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设计系列之——以数据说话才硬气 “没办法，领导一定要将此批辊子用了”，甲方的主任工程师M高工也很无奈地对俺说着。 “那没有办法了，如果一定要用上去，那么俺得将各种限止条件写上去，这也是对你们厂子，也是对俺们厂，对你，也是对俺自己负责。也是对设计的机器负责。否则乍办？”俺用商量的口气对M高工说道。 “行哪，你将觉得该写出的条件写到有关文件和图上吧。” “那好，就这样吧！这样也能省去今后不少不必要的麻烦。”俺说道。 “嗯，反正这事大家多明白了，再次提醒一下也有好处。。。”M说。 “还是白纸黑字好，将来没有后遗症。。。”俺说着。 甲方要新上一条辅机设备，中间有一条大坯料输送辊道。因为甲方有从旧机上拆除下来的一批已使用过的辊道，为了从节约成本和废旧物利用的目的，甲方希望在新设计的线上将它们用上去，否则废了也就废了。。。 因为俺们企业曾经设计制造过类似设备，不过所输送的坯料要比现在输送的直径上小得多，重量也相差了很大。但是也是使用了从旧机上拆下的已使用过的辊子，属于有过实际设计应用经验了。 因此甲方又一次找到了俺们企业，让俺们按此要求做个方案。。。 因为第一条类似设备也是俺们自己设计的，因此其中一些关健点俺当时多估算过，知道原机一些受力情况。现在所输送的物料征量增加多了，所以必须重新计算一下相关参数。。。 将原来老的计算书翻了出来，有些地方只要换换数据便能得出结果。哈哈，相当于流程模板喔，有了模板可就方便多了。不过第一次计算时烦一点罢了，所谓万事开头难。。。 坯料的直径，长度多已明确，这样坯料重量就决定了。而辊子因为是利旧，所以尺寸也是确定了。。。 可以估算了起来了。。。 驱动力矩先得算一下，这可是对选取电机功率的重要参考依据。 因为此辊道采用是天车来料作业，所以辊道属于启动工作制的驱动形式。这样所需力矩为静力矩与动力矩之和。静力矩计算简单，无非是坯料重量，辊子自重，如何驱动，磨擦系数的选取等等。不过最大静力矩得要考虑打滑力矩的影响。。。 动力矩就稍稍烦一点，得考虑辊道加速的和坯料加速两部分的， 启动时得考虑加速度不能太大，防止坯料在辊子上打滑。还得计算辊子的飞轮力矩。。。 将静力矩和动力矩相加就是辊道启动所需力矩。 再类比确定一个辊道线速度，这样辊道的转速就确定了。 这样就将电机所需功率求了出来。 电机功率已确认，又知道了辊道最终转速，就可以选择减速器，联轴器等其他动力零件。。。 别的零件多可以不是选用就是重新设计，但是因为辊子只能采用已存在的利旧物品，这样也得校核一下轴径受力情况，这样才能做到心中有数。 由已知的启动扭矩根据扭转强度计算轴径，在不考虑键槽的情况下，辊子最小轴径直径处没有满足要求。。。啊，苍天哪。。。 悲摧的还有。。。因为坯料是从天车吊运到辊子上的，因此作用在辊道上的负荷除了坯料重量产生的负荷外，还存在着坯料落到辊道上时的冲击负荷。 做好了受力模型，作好了假设，比如冲击时接触点在辊子中间，忽略了支点变形位能，冲击力由二个辊子均匀分担等。。。 将冲击负荷之值估算出来。这样就可以计算辊子辊身中间处应力和辊颈处应力。 因为辊子辊身中间的断面系数大，所以应力满足要求。 而轴颈处因为断面系数小，计算应力不足。 也就是说利旧的辊子在此正常工况条件下有二处地方是不能满足工况的，一处是轴径最小处的扭转强度，另一处是轴承支承处的冲击应力。 乍办呢？除非限止相关条件——可能在计算中通过，但在实际工况中只不过是文字游戏而已。 不管它，先将限止条件加上后再计算一下吧，看看有啥变化。。。 根据辊道在运转时可能出现的最大静力矩是在坯料遇到阻碍物面而突然停止时出现的。例如当坯料在移动时遇到前面有阻挡，或坯料撞到了辊道侧面导板等情况，此时坯料被阻停止了移动，而辊子还在继续转动，辊子与坯料间产生打滑现象，即辊子与坯料之间的滚动磨擦就成了滑动磨擦。这时驱动辊子的静力矩为最大值，也即打滑力矩。而辊子与坯料间滑动磨擦系数和滚动磨擦系数之比而相差很多。。。 嘿嘿嘿，这可是一条限止条件哪，计算一下，唔。。。在范围之内。这可得写上“坯料在辊道上运动时不得存在阻碍物，以防产生辊道输入轴径处强度不足。” 再看看将天车吊钩下降速度降低后对冲击负荷的影响。。。 接着计算冲击负荷，再计算辊子辊颈处应力，OK，可以满足要求。写上吧，将此一条“天车吊运时下降速度不得大于某M/min,否则辊道轴承档辊径处强度不足。”也整到了相关文件上。 当然，如果轴承支点刚性差，也能减小冲击负荷。所以如果在设计机架时有意识地减小刚度，使支点类似与弹性支点，当受载时可起缓冲作用，减小辊子的冲击负荷。 哎，好不容易哪，找理由也得拿数据说话哪。。。 再次带着存在的问题和计算结果，找到了负责此项目的甲方主任工程师M，和他说明了在此项目中利旧辊子在正常工作时无法满足力学要求。。。所以就有以上的交流对答。因为前期已交流说明过了一二次了。 写上吧，既然甲方一定要用上去，俺也只得写上去。将签字图上和提供的说明书及竣工图上多将限止条件写在了醒目之处，进一步提醒大家注意。否则将来存在后遗症喔，这样可以省去今后麻烦。。。 俺对M工说道：“厉害哪，只要写上了附加限止条件，辊子按领导吩咐照用，功劳薄上还得记上一笔。万一辊子出事，你也木有责任， 领导也木责任。当然只要不找俺们单位的麻烦，也木啥关系。可怜的只有是操作工了。。。” “。。。。。。” 三四个月后，现场安装调试结束。 。。。 二三年后有事抽空顺道又去了一下现场，发现机器在使用，不过机器边上可放着二根不知是啥时被损坏的辊子，损坏之处就是计算处的轴径危险截面位置。 | 
发表于 2012-7-6 10:46:44
