曹志遠(yuǎn) 季 雪 程幸葉 牛廣斌

(天津重型裝備工程研究有限公司，天津300457)

套筒是大型鋼錠自由鍛造時(shí)不可缺少的鍛造附具，其與鋼錠的鉗口配合在天車配備的翻鋼機(jī)的帶動(dòng)下來(lái)實(shí)現(xiàn)鋼錠的移動(dòng)和旋轉(zhuǎn)。隨著工業(yè)的發(fā)展和鍛壓水平的提高，水壓機(jī)鍛造鋼錠的最大噸位也由200 t級(jí)向更大噸位邁進(jìn)，即使新型水壓機(jī)配備了大型操作機(jī)也不能完全替代套筒這種傳統(tǒng)的鍛造附具，所以有必要設(shè)計(jì)更大噸位級(jí)的套筒。

1 按照懸臂梁假設(shè)推導(dǎo)公式

鋼錠尺寸示意圖見(jiàn)圖1，錠身重量與重心的計(jì)算公式如下：

假設(shè)鋼錠鉗口與翻鋼機(jī)套筒緊密接觸，可認(rèn)為鋼錠是一個(gè)懸臂梁，如圖2所示。

外載荷：M=Gh2，Q=G

(1)彎曲正應(yīng)力

最大彎曲正應(yīng)力：

圖1

圖2

位置y的彎曲正應(yīng)力：

(2)彎曲剪應(yīng)力

最大彎曲剪應(yīng)力：

位置y的彎曲剪應(yīng)力：

(3)兩種強(qiáng)度考慮

彎曲強(qiáng)度條件：σmax≤σs=9.69 MPa，

剪切強(qiáng)度條件：τmax≤τ(s)=5.59 MPa

(4)Mises屈服準(zhǔn)則

σx=σ，τxy=τ，σy=σz=τyz=τzx=0

F(y)=σ(y)2+3τ(y)2

F(y)是一個(gè)開(kāi)口朝上的拋物線，其最大值位于兩端，即y=0，和y=R

記錄兩種診斷方式的檢查結(jié)果，并與最終手術(shù)治療結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，統(tǒng)計(jì)兩種方式的誤診、漏診人數(shù)，以此計(jì)算各診斷方式的診斷準(zhǔn)確率；記錄兩種診斷方式檢查得出的突出征象，并與最終手術(shù)治療結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，統(tǒng)計(jì)具體病因診斷的準(zhǔn)確率。

這個(gè)結(jié)果與前面的結(jié)論一致。為了有更大的保險(xiǎn)系數(shù)，我們假設(shè)τs=σs/2，判斷準(zhǔn)則為：

2 按照杠桿式假設(shè)推導(dǎo)公式

假設(shè)考慮鋼錠鉗口直徑略小于套筒直徑，則二者接觸成為杠桿式，見(jiàn)圖3。在A、B二處為線接觸，B處平衡力矩為F1，這時(shí)支點(diǎn)A處承受的集中力為F，則有：

圖3

應(yīng)用剪應(yīng)力強(qiáng)度理論，按此計(jì)算最小鉗口直徑R2：

顯然這個(gè)數(shù)值大于彎曲正應(yīng)力強(qiáng)度理論計(jì)算出的數(shù)值。

這種杠桿式推導(dǎo)公式更接近于生產(chǎn)實(shí)際，且增大l有利于減小鉗口直徑R2的尺寸。

3 結(jié)論

(1)鉗口與套筒緊密接觸，彎曲正應(yīng)力引起的抗拉破壞最大，鉗口設(shè)計(jì)的最小直徑應(yīng)以此為準(zhǔn)；

(2)鉗口與套筒非緊密接觸，鋼錠鉗口直徑略小于套筒直徑，剪切應(yīng)力引起的破壞最大，鉗口設(shè)計(jì)的最小直徑應(yīng)以此為準(zhǔn)，同時(shí)可以考慮增大鉗口長(zhǎng)度可適當(dāng)彌補(bǔ)鉗口直徑小的不足。

(3)套筒直徑應(yīng)以鉗口與套筒非緊密接觸方式的計(jì)算方法為準(zhǔn)，非緊密接觸更接近生產(chǎn)實(shí)際。