机架设计1218解读

太原科技大学课程设计

机械工程学院

课程设计任务书

专业班级：

设计人同组人：

设计题目：万能轧机机架设计

设计参数：Q235 D=500mm D=850mm 最大轧制力bW

设计要求：通过本课程设计使学生了解轧钢机机架的结构及类型；熟悉轧钢机机架的主要结构参数；掌握轧钢机机架的强度校核方法及变形计算方法，为毕业设计及今后从事相关的专业打下必要的基础。设计内容包括：1）主要结构参数的确定；2）机架强度校核；3）机架变形计算； 4）计算机绘制相关图纸；5）

撰写说明书。

设计时间： 2014 年 12 月 15 日至 2015 年 01 月 02 日

设计人(签字)

指导教师(签字)

教研室主任（签字）

附注：本课程设计任务书由学生附入设计说明书内。

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摘要

机架是轧机的主要承载部件之一，其力学性能直接影响产品的质量、轧制控制系统的精度和轧机的使用寿命。本课程主要研究初轧机机架，首先介绍机架的类型、主要结构参数和结构特点，然后通过计算机架的强度、刚度和变形来对机架进行校核，并对机架的受力做了分析使其满足使用要求。

关键词：初轧机机架变形刚度强度

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目录

摘要 (1)

目录 (3)

第一章绪论 (4)

1.1万能轧机的介绍 (4)

1.2机架的主要结构参数 (5)

1.3机架的结构特点 (7)

第二章轧机机架强度和刚度计算 (9)

2.1轧钢机机架的强度和变形的计算步骤 (9)

2.2机架的设计计算 (9)

结论 (19)

参考文献 (20)

致谢 (21)

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第一章绪论 1.1万能轧机的介绍万能轧机1.1.1其四个辊的轴线在一个平万能轧机是由一对水平辊和一对立辊组成主机架，，可对轧件进面内，水平辊为主动辊，立辊为从动辊（有的轧机立辊也可驱动）。行四面加

工，并由二辊水平轧机做辅助机架（轧边机）[1]1.1.2万能轧机的用途型钢、

钢轨、工字钢、槽钢、钢万能轧机主要用来轧制各类型钢，例如：H型钢、不等边角钢等各种类型的型钢，因其适用于多品种钢材LU型钢、板桩、轧制，故而得名“万能轧机”。[3]

1.1.3万能轧机的优点由于可对钢轨头部和与常规轧制法相比，万能轧机轧

制钢轨具有如下优点：可底部进行直接压下，对钢轨性能非常重要的头部与底部的加工硬化效果增大，可以施加比较均匀的压下力通过轧制工序的各个部分，以得到良好的材料质量；可获钢轨的轨底背部不发生缺陷，而得到均匀的变形，从而得到高质量的钢轨；可以保证产品良得平坦度及垂直度良好的钢轨；由于能够减轻轧辊局部的摩擦，好的表面性能；轧辊的孔型设计方法得到简化，新精轧管产品开发周期得以缩短。

1.1.4机架的种类

10 闭式机架结构及简图3 图—开式机架

开式机架由机架本体和上盖两部分组成，如图3-11，它主要用在横列式型钢在横列式型钢轧机上如果采用闭式机架，因为，其主要优点是换辊方便。轧机上，太原科技大学课程设计

由于受到相邻机座和连接轴的妨碍，沿轧辊轴线方向换辊是很困难得。采用开式机架，只要拆下上盖，就可以很方便地将轧辊从上面吊出或装入。开式机架主要缺点是刚度较差。影响开式机架刚度和换辊速度的主要关键是上盖与U型架体的连接方式。常见的上盖连接方式有四种。[2]

（a）螺栓连接 (b)套环连接 (c)销轴连接 (d)斜楔连接

图3-11 机架上盖连接方式

因机架重量大、制造复杂，一般给予很大的安全系数，并作为永久使用的不更换零件来设计。本次设计中选用闭式机架。

1.1.5万能轧机的发展方向

目前的万能轧机向着一机多用的方向发展，即轧机既可生产型钢，又可以生产轨梁及异型断面钢材。下面就几种典型的万能轧机做一些介绍。该万能轧机的水平辊多采用四辊轧机。其工作机座包括：压下装置、平衡装置、轧辊轴承及轴承座、轧辊、机架和主传动装置。水平轧辊的装置与一般的二辊式、四辊式轧机基本相同。

立辊是用来挤压钢坯表面氧化铁皮，控制板坯宽度，以保证轧件宽度准确，轧制齐边钢板。同时减少了轧件翻钢次数，节省轧制时间。立辊特点：轧辊的辊身较短，当轧件厚度小于1500mm 时，轧辊通常做成悬臂式，但当坯料厚度较大，或采用钢锭作为原料时，考虑到轧制力很大的情况下才做成非悬臂式。在热带钢连轧车间内，立辊机座是用来从侧面压缩板坯，保证带钢侧边质量和调节带钢宽度规格，在初始道次，还起破鳞作用。

根据不同的使用要求，立辊可安设在独立的工作机架上，也可以和水平辊合拼在一个机座上。把立辊和水平辊机座合拼为一个机座称为万能机座。该万能机座的立辊，洗矿机一般都安设在水平辊的前面。按立辊的传动型式，可分为下传动的立辊和上传动的立辊。按结构可分悬臂式和框架式立辊。

1.2机架的主要结构参数

机架的主要结构参数是窗口宽度、高度和立柱截面尺寸。．

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在闭式机架中，机架窗口宽度应稍大于轧辊最大直径，以便于换辊；而开式机架

窗口宽度主要决定于轧辊轴承座的宽度。

四辊轧机机架窗口宽度一般为支承辊直径的1.13~1.30倍。为换辊方便，换辊侧的机架窗口应比传动侧窗口宽5~10mm，亦可表示为

s?B?B z式中——机架窗口宽度；B——支撑轴（轧辊）轴承座宽度，mm；B z S——窗口滑板厚度，mm，一般取s=20~40mm。

机架窗口高度H主要根据轧辊最大开口度、压下螺丝最小伸出端（至少有2~3扣螺纹长度），以及换辊等要求确定。

H=H+H+H+S+S2

1321式中H—两个（或四个）轧辊接触时，上、下轴承座间的最大距离，mm；1 H——安全臼或测压元件以及均压块的高度，mm； 2

H——下轴承座底垫板厚度，mm； 3

S——轧机换辊时最大开口度，mm；1

S——机架窗口高度尺寸裕量，通常S=150~250mm。 2 2

对于四辊轧机，可取

D+D）2.6~3.5）（H=（b w D D——工作辊、支承辊直径，mm。式中b、w

由于作用于轧辊辊颈和机架立机架立柱的断面尺寸是根据强度条件确定的。）成正比，故机架立柱的断柱上的力相同，而轧颈强度近似地与其直径平方（d2）的F/d）与轧辊辊颈的直径平方（Fd）有关。在设计时，可根据比值（面积（22根据轧辊材料和轧钢机类再进行机架强度验算。经验数据确定机架立柱断面积，选取。）可按表型，比值（F/d12

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表1 机架立柱断面积与轧辊辊直径平方的比值

机架立柱断面尺寸对机架刚度影响较大。在现代板带轧机上，为了提高轧件的轧制精度，有逐渐加大立柱断面的趋势。厚板轧机机架立柱断面积已增至22。；