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重型机被
2014No.4
预应力机架预紧力计算及应用
郑奕平,陈炜,杨伟国,王晔,姜虹
(杭钢集团公司中型轧钢厂,浙江杭州310022
摘要:选择合适的预紧力才能保证预应力机架稳定运行。本文对七辊棒材矫直机预应力机架立
柱系统进行受力分析,并对预紧力进行计算校核,原安装时机架液压螺母预紧压力为15MPa,远低
于计算结果,故需要对机架重新进行预紧,确定预紧压力为32MPa。通过试生产验证,机架原有振
动基本消失,整机稳定性大为提高。
关键词:预应力机架;受力分析;预紧
中图分类号:T(G33文献标识码:
文章编号:1001-196X(2014)04-0074-03
Calculation and application of pretightening for prestress frame
ZHENG Yi-ping, CHEN Wei, YANG Wei-guo, WANG Ye, JIANG Hong
(Medium steel rolling mill of Hangzhou Steel Corp, Hangzhou 310022, China)
Abstract elect an appropriate pretightening is a precondition for operate the prestressed frame stablc. Thi
paper made a stress analysis to the pillar system of even roll bar straightening machine and got a caculation of
pretightening, the pretightening force on hydraulic screw nut when installing frame is only 15 Mpa, badly lower
than that of calculation. Then pretightening frame again, confirmed the force of 32 Mpa. The productive
practice showed that the original vibration of frame is gone, and stability of press is increased
Keywords: prestressed frame; force analysis calculation; pretightening
前
预应力机架的基本结构
130七辊棒材矫直机预应力机架由上横梁
为适应市场需求,杭钢中軋新投产中130下横梁及5根立柱系统组成。上下横梁采用铸焊
七辊棒材矫直机。在设备调试试生产时,每次棒件,用来安装辊缝调整的压下压上机构并承载矫
材咬人后,主机机架振动极大,传动电机电流不
直力,立柱系统由预紧拉杆,支承套、上下紧固
稳,棒材矫直效果不尽人意。通过分析排查,认
螺母、预紧垫及液压螺母组成(图1)。拉杆采用
为机架预紧力不够是主要原因。由于机架预紧力
材料为35CrMo,与上下横梁形成预应力机架
不够,降低了机架内联接的可靠性和紧密性,从
液压螺母通过预紧垫支撑预紧后,对拉杄和支承
而出现缝隙或发生相对滑移,都不利于机架整体
套产生作用,分别产生拉伸和压缩变形,此时将
稳定及设备使用。因此对机架预紧力进行计算校
核,重新选择预紧系数并进行预紧,以保证设备上螺母锁紧,则在机架内部产生预应力。
稳定运行。
2受力分析及计算
2.1受力及变形分析
收稿日期:2014-01-10;修订日期:2014-(04-13
机架以下横梁底面为准,下螺母进行定位。
作者简介:郑変平(1900-),男,工程师,杭州钢铁集闭公司由于预紧时上下横梁刚性大,变形很小,所以可
中軋轧厂设备厂长,长期从事轧钢设备管理研究工作。以忽略。单根拉杆而言,在联接紧密未预紧状态
2014No.4
重型杋械
75
MI140×6
根据拉杄及支撑套截面进行刚度计算:
拉杆直径d=210mm,长度2200m,E=
210000CN/r
支撑套外径D1=300mm,内径D2=230
长度1500
2100
中
3.3 MN/mm
D-D, E
=4.1MN/
根据工艺要求及相应矫直力计算,矫直机上
1.上横梁2.立柱系统3下横梁4.液压螺母5.预紧垫6上螺厚横梁所承受的总的娇直力为4.5MN,通过5根
7.立柱8.支撑套
预应力拉杄将上下横梁拉紧,单根拉杆所受矫直
图1机架及立柱系统图纸
力F=900000N
Fig 1 Composition sketch of housing and support
将Cb
代人式(1
时,各零件不受力变形,当通过液压螺母,增加
,>900000+
3.3+4.
900000
预应力Q预紧立柱,立柱和支撑套分别产生拉
则
2mn=1398648N
伸变形A,和压缩变形入m;当进入矫直状态时,
在机架承受范围内,较大的预紧力更能增强
在弹性范围内,立柱承受矫直力F,故所受拉力联接的可靠性和紧密性,有利于机架整体稳定,
由Q2增至总拉力Q,伸长量增加△A,而支撑套但预紧力必须满足拉杆的强度要求。根据对拉杆
压缩量变小,压缩量为An=An-△A,支撑套压受力分析,立柱最小截面为螺杆M140×6处
缩力由,械至残余预紧力Q(见图2),图中螺故该处为危险截面,通过对该面进行强度校核
栓总拉力为Q,螺栓预紧力为Q。,残余预紧力确定。
为Q。与工作拉力为F。
拉杆材料为35CrMo,抗拉强度
力
MPa,屈服强度σ,=889MPa
螺纹联接件的许用应力为[r]=o/n;n为
安全系数,控制预紧力的紧联接n选择1
故许用应力Lo
、889
而根据图2,蝶栓总拉力Q=Q,+△F
变形
△P
图2立柱联接受力変形图线图
Fig 2 Stress and deformation of column joint
则
F将C
代入式(2),A选M140×6截
根据图2,拉杆刚度C=e。=N
面积,以140mm近似代入式(2
Q<(593×3.14×0.14/4)
支撑套刚度Cn=g0n-A
900000N
刘螺栓预紧力Q=Q。+
则Qmn=2504348N
根据以上计算,需满足
根据设备运行工况,为保证联接的紧密性,
1398648N需满足Q>F,则
根据液压螺母结构进行压力确定
F>F
液压螺母:油缸直径360mm,活塞直径
190