摘要 在輕工機(jī)械中,壓輥是一種成對(壓力輥和支承輥)使用的常用機(jī)械部件,在輥兩端加載以使兩輥之間產(chǎn)生一定的接觸壓應(yīng)力,許多場合要求輥工作時(shí)的接觸應(yīng)力沿軸向呈均勻分布。如造紙工業(yè)中用壓輥使...
在輕工機(jī)械中,壓輥是一種成對(壓力輥和支承輥)使用的常用機(jī)械部件,在輥兩端加載以使兩輥之間產(chǎn)生一定的接觸壓應(yīng)力,許多場合要求輥工作時(shí)的接觸應(yīng)力沿軸向呈均勻分布。如造紙工業(yè)中用壓輥使紙張脫水和壓制成型,不但要求脫水均勻,同時(shí)要求紙張的厚度保持一致。若采用普通的圓柱形壓輥,兩端加載時(shí),軸線會(huì)產(chǎn)生找曲變形,導(dǎo)致兩輥之間接觸應(yīng)力的絕對值中間小兩端大的分布,而加工出來的紙張則會(huì)兩邊薄中間厚,這對于幅面以米計(jì),厚度以10微米計(jì)的紙張不說影響是不可忽視的。當(dāng)壓輥長度較短時(shí),這種影響不明顯,但隨著生產(chǎn)發(fā)展的需要,輥越做越長,這一問題也就越來越突出。
若支承輥和壓力輥都采用鋼結(jié)構(gòu),則會(huì)產(chǎn)生較大誤差,一般常將壓力輥制成復(fù)合結(jié)構(gòu)——芯軸采用鋼結(jié)構(gòu),外層澆鑄橡膠的復(fù)合輥,鋼-橡膠復(fù)合輥?zhàn)鳛閴毫仯c鋼的支承輥配對,這樣既可以利用橡膠的彈性變形來部分補(bǔ)償撓度變形,又可以減少輥的磨損,使紙張的質(zhì)量大大提高。為了解決撓度變形,又可以減少輥的磨損,使紙張的質(zhì)量大大提高,為了解決撓度變形的問題,許多廠家常常依靠經(jīng)驗(yàn)把壓力輥加工成腰鼓形,但確定鼓形量缺乏理論依據(jù),難以保證完全補(bǔ)償撓度變形的影響,更難以為新產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提供有意義的指導(dǎo),因此,有必要建立一個(gè)鼓形等壓力橡膠輥的曲線方程。
要建立能完全補(bǔ)償撓曲變形的鼓形輥曲線就必須對壓輥的受力情況、工作環(huán)境和本身材料等問題進(jìn)行分析計(jì)算。本文采用逆推的方法,按設(shè)計(jì)要求,即輥工作時(shí)接觸應(yīng)力沿軸向均等分布,從材料力學(xué)的角度出發(fā)建立了一個(gè)壓輥的力學(xué)模型,分析此力學(xué)模型,可見采用普通的圓柱形輥時(shí)接觸應(yīng)力沿軸向不可能相等的原因是輥加載后變形量沿軸向不均等,而壓輥?zhàn)冃沃饕禽亾锨冃闻c橡膠壓縮變形。通過對這兩種變形的分析計(jì)算,可得到輥加載后變形量沿軸向的變化曲線,把此曲線的方程和圓柱形輥的圓柱母線方程疊加,就得到所需鼓形輥曲線方程。進(jìn)一步用復(fù)膜機(jī)做實(shí)驗(yàn),將由上述曲線方程計(jì)算而得的數(shù)據(jù)和由實(shí)驗(yàn)測得的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)比較后可見,兩者基本吻合,驗(yàn)證了上述曲線方程在實(shí)驗(yàn)范圍內(nèi)是基本正確的,依照此方程完成了計(jì)算機(jī)輔助編程序設(shè)計(jì),采用兩軸聯(lián)動(dòng)的數(shù)控磨床可加工出鼓形等壓力橡膠輥曲面。