四辊筒的受力分析

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1、四.车昆筒的受力分析开炼机的辘筒工作时受有较大的横压力、摩擦力、温度应力、大小驱动齿轮和速比齿轮的作用力。由于胶料横压力的作用，辘筒要承受弯曲应力，由于胶料的摩擦力和轴承的摩擦力作用，辐筒要承受扭转应力，可见馄筒实际上是受有弯曲和扭转的复合应力。此外，馄筒的自重作用都必须给予考虑。由于车昆筒内外温度差而引起的温度应力和冷硬铸造产生的内应力都对车昆筒强度有影响，在精确计算时都应考虑。担内应力因计算困难，一般可在安全系数中考虑即可。车昆筒在工作状态下的负荷如图2-33所示。1.胶料对辗筒的横压力Pp=P•L公斤Ppx=Pp•cos0公斤Ppy=Ppsin0公斤式中Pp—

2、—总横压力，公斤；P——单位横压力，公斤/厘米；P”，Ppy横压力的水平分力，垂直分力，公斤。2.驱动齿轮的作用力大小驱动齿轮在传动过程屮，齿轮间便产生相互作用的力（如图2-33所示）：圆周作用力P的方向与节圆相切；径向作用力T的方向与齿轮的半径方向一致。大驱动齿轮圆周作用力：2Mkp=~r公斤d式中址一一作用在大驱动齿轮上的扭矩，公斤•厘米；山——大驱动齿轮的节圆直径，厘米。这里应指出：经电动机、减速器、大驱动齿轮传来的扭矩，是供前后辗加工胶料的需要，故由前后醍筒共同承担。即如=血1+Mk2公斤•厘米MkF97400—公斤•厘米nMk2=97400—公斤•厘米

3、m式中Mk大驱动齿轮的扭矩，公斤•厘米；Mk】、Mk2前、后辘扭矩，公斤•厘米；N、N,——后、前馄消耗功率，千瓦；m、n2后、前辘转数，转/分。在炼胶时可粗略地认为Mkl=Mk2圆周作用力的水平分力和垂直分力分别为：PX=P•cos/公斤Py=P•sinaf公斤式中af人小驱动齿轮轴线与垂直线偏移角（一般a=15〜20°）o径向作用力按齿轮的种类计算。1.速比齿轮的作用力在炼胶时前辐筒的扭矩是通过速比齿轮传动的。当速比很小时，可近似的认为：两馄筒的扭矩相等，速比齿轮的扭矩之和即为大驭动齿轮扭矩MkoMk=M，ki+M‘k2式中kl——后辘筒速比齿轮的扭矩，公斤一厘

4、米;k2——前辗筒速比齿轮的扭矩，公斤-厘米。圆周作用力：人=学公斤al式中山——后车昆筒速比齿轮节圆直径，厘米。径向作用力按齿轮的种类计算。4・重力速比齿轮（后辘筒）重量：G辐筒重量：G2人驱动齿轮重量：G.3五.辘筒的强度计算馄筒的强度计算包括：支反力、弯矩、扭矩和危险断面强度的计算。在计算时，虽然前后鶴筒工作条件相似。为安全起见，看做后辘筒沿全长传递全部扭矩。此外，它的一端要承受驱动齿轮的作用力，另一端又承受速比齿轮的作用力，其工作条件较前辐恶劣。所以，一般只对后辘计算就可以了。1.辘筒支反力的计算计算银筒的支反力是分别求出水平方向和垂直方向的，最后合（1）水

5、平方向支反力从图2-33可见，后车昆筒受力为平面平行力系，故可建立工（P）=0和工（M）=0两个方程式。分别计算Rbx和Rex：(Px-Tx)(b+c)+Ppx-—-TaRex=:公斤T(a+b)+Rz・%+(Tx-A)•cRbx=h公斤（2）垂直方向支反力_—(Py+Ty-G3)(b+C)+(Ppy+Gl)%Rcy—:'—b［公斤_-(Pi-GJ(q+/?)+(%+G2冼Rbx=b:公斤（3）合成支反力分别按下式计算：Rb=JRb/+RbJ公斤Rc=』Rc?+RcJ公斤2.辘筒弯矩和弯应力计算见图2-33o这里以辐筒中部为计算断面，其最大弯矩为:誓公斤•厘米8

6、式中R——支反力，公斤;b——辐筒轴承间的中心距，厘米;P单位横压力，公斤/厘米；L——辗筒工作部分长度，厘米。按上式分别计算水平面和垂直面弯矩Mx、My。再以M=加十MS计算出合成弯矩。并绘出弯矩图。这样对空心圆柱辗筒的最大弯应力：6=竺公斤/厘米2式中6——辐筒计算断面最大弯应力，公斤/厘米'M——辗筒计算断面最人弯矩，公斤•厘米；L——抗弯断面系数，厘米3。W=^£疋)=0.1D3h(1—/)32其中Dm计算外径(Dh=D—25),厘米；5——白口层厚度，厘米；a内外径比，(d/DH)o3.剪应力计算T=—公斤/厘米彳式中Mk——馄筒计算断面最大扭矩，公斤•厘

7、米；Wp——抗扭断面系数，厘米3。Wp=^-(1-«4)=O.2D3h(1-a4)厘米彳1.车昆筒的强度计算根据規筒的受力状态，是属于弯曲与扭转联合作用下的复合应力。根据力学中的强度理论，可按修止后的第二强度理论计算工作应力。22式中“——泊松比，对铸铁〃=0.33；6——最大弯曲应力，公斤/厘米）T——最大扭转剪应力，公斤/厘米〈2.在所选择的截面上，辗筒的强度应满足的条件n根据馄筒的工作条件，可视其受对称循环载荷。以疲劳极限b」为基础，其许用应力按下式计算：=1n式屮<7-!——材料的疲劳极限，公斤/厘米2；n安全系数。（六）温度应力及其对强度的影响辗筒的温