Me /（0.1d3）=199.81/ ( 0.1×0.33) = 74 MPa危险断面的扭转应力:τd = Mn /（0.2d3）=110/ ( 0.2×0.33) = 20.37 MPa辊颈危险断面的合成应力:σ d p = (σd2 +3τd2 )1/2= (74 2 +3×20.372 )1/2 = 81.98 MPa7）辊头的强度计算：τ d 1= Mn /（0.07d13）=110/ ( 0.07×0.283 ) = 71.59 MPa8）轧辊的许用应力：[σ] = σb / n = (500 ~ 600) / 5 = 100 ~ 120 MPa[τ] = 0.6[σ] = 0.6×( 100 ~ 120) = 60 ~ 72 MPa9）结论：辊身、辊径的应力均小于许用值，所以轧辊受力安全，不合符要求。