太原科技大学毕业设计说明书
第4章 机架的工艺参数
轧钢机架是轧机的重要部件，其尺寸和重量最大，机牌坊约为机架重量的70%~80%，为工作机座重量得30%~40%，为轧机主机列重量的20—25%，轧辊轴承座及轧辊调整装置都安装在机架上。机架要承受轧制力，所以，要有足够的强度和刚度。
根据轧钢机型式和工作要求，轧钢机架分为闭式和开式两种，本设计机架采用闭式机架。结构如图：
4.1 机架的主要结构参数
机架的主要结构参数是窗口高度、宽度和断面尺寸。在闭式机架中机架窗口应稍大于轧辊最大直径，以便于换辊。四辊轧机机架窗口宽度应比传动侧窗口宽
5~10mm
可表示为：B其中：
?B?2S
2B—机架窗口宽度 B2—支承辊轴承座宽度
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S—窗口滑板厚度
一般取S则有：B40~50 取S?25mm
'?490mm， 换辊侧B?500mm
BD?490400?1.225?1.15
符合安全要求。 窗口高度H:
对于四辊轧机，H
?(2.6~3.5)(D?D)
WB?(2.6~3.5)(160?400) ?1456~1960
?1500mm
取H断面尺寸：
机架立柱断面尺寸是根据强度条件确定的，由于作用于轧辊辊颈和机架立柱上的力相同，而辊颈强度近似地与直径平方有关。在设计时，可根据比值(的经验数据确定机架立柱断面面积，在进行机架强度验算。
根据文献[2]，表5—1 铬钢的四辊轧机： 其中 辊颈d 故有：FFd2)Fd2?1.2~1.6
?220mm
?58080~77440
机架立柱常用的断面形状有近正方形，矩形和工字形三种。闭式机架采用惯性矩较大的工字形或矩形断面立柱，可以减小横梁上承受的弯曲力矩。使横梁断面尺寸减小。对于四辊轧机用窄而高的闭式机架，在水平作用力不大时，机架立柱采用近正方形较为合理。虽然，近正方形断面的惯性矩小，会增加横梁的弯曲力矩，但是立柱的弯曲力矩也相应减小。在这种轧机上，由于立柱高度大于横梁
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的长度，已从立柱省下来的材料将超过横梁所需的材料，对于减轻机架重量还是 有利的，机架立柱断面尺寸对机架的刚度影响较大。在现代板带轧机设计中，为提高轧件的轧制精度，有逐渐加大立柱断面尺寸的趋势。 故取：
F?62400?260?240mm
考虑到窗口面产生的弯曲变形大 故取：B
?240mm
L?240mm
4.2 机架的结构
两片机架上部，通过箱形横梁用螺栓连接，并用键定位，下部靠两根横梁通过螺栓连接。
在换辊端的机架立柱上装有支承辊和工作辊轴向压紧装置。为实现快速换辊，要求均采用液压装置，且能提高板形的板厚质量。
为防止立柱内表面磨损，装有用45 号钢制成的滑板，机架窗口镶嵌工作辊平衡液压凸块，该凸块选用较好的材料（耐压），机架顶部装有上支撑辊平衡缸。 牌坊地脚装入地脚板凹口内，在凹口两侧用斜楔将轧机牌坊地脚紧固，轧机地脚螺丝穿过地脚板与轧机牌坊紧固，以增加机架刚性和稳定性。地脚板为厚钢板焊接结构。 机架材料为：
机械性能：?b ?
s2G35，
?500MPa
?280MPa
??15%
1k ??35N?m/mm2
每片机架重量约为15 吨。
机架的左右牌坊加工要求特别高，其内侧面的加工，必须保证在同一平面内，即要求，先联接左右机架，再在同一工序中加工平面。内表面的滑板加工，先紧定滑板，而后加工。具体加工方法由生产单位采用，需保证要求。
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4.3 机架强度计算
用材料力学方法计算时，为简化计算，一般做以下假设：
(1)每片机架只在上下横梁的中间断面处受有垂直力R，而且这两个力大小相等，方向相反，作用在同一直线上，即机架的外载荷是对称的。此时，机架没有倾翻力矩，机架座脚不受力。应指出：由于两个轧辊直径和速度的不同，轧制速度的变化和咬入时冲击引起的惯性力或在张力轧制方向都不垂直的。由于水平分力的数值一般较小，约为垂直分力的3%～4%，故可忽略不计。 （2）机架结构对窗口的垂直中心线是对称的，而且不考虑，由于 上下横梁惯性矩不同引起的水平内力。
（3）上下横梁和立柱交界处（转角处）是刚性的，即机架变形机 架转角仍保持不变。机架的计算简图如下：
窗口尺寸：
H?1500mm ，B?500mm
I-I、II-II、III-III 为上横梁、立柱和下横梁的危险断面。机架强度计算在只考虑轧制力作用，且上下横梁惯性相等情况下进行的。
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在轧制力F 作用下的机架弯矩图M 在单位力矩作用下的弯矩图M11
l
14II4IM??lll4??2II2I112112312Rl?l2?l33
3 =
Rl81?1?1lI2
1lI12其中：
ll1－机架横梁的中性线长度，
l ?680mm1
2 －机架立柱的中性线长度，l2 －机架上横梁的惯性矩 －机架立柱的惯性矩 －机架下横梁的惯性矩
?1840mm
III123R－作用于机架上的重直力，R?I?2P2?750?10N843
bh1233?260?24033
I?I?1hb12?12240?34012?2.995?10mm3
?7.8608?10mm84
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