真空压榨辊的强度及挠度计算

出处：按学科分类—工业技术 中国轻工业出版社《制浆造纸工业计算手册上册》第384页（3527字）

1．双辊真空压榨中一般情况下的真空辊的强度及挠度计算

(1)真空下压辊的强度及挠度计算

①作用于下压榨辊辊壳上的合成载荷Q的计算

【公式】

式中 Q——合成载荷(N)

G——真空辊辊壳重量(N)

q——下压辊所承受的均布载荷(N／m)，当真空压榨辊处于下辊位置时，q由上辊重量及附加压力所形成；当真空辊处于上辊，而在下压辊上施加附加压力时，q是由附加压力除去其相配的下辊重量的影响后所形成

b——辊面宽度(m)

Q_Z——毛毯张力的合力(N)

q_m——毛毯张力的计算值(N／m)，可取q_m=19．62×10²N／m(2kg／cm)

θ——毛毯在辊面上的包角(度)

P_x——真空箱产生的抽吸力(N)

P_x=pxα_ob_o (1－15－344)

px——真空箱内真空度(Pa)，可以取P_x=7．36×10⁴Pa(0．75kg／cm²)

α_o、b_o——真空箱最大箱口宽度及最大抽吸幅宽(m)

P_mf——真空箱密封条压向真空辊辊壳内圆面上的压力(N)

P_mf=2P_t(a₁b₁+a₂b₂) (1－15－345)

P_t——密封条的加压气胎中的气压(Pa)，可取P_t=4．9×10⁴Pa(0．5kg／cm²)

a₁、b₁——分别为纵横向密封条长度(m)

a₂、b₂——分别为纵横向密封条宽度(m)

γ——上下辊中心连线与铅直面之间的夹角(度)

γ=arcsin (1－15－346)

D_x——下辊直径(m)

D_s——上辊直径(m)

m——上下压辊的偏心距(m)

②真空下压辊的最大弯矩计算

【公式】

式中 M₁——最大弯矩(N．m)

l——真空辊轴承中心间距(m)

b——同上

③真空下压辊的合成弯矩计算

【公式】

式中 M——合成弯矩(N．m)

M₂——下压辊为主动辊时所受的扭矩(N．m)，见式1－15－324

④真空下压辊的强度计算

【公式】

式中 ［σ_w］——最大弯曲应力(Pa)

W——真空压榨辊的真空截面模数(m³)，计算同普通压榨辊

M——同上

⑤下压辊的挠度计算

【公式】

式中 f——挠度(m)

q——均布载荷(N／m)

E——压榨辊体材料的拉伸弹性模数，对钢取E=16．2×10¹⁰(N／m²)

l——压辊轴承中心距(m)

b——真空伏辊面宽(m)

I_均——真空伏辊对于包含其轴线的任何平面的全幅宽平均惯性矩(m⁴)

D、D₁——真空伏辊的外径和内径(m)

λ——真空伏辊的开孔率(%)

(2)真空上压辊的强度及挠度计算

【说明】 对于作为上压辊的真空压榨辊的强度及挠度的计算，其计算方法和步骤均可参考真空下压榨的计算方法及步骤来进行。

2．真空压榨辊本身作为加压用辊筒时的强度及挠度计算

【说明】 在双辊真空压榨中的个别情况下，以及在许多复式压榨中，真空压榨辊不论处于上辊或是下辊的位置时，其本身位置有时是活动的，是作为压榨辊组中施加有附加压力的辊筒来配置的，尽管此时它仍然借适当的机械机构与传动装置连接在一起。此时，其辊壳的受力情况就与上述的第一种情况不同。但对于真空压榨辊，不论是位置固定的，还是作为加压用的辊筒；不论是位于上辊还是下辊位置，在计算其强度时，都按照处于固定的下辊位置的条件来计算，因为这样是偏于安全并有利于提高真空压榨辊的通用性的。故计算弯曲应力时，仍然要用式1－15－342及式1－15－347。但计算挠度时，代入式1－15－349中的均布载荷q要视真空压榨辊的位置而定。

(1)当真空压榨辊位于上辊位置时的均布载荷q_s

【公式】

式中 q_s——上辊均布载荷(N／m)

qb——产生的压区压力(N)

qb=P+P_mf－Q_z－P_x+KG₀ (1－15－352)

P——有效附加压力(N)，仅指沿两辊中心连线方向上的附加压力

K——把真空伏辊全重G₀分解到两辊中心连线方向上时的系数，K将取决于真空辊轴承臂(或其销轴)在工作状态下的位置和真空辊与邻辊中心连线与铅直面所成的夹角γ，真空辊位于上方时取正值；相反K取负值。

Q_z——毛毯张力合力(N)

P_x——真空箱抽吸力(N)

P_mf——真空箱密封条压力(N)

G₀——真空辊全重(N)

(2)当真空辊位于下辊位置时的均布载荷q_x

【公式】

式中 q_x——下辊均布载荷(N／m)

G——真空辊辊壳重量(N)

其它同上