轧钢机机架设计
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H2——安全臼（或者球面垫）或测压元件的高度 H3——下轴承座垫板厚度 S1——轧机换辊时最大开口度 S2——机架窗口高度余量，一般S2=150~250
对于四辊轧机：
H=（2.6~3.5）(D1+D2)
其中D1、D2分别为工作辊、支撑辊直径
17
A
17
3、机架立柱断面尺寸：立柱应具有足够强度和刚度
根据强度条件确定机架立柱断面尺寸。 由于作用在辊颈与立柱中的力相同，而辊颈强度近似与其 直径平方成正比，故机架立柱断面积与辊颈直径平方有关。
10
A
10
螺栓连接
立销连接
结构简单、但螺栓较长，变形 较大，机架刚度低，换辊拆卸
费时
换辊比螺栓较方便，
其他特点一样
11
A
11
套环连接 换辊较方便，刚
度有所改善
圆销连接 结构简单，圆销在冲击 力作用下容易变形，拆
卸困难，刚度较大
12
A
12
斜楔连接 与上述各开式机架相比具有以下优点： ➢上盖弹跳小，由于连接件少，变形小 ➢连接件结构简单，连接坚固 ➢机架立柱横向变形小 ➢换辊方便
或者B=BZ+2S
式中 BZ——支撑辊轴承座宽度
S——窗口滑板厚度，一般S=20~40
16
A
16
2、窗口高度H
窗口高度取决于轧辊最大开口度、压下螺丝最小伸出端 长度、轧辊数目、辊身直径、轴承座径向尺寸以及换辊要求等。
H=H1+H2+H3+S1+S2
式中
H1——两个（或者四个）轧辊接触时上下轴承座之间 最大距离
A
凸台焊接 或者螺栓
固定
14
14
二、机架主要结构参数 机架主要结构参数：窗口宽度B、高度H、立柱断面尺寸
机架结构
15
A
15
1、机架窗口宽度B：根据轴承座尺寸确定
a 对于二辊轧机
闭式机架：B稍大于轧辊最大直径，便于换辊 开式机架：取决于轴承座的宽度，从上方吊走轧辊
b 对于四辊轧机：闭式机架
B传动侧=（1.15~1.3）D2（支撑辊直径） B操作侧=B传动侧+(5~10) 便于换辊
梁
A
20
图4-3所示
a.由两片机架2、12组成 b机架上方通过横梁9用12个M64螺栓10连接，并用键8定位 c.机架下部则通过两个横梁15用16个M64螺栓13连接 d.横梁5是支撑辊小车4的轨道底座，用16个M56螺栓与机架 下部连接，并用键6定位 e.横梁5中装有4个液压缸，升降成套轧辊组件，小车4与机架 下横梁间装有测压仪14 f.换辊侧，立柱上装有支撑辊固定压板11 g.整个机架用8个M150螺栓固定在轨座1上，两个轨座1用8个 M130地脚螺栓固定在地基上
立柱断面形状有以下几种形式：
轧制中 心线
正方形
长方形
工字形
T形
19
I最大安装
A 滑板方便
19
三、机架结构特点 1、闭式机架
1700热轧带钢连轧机精轧机座的机架
1.轨座 2、12.机架 3、10、13螺栓 4支承辊换辊小车 5横梁 6、8键 7滑板 9箱型横梁 11支承辊轴向压板 14测压仪15下横 20
此轧机正常轧制力25MN，考虑轧制不锈钢或者发生卡钢 事故等，每片机架按照承受20MN载荷设计。
21
A
21
上述机架结构特点：
机架窗口高度H与宽度B的比值达3.75，比一般轧机大 机架立柱断面采用近似方形，为节省金属，立柱宽度900，
厚度720，断面积6440cm^2 立柱内表面装有45＃滑板，防止磨损 换辊侧，机架窗口比传动侧大20 机架采用ZG35，焊接性能好，每片机架重130t，机架高
换辊，沿轧辊轴线方向从机架中抽出或者装入，需要用专 用换辊设备进行换辊。
下面看实体结构：
5
A
5
操作侧 机架
6
A
6
传动侧 机架
7
A
7
机架 装配
8
A
wk.baidu.com
8
机架辊系 装配
9
A
9
2、开式机架：有机架立柱和上盖两部分组成。
主要在横列式型钢轧机或者线材轧机上，轧辊从机架上方 吊出或者装入。
见书图5-2 几种常见开式机架结构（邹家祥）
3
A
3
一、机架类型
根据轧钢机形式和工作要求分为：闭式机架、开式机架、 焊接机架、组合机架
机架形式
a.闭式机架 b.开式机架 c.焊接机架 d.组合机架
4
A
4
1、闭式机架：具有很高强度和刚度
主要用于轧制力较大的初轧机、板坯轧机和板带轧机； 对于某些小型型钢和线材轧机，为获得较好轧件质量，也采用 闭式机架；另外多辊轧机、钢管轧机、矫直机等均采用闭式机 架。
现代机械装备设计 （上）
王重阳
1
A
1
第四章 轧钢机机架
内容：机架类型及结构、机架主要参数、机架强度计算、 闭式机架变形计算、机架材料与许用应力
掌握：机架特点、主要参数 机架强度计算、闭式机架变形计算
学时：1
2
A
2
第一节 机架类型及主要结构参数
轧机机架是轧机工作机座中尺寸和重量最大部件，其重 量占整个工作机座的45~50%。轧件作用于轧辊的全部轧制 力和水平方向张力、惯性冲击及轧辊平衡装置中平衡力等最 终都为机架所承受。机架受力后所产生的变形直接影响轧件 尺寸精度，因此机架必须具有足够的强度和刚度，另外结构 便于拆卸和换辊。正确计算和设计机架是十分必要的，安全 系数n=10~15，机架是机座中最重要部件。
设计时，可根据F/d^2的经验数据确定机架立柱断面积， 再进行强度效验，见表4-1。
轧辊材料 铸铁
普碳钢
铬钢 合金钢轧辊
机架立柱断面积与d^2关系
轧机类型
开坯机 其他轧机 四辊轧机
比值F/d^2 0.6~0.8 0.7~0.9 0.8~1.0 1.2~1.6 1.0~1.2
A
备注
按支撑辊辊颈计算
18
18
机架立柱断面尺寸对机架刚度影响很大。板带轧机为提高 轧件轧制精度，有逐渐增大立柱断面的趋势。
四辊厚板轧机立柱断面尺寸增至9000~10000cm^2，刚度 700~800t/mm； 四辊热轧带钢轧机立柱断面尺寸增至7000~08000cm^2，刚 度625t/mm； 四辊冷轧带钢轧机立柱断面尺寸增至6000~7000cm^2，刚度 600t/mm；
➢具有较高刚度故称之为半闭式机架
综上所述：开式机架刚度低，影响机架刚度和换辊速度的主 要是上盖的连接方式
13
A
13
3、机架的结构 增加
虽然机架的形式很多，但它们具有很多 共同特点，一般机架设计时要考虑以下 问题： 机架上方中部镗有装压下螺母的孔， 间隙配合 机架立柱中心线与轧辊轴承座中心线 重合，对于经常压下情况，立柱内侧装 有滑板 立柱外侧装有轴向固定装置 对现代化轧机，为换辊方便，弯辊缸 放在机架上，在机架内侧增加附加支座
对于四辊轧机：
H=（2.6~3.5）(D1+D2)
其中D1、D2分别为工作辊、支撑辊直径
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3、机架立柱断面尺寸：立柱应具有足够强度和刚度
根据强度条件确定机架立柱断面尺寸。 由于作用在辊颈与立柱中的力相同，而辊颈强度近似与其 直径平方成正比，故机架立柱断面积与辊颈直径平方有关。
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螺栓连接
立销连接
结构简单、但螺栓较长，变形 较大，机架刚度低，换辊拆卸
费时
换辊比螺栓较方便，
其他特点一样
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套环连接 换辊较方便，刚
度有所改善
圆销连接 结构简单，圆销在冲击 力作用下容易变形，拆
卸困难，刚度较大
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斜楔连接 与上述各开式机架相比具有以下优点： ➢上盖弹跳小，由于连接件少，变形小 ➢连接件结构简单，连接坚固 ➢机架立柱横向变形小 ➢换辊方便
或者B=BZ+2S
式中 BZ——支撑辊轴承座宽度
S——窗口滑板厚度，一般S=20~40
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2、窗口高度H
窗口高度取决于轧辊最大开口度、压下螺丝最小伸出端 长度、轧辊数目、辊身直径、轴承座径向尺寸以及换辊要求等。
H=H1+H2+H3+S1+S2
式中
H1——两个（或者四个）轧辊接触时上下轴承座之间 最大距离
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凸台焊接 或者螺栓
固定
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二、机架主要结构参数 机架主要结构参数：窗口宽度B、高度H、立柱断面尺寸
机架结构
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1、机架窗口宽度B：根据轴承座尺寸确定
a 对于二辊轧机
闭式机架：B稍大于轧辊最大直径，便于换辊 开式机架：取决于轴承座的宽度，从上方吊走轧辊
b 对于四辊轧机：闭式机架
B传动侧=（1.15~1.3）D2（支撑辊直径） B操作侧=B传动侧+(5~10) 便于换辊
梁
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图4-3所示
a.由两片机架2、12组成 b机架上方通过横梁9用12个M64螺栓10连接，并用键8定位 c.机架下部则通过两个横梁15用16个M64螺栓13连接 d.横梁5是支撑辊小车4的轨道底座，用16个M56螺栓与机架 下部连接，并用键6定位 e.横梁5中装有4个液压缸，升降成套轧辊组件，小车4与机架 下横梁间装有测压仪14 f.换辊侧，立柱上装有支撑辊固定压板11 g.整个机架用8个M150螺栓固定在轨座1上，两个轨座1用8个 M130地脚螺栓固定在地基上
立柱断面形状有以下几种形式：
轧制中 心线
正方形
长方形
工字形
T形
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I最大安装
A 滑板方便
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三、机架结构特点 1、闭式机架
1700热轧带钢连轧机精轧机座的机架
1.轨座 2、12.机架 3、10、13螺栓 4支承辊换辊小车 5横梁 6、8键 7滑板 9箱型横梁 11支承辊轴向压板 14测压仪15下横 20
此轧机正常轧制力25MN，考虑轧制不锈钢或者发生卡钢 事故等，每片机架按照承受20MN载荷设计。
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上述机架结构特点：
机架窗口高度H与宽度B的比值达3.75，比一般轧机大 机架立柱断面采用近似方形，为节省金属，立柱宽度900，
厚度720，断面积6440cm^2 立柱内表面装有45＃滑板，防止磨损 换辊侧，机架窗口比传动侧大20 机架采用ZG35，焊接性能好，每片机架重130t，机架高
换辊，沿轧辊轴线方向从机架中抽出或者装入，需要用专 用换辊设备进行换辊。
下面看实体结构：
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A
5
操作侧 机架
6
A
6
传动侧 机架
7
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7
机架 装配
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A
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机架辊系 装配
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2、开式机架：有机架立柱和上盖两部分组成。
主要在横列式型钢轧机或者线材轧机上，轧辊从机架上方 吊出或者装入。
见书图5-2 几种常见开式机架结构（邹家祥）
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一、机架类型
根据轧钢机形式和工作要求分为：闭式机架、开式机架、 焊接机架、组合机架
机架形式
a.闭式机架 b.开式机架 c.焊接机架 d.组合机架
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1、闭式机架：具有很高强度和刚度
主要用于轧制力较大的初轧机、板坯轧机和板带轧机； 对于某些小型型钢和线材轧机，为获得较好轧件质量，也采用 闭式机架；另外多辊轧机、钢管轧机、矫直机等均采用闭式机 架。
现代机械装备设计 （上）
王重阳
1
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1
第四章 轧钢机机架
内容：机架类型及结构、机架主要参数、机架强度计算、 闭式机架变形计算、机架材料与许用应力
掌握：机架特点、主要参数 机架强度计算、闭式机架变形计算
学时：1
2
A
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第一节 机架类型及主要结构参数
轧机机架是轧机工作机座中尺寸和重量最大部件，其重 量占整个工作机座的45~50%。轧件作用于轧辊的全部轧制 力和水平方向张力、惯性冲击及轧辊平衡装置中平衡力等最 终都为机架所承受。机架受力后所产生的变形直接影响轧件 尺寸精度，因此机架必须具有足够的强度和刚度，另外结构 便于拆卸和换辊。正确计算和设计机架是十分必要的，安全 系数n=10~15，机架是机座中最重要部件。
设计时，可根据F/d^2的经验数据确定机架立柱断面积， 再进行强度效验，见表4-1。
轧辊材料 铸铁
普碳钢
铬钢 合金钢轧辊
机架立柱断面积与d^2关系
轧机类型
开坯机 其他轧机 四辊轧机
比值F/d^2 0.6~0.8 0.7~0.9 0.8~1.0 1.2~1.6 1.0~1.2
A
备注
按支撑辊辊颈计算
18
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机架立柱断面尺寸对机架刚度影响很大。板带轧机为提高 轧件轧制精度，有逐渐增大立柱断面的趋势。
四辊厚板轧机立柱断面尺寸增至9000~10000cm^2，刚度 700~800t/mm； 四辊热轧带钢轧机立柱断面尺寸增至7000~08000cm^2，刚 度625t/mm； 四辊冷轧带钢轧机立柱断面尺寸增至6000~7000cm^2，刚度 600t/mm；
➢具有较高刚度故称之为半闭式机架
综上所述：开式机架刚度低，影响机架刚度和换辊速度的主 要是上盖的连接方式
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3、机架的结构 增加
虽然机架的形式很多，但它们具有很多 共同特点，一般机架设计时要考虑以下 问题： 机架上方中部镗有装压下螺母的孔， 间隙配合 机架立柱中心线与轧辊轴承座中心线 重合，对于经常压下情况，立柱内侧装 有滑板 立柱外侧装有轴向固定装置 对现代化轧机，为换辊方便，弯辊缸 放在机架上，在机架内侧增加附加支座