Расчет на прочность и жесткость станины Г-образного каландра
Основным критерием работоспособности станины любого каландра является прочность и жесткость ее конструкции, так как даже на первый взгляд небольшие упругие деформации элементов станины могут отрицательно влиять на качество производимой продукции. Станины каландров выпускаются, как правило, литыми, что обеспечивает большую жесткость их конструкции. Станины закрепляются на опорных плитах таким образом, чтобы благодаря небольшим зазорам оставить возможность смещения в горизонтальном направлении. Схема станины Г-образного каландра приведена на рис. 5.17, а.
Рис. 5.17. Схемы станины Г-образного каландра: а — схема конструкции; б — схема нагружения
Расчет на прочность
Расчетная схема станины представлена на рис. 5.17,б. Распорные усилия от валков, приложенные к стержням рамы, самоуравновешены и опоры станины каландра испытывают только силы тяжести конструкции. Рама станины статически неопределима.
При выборе расчетной схемы влиянием жесткости перемычки (рис. 5.17, а) ввиду ее незначительной жесткости на изгиб можно пренебречь. В литературе показано, что результат расчета на прочность, проведенного без подобного допущения [6], отличается всего на 3-4%, однако сама процедура расчета существенно усложняется. Рама представляет собой трижды статически неопределимую систему. Для раскрытия этой неопределимости условно разрежем ее в одном из сечений и определим неизвестные усилия в месте разреза с помощью канонических уравнений метода сил. На рис. 5.18 изображена основная расчетная схема рамы. Система канонических уравнений для рассматриваемой рамы имеет вид (5.73).
Рис. 5.18. Расчетная схема
Коэффициенты уравнений (5.73) в данном случае определяются путем перемножения грузовой эпюры изгибающих моментов (рис. 5.19) и единичных эпюр моментов (рис. 5.20, а, б, в) и с учетом жесткости соответствующих участков имеют вид:
Неизвестные усилия определим по формулам (5.83)-(5.85)
Рис. 5.19. Эпюра моментов от внешних сил
Рис. 5.20. Эпюры моментов от единичных факторов
Геометрические характеристики сечений отдельных участков станины приведены в табл. 5.4.
После определения значений xv х2 и х3 строим окончательную эпюру моментов и рассчитываем напряжение по формуле (5.89) для самого нагруженного сечения. В общем виде условие прочности записывается следующим образом:
где Ми ш х — наибольший изгибающий момент в опасном сечении участка рамы.
