轧钢机械装备及其智能化技术 课件 第5章 轧钢机机架与工作机座.ppt

求静不定力矩M1——矩形框架假定上、下横梁等截面惯性矩为I1和I3，立柱为等截面其惯性矩为I2。对横梁：x点到I-I截面的距离y=x；对立柱：y=l/2。若上下横梁端面相同：积分后可得：求静不定力矩M1——矩形框架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。立柱上的弯矩：强度校核根据M1即可求出机架各点的弯矩，并作出机架的弯矩图。上下横梁受弯矩作用，立柱除受弯矩M2以外，还受有拉力R/2的作用，应予以合成。对于框架结构，其弯矩图规定画在受拉的面上。对于上下横梁外面受拉；对立柱，里面受拉，与拉伸应力合成后，里面所受拉力增加，外表所受压力减少。对机架其弯矩分布如右图所示。应力计算：机架横梁外侧（受拉）：σ外1=M1/W外1机架横梁内侧（受压）：σ内1=M1/W内1立柱：σ=R/2F2±M2/W2，内正外负。F2—立柱断面积，W2—立柱抗弯截面系数。强度校核立柱断面形状选择常用的立柱断面形状有近似正方形、矩形与工字形。对于高而窄的四辊轧机，常选用惯性矩较小的近似正方形截面。对于两辊轧机，其宽度相对较大,故立柱所受弯矩M2亦较大。一般选用惯性矩较大的矩形或工字形断面。工字形加工困难，但易于安装滑板。机架的弹性变形由三部份组成，即由弯矩和剪力产生的上下横梁的弯曲变形f1、f2以及立柱的拉伸变形f3，即：f=f1+f2+f35.4.2闭式机架变形计算力矩以顺时针为正：Mx=R/2*x-M2对R/2微分：代入上式并积分：由剪切力引起的上下横梁的总弯曲变形f2：式中：fs—剪切形状系数，对矩形断面fs=1.2，F1—横梁断面面积对拉伸变形：F2——立柱断面积对钢板轧机，其允许变形为：冷轧机：[f]=0.4~0.5mm热轧机：[f]=0.5~1.0mm机架在轧制过程中承受巨大的轧制力及冲击，同时机架也时轧机工作机座中价值最为昂贵的零件，所以其安全系数较高（机架的安全系数n=10~12.5）。机架一般为铸钢件，采用ZG270—500（即原ZG35），其抗拉强度极限为500MPa。5.5工作机座刚度计算1.1工作机座的刚度轧件的反作用力使工作机座中的轧辊、轧辊轴承、轴承座、垫板、压下螺丝和螺母、机架等一系列零件相应产生弹性变形。通常将这一系列受力零件产生的弹性变形总和称为工作机座或轧机的弹跳值。1工作机座刚度板厚原始辊缝轧辊中部弹性变形值机座的弹性变形值轧辊的弯曲变形除轧辊弯曲变形以外的各受力零件的弹性变形弹跳方程轧制力刚度系数1工作机座刚度机座的弹性变形值与轧制力有关。轧制力的波动，导致在一定原始辊缝下，机座的弹性变形及轧辊有载辊缝也有相应的波动。纵向厚度偏差厚度自动控制系统横向厚度偏差：板形辊型设计1工作机座刚度机座弹性变形对轧件厚度的影响低轧制力段，机座弹性变形和轧制力的关系为非线性；高轧制力段，机座弹性变形和轧制力关系趋近于线性。1工作机座刚度机座弹性变形与轧制力的关系原因零件之间存在接触变形和间隙，非线性区不稳定，换辊后有变化，特别是轧制力接近于零时的弹性变形很难精确测定。1工作机座刚度预压靠法：消除不稳定段的影响okP0gSP0fS弹性变形的可复现性，A和C完全对称，B是轧件的塑性曲线相对零位机座弹性变形量主要通过实测法1工作机座刚度轧辊压靠法1工作机座刚度轧辊压靠——接触——压下螺丝下降——工作机座产生弹性变形。绘制出Ok’l’轧制力不大时，机座弹性变形与轧制力成曲线关系——机座各零件间存在间歇和接触不均匀。轧辊压靠法物理意义：使机座产生1mm弹性变形所需的轧制力。1工作机座刚度轧制力达到一定值后，机座弹性变形与轧制力成直线关系。机座刚度系数K(kN/mm):机座弹跳方程人工零位法1工作机座刚度轧辊预压靠力P0，设定人工零位，曲线gkl为机座弹跳曲线。机座弹跳方程压力辊缝指示器实际辊缝P00-S0S00S+S0S0影响轧机刚度因素：1、采用油膜轴承，在同一轧制力下