轧机机架设计部分

§3.10 机架的基本尺寸及校核：

项目	影响因素	经验公式
窗口高度	轧辊直径，轴承座高度，轧机最大开口度和压下螺丝最小伸出量，安全或测压元件及液压缸的高度。闭式机架中，还要满足换辊时所要求的尺寸	1. = 2．对于普通四辊轧机值可以控制在以下范围=(2.6～3.5)( +)
窗口宽度	开式机架：轧辊轴承座宽度闭式机架：轧辊的最大直径	1. = + 2 2. 对于普通四辊轧机窗口宽度应控制在=（1.15～1.30） 3.对于闭式机架非传动侧窗口应比传动侧宽0.005～0.01mm
立柱截面积	机架的强度和刚度条件	1. 对于铸铁轧辊： =（0.6～0.8） 2. 对于铸钢轧辊：开坯机： =（0.65～0.8）一般轧机： =（0.8～1.0）黄泥巴烤鸡。3. 对于合金钢轧辊：四辊轧机： =（1.0～1.2）
机架与轨座连接螺栓孔间距	轧辊辊身直径和窗口的宽度	1. =(2.5～3) 式中——二辊轧机中为轧辊辊身直径，四辊轧机中为支承辊辊身直径（mm）
机架和轨座连接螺栓直径	机架承受的倾翻力矩	=0.1+（5～10）mm
轨座到地基的地脚螺栓直径	机架承受的倾翻力矩	1.轧辊直径<500mm： =0.1+10mm 2.轧辊直径>500mm： =0.08+10mm
轨座高度	空压机系统机架下横梁的位置和截面的高度尺寸	=0.5
轨座底面积	轧机的全部重量和对基础的作用力	按基础的单位承压许可值为1.5～2.0MPa确定
—轧辊、上下辊（三辊轧机）支承辊（四辊轧机）中心距（mm）； —轧辊辊颈，支承辊辊颈（四辊轧机）直径（m） —轴承和轴承座在高度方向径向厚度之和（m） —上轧辊调整距离（m） σ—考虑压下螺丝伸出机架的余量，安放测压元件或液压下时，液压缸的尺寸（m）； —支承辊(轧辊)轴承座宽度，mm； —窗口滑板厚度，一般取=20～40mm。 —工作辊辊身直径（mm）。 —支承辊辊身直径（mm）。

§3.10.1 机架的类型及结构:

轧钢机机架是工机座的重要部件，轧辊轴承座及轧辊调整装置等都安装在机架上。机架要承受轧制力，必须有足够的强度和刚度。

根据轧钢机型式和工作要求，轧钢机机架分为闭式和开式两种。

机架的作用：用来安装轧辊、轧辊轴承、轧辊调整装置和导卫装置等工作机座中全部零件，并承受全部轧制力的作用。

机架的地位：机架是轧机工作机座中尺寸和重量最大的部件，轧辊轴承和轧辊调整装置都安装在机架上，机架承受巨大轧制力的作用。

机架的类型：

1、组成：机架主要由左右牌坊、联接两块牌坊的连接梁、位于牌坊窗口内侧的滑板等零部件构成。由于牌坊是机架的主体部件，因此仅对牌坊的结构、参数和强度介绍。

2、轧机牌坊分类：闭式牌坊和开式牌坊

2.1闭口式机架的牌坊

闭式机架是一个整体框架，具有较高强度和刚度。闭式机架主要用于轧制力较大的初轧机、板坯轧机和板带轧机等。对于板带轧机来说，为提高轧制精度，需要有较高的机架刚度。对于某些小型和线材轧机，也往往采用刚度较好的闭式机架，以获得较好的轧件质量。采用闭式机架的工作机座，在换辊时，轧辊是沿其轴线方向从机架窗口中抽出或装入，这种轧机一般都设有专用的换辊装置。

闭口式机架的特点：

a、大多是整体铸造的。当牌坊尺寸和重量太大，受到铸造条件或运输条件限制时，则采用电渣焊焊成。

b、具有较高的强度和刚度。

c、主要用来轧制压力较大或对轧件尺寸要求严格的轧钢机上，如初轧机和板带轧机。

d、使用闭式牌坊的轧辊换辊时，轧辊沿轴向从牌坊的窗口中进出。

2.2开口式机架的牌坊

开式机架由机架本体和上盖两部分组成，它主要用在横列式型钢轧机上，其主要优点是换辊方便。因为，在横列式型钢轧机上如果采用闭式机架，由于受到相邻机座和联接轴的妨碍，沿轧辊轴线方向换辊是很困难的。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的联接方式。常见的上盖联接方式有五种。其中为斜楔联接最为突出。斜楔联接的开式机架，除了换辊方便外，还具有较高的刚度，故称为半闭口机架。这种机架使用效果较好，得到了广泛应用。其特点为：

a、有用螺栓、套环、销轴、立销和斜楔将上盖和U形架连接的各种方式。

b、其强度和刚度均较闭口机架差，而且加工面多，造价高。

c、主要用来大中型横列式型钢轧机。

d、其突出优点是换辊方便。

2.2.1预应力牌坊

a、是开式牌坊中的另一种典型型式；

b、半牌坊结构是国内使用较多的一种；

c、它是用液压螺母和拉杆将割分的上、下半牌坊联结而成的；

d、这种牌坊由于液压螺母在未轧钢前对牌坊已施加1.2～1.5倍轧制力的预应力，因而在轧制时可减少牌坊的变形，提高轧件的精度。

e、主要用于小型型钢轧机和线材轧机上具有明显的优势。

§3.10.2 机架的主要结构参数

机架的主要结构参数是窗口宽度、高度和立柱断面尺寸。

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。

1、机架窗口的宽度

对于闭式机架，窗口高度应稍大于支承辊最大直径，以使轴向换辊成为可能。对于开口机架，窗口宽度决定与轧辊轴承座的宽度。

四辊轧机机架窗口宽度一般为支承辊直径的1.15～1.30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

= + 2

式中 ——机架窗口宽度；

——支承辊(轧辊)轴承座宽度，mm；

——窗口滑板厚度，mm，一般取=20～40mm。

2、机架窗口的高度

取决于轧辊数目、轧辊直径、轴承座的高度、轧辊最大开口度、压下螺丝的最小伸长量、安全臼和测压元件的高度、垫板高度等因素。对于液压压下的轧机，则要考虑液压缸的安装尺寸。

机架窗口高度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。

式中 —— 两个(或四个)轧辊接触时，上、下轴承座间的最大距离，mm；

—— 安全臼或测压元件以及均压块的高度，mm；

——下轴承座底垫板厚度，mm；

——轧机换辊时的最大开口度，mm；

——机架窗口高度尺寸裕量，通常= 150～250mm。

对于四辊轧机，可取

=(2.6～3.5)( +)

式中、——工作辊、支承辊直径，mm。

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3、机架立柱的断面尺寸

机架立柱的断面尺寸是根据强度条件确定的。由于作用于轧辊辊颈和机架立柱上的力相同，而辊颈强度近似地与其直径平方()成正比，故机架立柱的断面积()与轧辊辊颈的直径平方()有关。在设计时，可根据比值ts2(/)的经验数据确定机架立柱断面积，再进行机架强度验算。根据轧辊材料和轧钢机类型，比值(/)可按表3-1选取。

表3-1 机架立柱断面积轧辊辊颈直径平方的比值（）

轧辊材料	轧机类型	比值（）	备注
铸铁		0.6～0.8
渗透印章碳钢	开坯机	0.7～0.9
渗透印章碳钢	其他轧机	0.8～1.0
铬钢	四辊轧机	1.2～1.6	按支承辊辊颈直径计算