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三辊卷 板机 设计

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三辊卷板机设计,三辊卷,板机,设计

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2 0 0 6 年第 5 期 中州煤炭 第 1 4 3 期 三辊卷板机设计力学分析及主参数确定 魏 忠才 ( 中国矿业 大学， 江苏 徐 州 2 2 1 0 0 8 ) 摘要 ： 采用力 学方法分析三辊卷板机的工作机 理 ， 探 讨该类机 型主参数之间关系 ， 并建立 力学设 计模 型， 对其 主参数进行确定 。 为设计其系列产 品提供 了有效的理论依据。 关键词 ： 三辊卷板机； 工作机理 ； 力学设计模 型； 主参数 中图分 类号 ： T H 8 7 1 文献标识码 ： B 文章编号 ： 1 0 0 3 0 5 0 6 ( 2 0 0 6 ) 0 5 0 0 2 6 0 2 目前 ， 许多厂家在进行产品结构的调整中， 为了 更好地满 足市 场需 要 ， 需 对 三辊 卷 板 机 进 行技 术 改 造。因而要重新对该设备进行力学 方面 的设计分 析， 重新确定其结构主参数及电机功率等 ， 使该设备 的生产能力更加优化 、 合理， 从而达到高效 、 安全 ， 并 具有一定 的社会效益和 良好的经济效益。 1 结构及 力学分析 从结构特点上来看 ( 图 1 ) ， 三辊卷板 机主要 由 1个上辊及 2个下 辊呈 宝塔 形 状组 成 。用 该 设 备加 1 二 圆( 弧) 形工件时 ， 由上辊垂直 向下移动的同时进 行转动， 对工件( 即钢板 ) 产生 向下的压力 P 。P 必须克服钢板 的屈 服强度 ， 使其产 生弯 曲变形。2 个下辊则向同一方 向进行转动， 从而移动钢板 ， 将其 加工成一定 曲率半径的 圆( 弧) 形工件。因此为 了 确定 P 我们完全可以将被加工钢板看作为一简支 梁 ， 从而有 P 对钢板的最大弯矩为： M =P l 4 ( 1 ) 弯矩对钢板产生的应力为： 5：M ( 2 ) 钢板 的抗 弯截 面模 量 ： =6 6 6 ( 3) 由式 ( 1 ) 、 ( 2 ) 、 ( 3 ) 可得 ： 2 b 6 P = 一 ( 4 ) D 其 中 ， 为被 加工 钢板屈 服极 限 ； Z 为卷 板 机两 下辊之间距离 ； 6为被加工钢板最大厚度。 从式 ( 4 ) 可 以看 出 ， 当加 工 工件材 质一 定时 ， P 收稿 日期： 2 0 0 60 6 2 6 作者简介：魏忠才( 1 9 6 9一)， 男 ， 河 北衡水 人 ， 助理 工程 师， 1 9 9 5年 毕业于东南大学 ， 现从事科研与教学工作 。 2 6 的 大小 只取决 于工 件 的厚 度 6和 宽 度 b ， 从 而 可 以 确定其两下辊之间的距离 z 。 取上辊为分析对象， 将 P 看作 是作用于上辊 的一个均布载荷， 故上辊就成 了一个 简支梁 ， 如图 2 所示 。 厂 ， 一J ， H 、 堡 j 图 1结构分 析 图 2上辊 力学模型 由均布载荷 q 产生的弯矩 函数为 ： M = q b一号 2 从而可得最大弯矩 M 为 ： ：譬 ： 百 sb 26 2 其 = = 簪 ( 5 ) ( 6 ) 维普资讯 2 0 0 6年第 5期 魏忠才 ： 三辊卷板机设计力学分析及主参数确定 总第 1 4 3期 但 由实际情况知， 上辊的力学模型是均布载荷 ， q仅作用于实际距离为 的一部分 ， 即： q=P力 b 因而其上辊的实际力学模型如图 3所示。 图 3上辊 实际力学模型 即 P 对上辊产生的最大弯矩为： = ( 一 b ) 图 4 b 。 b时上辊 力学模型 其中， D 、 D 分别为上、 下辊直径 ， mm； 6为T件 材料厚度( 一般取最大值) ， mm； R为加工 工件曲率 半径 ， m m； H为上下辊中心高 ， m m。 因而 ， 由 式 ( 1 0 ) 完 全 可 以确 定 该 机 的 各 参 数 ， 其值可靠 ， 可 以作为设计其系列产品的理论依据 。 ， 3 结语 义 由 于 加 上 明 俐 椒 明 苋 J 艾 b是 一 个 变 量 ， 凼 If 】 P 力变 为 P。 ， 如 图 4所 示 。 即 当 b改 变 为 b 及 P 变 为 P 时 ： q l = Pl b l 。 从而 Pt 力对 上辊 产生 的最 大 弯矩 为 ： ( T 一 b 1 ) ( 8 ) 可令 M = M 由式 ( 7 ) 、 ( 8 ) 可 得 ： P 力 ( 一 鲁 ) = P ( 一 ) 所 以 P ) j= ， 又 华 = 华 簧 ： 2 主参数确定 综上所述 ， 三辊卷板机主参数之间的关系可为 ： ( + 6 + 尺 ) 2 = ( ) + ( + 尺 + ) c 。 ( 1 ) 由式 ( 9 ) 知： 当 b l ， 上辊受到 弯矩达到设计值时 ， 被加工钢板宽度 由 b 减少至 b ， ， 则 P P ， 支点上的反力变小 了。这 就是 在卷板机 超负荷工作时 ， 首先是上辊所受 弯矩超过设计值而 使上辊首先被折断的理论依据。 ( 2 ) 利用式( 8 ) 来确定的 6 或 b 能完全保证上 辊所受的最大弯矩不会超过设计能力 ， 是安全可靠 的。 ( 3 ) 可以 M 作为强度计算 的依据 ， 因而可用 来确 定 上辊 的直 径 D 。 ( 4 ) 其加工能力的大小完全取决 于能加 工工件 的最大厚度及宽度 ， 如超 出了这个 限度 ， 就被视为超 出了设 计能力 。 ( 5 ) 工件经加工成型所得的曲度完全取决于上 下辊 的相对位 置 ； 当钢 板 的材 料及 厚 度一 致 时 ， 上 下 辊的相对位置越近， 则加工的曲度就越大 ， 反之则越 小 ； 若上下相对位置固定不变时 ， 所加工的钢板越厚 或越 软 ， 则加 工得 到 的 曲度 也 就 越 大 ， 反 之 则 越小 ， 其曲率半径完全由加工工件曲率半径而定 。 ( 责任 编 辑 ： 郭 海霞) ( 上接 第 2 5页) 滑动的前锋与根带并不象多数其 他重力滑动构造那样依托张断裂， 而是沿袭古滑脱 面运作。因嵩山的阻挡 ， 应属短距滑动 ， 滑移距离 2 k m左 右 。滑 面 切 割层 位 自二 叠 系 顶 部 至二 叠 系下 部， 最深切至二， 煤层顶板 ， 始终未切 至二， 煤层 ， 故 对二， 煤层并未造 成破坏 。但 因滑动破坏二。 煤层 上覆 基岩 的完整 性 ， 对开 采二 煤 层 应有一 定 影响 。 参 考文 献 ： 1 李万成 河南芦 店滑 动构造 研究 R 郑州 ： 河 南煤 田地