5轧机机架.ppt

闭式机架与开式机架 闭式机架是一个将上下横梁与立柱制成一体的封闭式整休框架。闭式机架大多是整体铸造的，闭式机架具有较高的强度和刚度，故主要用于轧制力较大或对轧件尺寸要求严格的轧机，如初轧机、板带材轧机，也在质量要求较高的高速线材轧机和型材轧机上得到了广泛应用。采用闭式机架的工作机座，在换辊时，轧辊沿其轴线方向从机架窗口抽出或装入，这种轧机一般设有专用的换辊装置。 开式机架则为非整体结构的框架，由机架本体和上盖两部分连接而成。开式机架的结构型式很多，有用螺栓、套环、销轴、立销和斜楔将上盖和U型架连接的各种方式，目前应用最多的是螺栓和斜楔连接。主要用在横列式型材轧机上。开式机架的主要缺点是刚度较差，影响开式机架刚度的关键是上盖的联接方式。 螺栓连接与斜楔连接 螺栓联接的开式机架，机架上盖用两个螺栓与机架联接。这种联接方式结构简单，但因螺栓较长，受力变形较大，机架刚度较低。 斜楔联接的开式机架（半闭式机架），与上述形式的开式机架相比有以下优点： ① 由于联接件数量少、变形小，使上盖弹跳值减少。 ② 联接件结构简单，联接坚固。 ③ 机架立柱横向变形小。在打紧斜楔后，机架立柱上部被斜楔和机盖止口紧紧挤住，大大减小了立柱的横向变形。 ⑵开式机架结构 5.2.1.1 静不定力矩的计算 5.2.1.2 闭式机架的弯矩图 由机架立柱所受弯矩M2的计算公式可以看出，增加横梁的惯性矩I1，减少立柱的惯性矩I2可降低M2的值。所以现场板带轧机机架立柱采用近似正方形的立柱截面，可节省机架的材料。 5.2.1.3 闭式机架的强度校核 ②立柱即受拉、弯组合变形，其内侧的合成拉应力为： 5.2.2 二辊开式机架的强度计算 静不定力根据下面变形条件决定： 5.2.3 预应力机架的强度计算 5.2.4 机架强度计算的精确方法简介 有限单元法:把实际中的弹性连续体离散化为由有限个单元组成的集合体，按结构矩阵分析的力法或位移法求解。 光弹性实验法:由光学和弹性理论相结合对复杂零件应力分析的实验方法。 5.2.5 机架的材料及安全系数 5.3 机架的的弹性变形计算 5.3.1 机架在垂直方向的变形 5.3.2 机架在水平方向的变形 拉杆是强度计算的薄弱环节，其应力值为： 上横梁中部外缘有最大拉应力： 下横梁中部外缘有最大拉应力： 立柱的下部分外侧有最大拉应力： 图5-11 牌坊应力集中部位示意图 a-闭式牌坊；b-半闭式牌坊 闭式机架 上横梁压下螺母孔的过渡园角处（图中A点）是机架应力集中最 剧烈的部位 窗口中立柱与横梁过渡处也是机架应力集中的另一个部位。 半闭式机架 半闭式牌坊应力集中最严重的部位在楔槽转角处，当上轧制线 轧制时，上盖楔槽转 角c处应力集中最剧烈。当下轧制线轧制时，立柱楔槽转角d处应力集中最剧烈。其应力值为材料力学方 法计算值的近4倍。 牛腿根部的e点是应力集中的另一部位，其应力值为材料力学方法计算值的2倍。 机架一般采用含碳碳量为0.25％～0.40％ZG35材料，其强度极限 ＝12％～16％， 3.5×l05 N.m/m2。 ＝500～600MPa，屈服极限 280 MPa，延伸率 机架的安全系数为： 通常，铸钢材料强度极限与其屈服限的比值近似为（2～2.5）。当轧辊的 安全系数取5时，则机架的安全系数取10～12.5。对于ZG35来说，许用应力[ ] 采用以下数值： 图5-12 闭口机架变形计算示意图 a-机架变形简图；b-机架横梁的等效悬臂梁；c-机架立柱的等效悬臂梁 * 机架的类型及其结构参数 5.1 机架的强度计算 5.2 第五章 轧机机架 机架的的弹性变形计算 5.3 基本要求： 重点与难点： 了解轧机机架的类型及其结构；掌握机架强度验算 及其弹性变形计算方法，能对机架进行结构选型并提 出合理参数。 机架结构选型；机架强度校核及其变形计算。 ① 机架是轧钢机工作机座中最大的部件； ② 机架承受轴承座传来的全部轧制压力，应有足够的 强度和刚度； ③ 机架由两块牌坊＋连接梁组成。 机架特点 5.1.1 机架的类型 5.1 机架的类型及其结构参数 图5-1 机架的主要形式 a-闭式机架；b-螺栓联接；c-斜楔联接 1-U形架；2-柱楔；3-机架盖；4-联接螺栓；5-紧固螺母 5.1.2机架的结构及其主要参数 5.1.2.1 机架结构 ⑴ 闭式机架结构 图5-2 1700热轧带钢连轧机精轧机座机架 1-轨座；2、12-机架；3，10，13-螺栓；4-支持辊换辊小车；5-横梁； 6，8-键；7-滑板；9-箱形横梁；11-支持辊轴向压板；14-测压头；15-下横梁 图5-4 650型