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圆盘给料机辊轴疲劳断裂原因分析

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1.夹送辊构造

圆盘给料机的作用是牵引钢丝前进并产生适当张力。圆盘给料机一对夹送辊的装配图如图1所示。上辊轴为被动轴,辊片与辊轴用矩形键联接,辊轴通过两个圆锥辊子轴承固定在活动轴承座上,压紧力的大小由压紧弹簧的位移量调节。下辊轴为主动轴,辊轴由两个圆锥辊子轴承与圆盘给料机固定不动的基体相联。上、下辊轴的材质、热处理工艺、加工工艺相同,装辊片一侧的几何尺寸也完全相同。

2. 上辊轴断轴情况及初步改进措施

在使用中,圆盘给料机上辊轴在轴肩处发生疲劳断裂,但下辊轴在轴肩处很少发生疲劳断裂。初期认为设备制造厂家制造上辊轴的材质、热处理工艺有误,按要求对上辊轴进行重新制作,使用结果仍旧。为减小应力集中,几次调整轴肩过渡圆角半径,但效果不明显。

3.夹送辊理想状况受力分析

所谓圆盘给料机理想状况指在压紧力作用下,上、下辊轴中心线保持平行。上、下辊轴的受力如图2所示。图中P为两辊片间的压紧力;F为在压紧力P作用下轧件与下辊片间的摩擦力;由于上辊轴被动,且滚动摩擦阻力较小,轧件与上辊片间的摩擦力可忽略不计;M。为驱动力矩。圆盘给料机参考上图:上、下辊轴轴肩处为危险断面。在轴肩处,上辊轴受到压紧力尸产生的弯矩M的作用;下辊轴受到压紧力尸产生的弯矩M,摩擦力F产生的弯矩Mr及驱动力矩M。的联合作用。