《材料成形机械设备》课件：机 架

《材料成形机械设备》课件：机 架

第五章 机 架 第一节 机架的形式及主要参数 一、机架的型式 闭式 开式 半开半闭 螺栓连接 销轴连接 套环连接 斜楔连接 二、机架的结构 三、机架的主要参数：窗口高度 H ，窗口宽度 B ，立柱的断面形状和尺寸 1. 窗口高度： H=A+h+d+2s+ δ A- 轧辊中心距 ( 如四辊，上下支承辊中心距） h – 上辊的调整距离 d- 辊颈的直径 s- 轴承和轴承座的径向厚度 δ – 余量， 150~250mm 对于四辊轧机 , 可取 H=(2.6~3.5)(D Z +Dg) A δ S h 2. 窗口宽度： （ 1 ）开式机架：根据轴承座的尺寸确定 （ 2 ）闭式机架：考虑换辊时在工作侧宽度略大于辊径。 ★ 两侧的窗口宽度可以不同，换辊侧可大 10mm . 3. 立柱的断面尺寸 （ 1 ）形状：正方、矩形、工字型 （ 2 ）面积： F 2 =Kd 2 K=0.6 ～ 1.2 例：四辊轧机支撑辊辊颈 K=1.2 ～ 1.6 5500 轧机 F2=9940 ㎝ 2 立柱的各种断面形状 如 2030mm 连轧机牌坊 : 立柱断面积为 5900cm 2 , 每片重约 116t 。两个牌坊用横梁焊接成刚性机架，牌坊窗口需经机械加工，其立面上安装有硬质抗磨衬板（铜滑板）而使轧辊轴承座移动顺利。 为防止轧辊侧向移动，由液压锁紧装置把轴承座固定在立柱上。牌坊顶部装设调节辊缝的液压压下缸，下部装有液压马达传动的斜楔调节装置，这样可使轧制线高度保持恒定。 牌坊结构举例 第二节 机架的材料及许用应力 一、 机架的材料 ZG25 、 ZG35 σ b ≥500MPa, σ s ≥280MPa, δ ≥15% 二、 机架的许用应力 n=10-12.5 第三节 机架的强度计算 轧钢机机架结构比较复杂，不易进行精确的强度和刚度计算。按照材料力学的方法计算机架的强度一般采用如下步骤：（ 1 ）以机架各断面中性轴连线组成框架，将机架简化成平面刚架；（ 2 ）确定外力的大小及作用点；（ 3 ）确定静不定阶数，并根据结构和受力特点简化模型，降低静不定阶数；（ 4 ）根据变形协调条件，用材力方法求解静不定力；（ 5 ）根据计算截面的面积、惯性矩和承受弯矩、拉力大小求出应力，验算强度。 强度计算的步骤 机架受力 在轧制过程中，机架的受力也是相当复杂的，通常有下面一些力作用在机架上：（ 1 ） 轧制压力 通过轧辊轴承，压下螺丝和底垫分别作用在机架的上、下横梁上；（ 2 ）坯料咬入或加、减速轧制所产生的 惯性力 作用在机架的立柱上；（ 3 ）带张力轧制时，由前、后张力差所引起的 水平力 作用在机架的立柱上；（ 4 ）异径轧制、异步轧制和单辊传动的轧制方式，由于轧制力的倾斜而产生的 水平分力 作用于机架的立柱上；（ 5 ）各种水平力所形成的倾翻力矩在机架下支撑面上所引起的 反力 。 对称力系 非对称力系 在上述各作用力中，以 轧制力 为最大，其它各力相对较小，在强度计算时，有时可以忽略它们的影响。 一般来说，求平面钢架的内力属于 三次静不定 问题。这是因为当我们把平面刚架任一处截开时，三对未知内力不可能由平衡方程确定出来。 为了简化机架强度计算，一般做以下假设： （ 1 ） 每片机架只是在上、下横梁的中间截面处作用有垂直力 P ，此两力大小相等方向相反，并作用在同一直线上。此时，由于机架外载荷对称，故不受倾翻力矩的作用； （ 2 ） 机架的形状以窗口的垂直中心线对称，且不考虑上、下横梁惯性矩的差别所引起的水平内力； （ 3 ） 上、下横梁和立柱的交界处（转角处）是刚性的，即机架形变后机架转角仍保持不变。符合上述条件的机架我们称之为简单闭式机架。 简化与假设 (1) (2) (2’) (3) (3 ’ ) 对于上横梁： 对于立柱： 根据单位力法： M