安全臼

連軋機安全臼是軋鋼機的安全保護件，它既要保護設備不被意外加大的軋制力損壞，又要保證能在正常的軋制情況下工作。以前，在使用國產安全臼時，曾出現頻繁斷裂，嚴重影響了生產的正常進行。幾年來，開展了對安全臼的國產化的研究和攻關，積累了安全臼試製的經驗，現以G1-3機架安全臼為例，對其理論尺寸計算和受力因素進行闡述。

基本介紹

• 中文名：安全臼
• 外文名：Secure a mortar
• 學科：冶金工程
• 領域：軋制
• 舉例：G1-3機架安全臼
• 參數：理論尺寸計算和受力因素

簡介

連軋機安全臼是軋鋼機的安全保護件，它既要保護設備不被意外加大的軋制力損壞，又要保證能在正常的軋制情況下工作。以前，在使用國產安全臼時，曾出現頻繁斷裂，嚴重影響了生產的正常進行。幾年來，開展了對安全臼的國產化的研究和攻關，積累了安全臼試製的經驗，現以G1-3機架安全臼為例，對其理論尺寸計算和受力因素進行闡述。

進口安全臼實驗斷裂載荷的確定

為了確定安全臼實驗斷裂載荷，用進口的安全臼在實驗台上進行破壞試驗，結果是其破斷壓力載荷高達432t，比國外圖紙標註的240t高出1.48倍。但實際使用時，常在軋制壓力100t左右即發生斷裂，這說明正常軋鋼過程中，安全臼所承受的衝擊、震動以及材料疲勞等因素和在實驗台上模擬或檢測是不一致的。

安全臼斷裂槽尺寸、位置和理論實驗斷裂載荷

選用安全臼國產材質時，參考國外推薦的40NiCrMo7和30NiCrMo17兩種材料，決定採用鋼種P110作為自製安全臼的材料。

對所選材料中8個試件進行抗拉強度實驗，其強度範圍為：801-867MPa。因為該鋼種的抗拉強度比國外圖紙要求（980-1078MPa）低，所以應對國外原圖斷裂層尺寸和位置進行修正，又因安全臼斷裂槽內環加工難度較高，尺寸精度不易把握，所以可將內環尺寸和位置給予固定，只調整外環位置，從而達到預期的實驗斷裂載荷的目的。

對安全臼整體破壞的再分析

安全臼的剪下部位見圖2，設安全臼所受負載為均勻力P，安全臼材質為各向同性材質，取危險截面A-A，將P平移A-A截面，簡化成P´和力偶M，由圖可見，此問題屬於直桿軸向拉伸斜截面上的應力問題。

圖2

所以，軸向拉伸時，在桿件的橫截面上，正應力為最大值，並且這一最大剪應力在數值上等於橫截面上應力的一半。此外，當α=90°時，在平衡於桿件軸線的縱向截面上無任何應力。

通過對簡化桿件的分析，使我們清楚了直桿軸向拉伸斜截面上的應力問題，然後我們再回到安全臼的受力問題，見圖2，將P看成作用在圓心的集中載荷，將P平移A-A截面形成P´和M。

力偶M在安全臼沒出現斷裂時，與對邊的力偶平衡，當安全臼一邊出現斷裂時，沒斷裂邊的力偶使剪下面發生了旋轉，改變了剪下的方向。

總結

國產安全臼製造改進後，延長了使用壽命，取得顯著的經濟效益。