第5章 轧钢机架 5.1 机架的类型 5.2 机架的主要结构参数 5.3 机架的结构特点  5.1 机架的类型          轧钢机机架是工作机座的重要部件，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。  §max.book118.com 机架的作用     1、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。     2、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。 §max.book118.com 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 §max.book118.com  闭口式机架的牌坊      如图5-1所示，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。    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。 §max.book118.com  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(图5-2)，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。     图5-2a是螺栓联接的开式机架，机架上盖(上横梁)用两个螺栓与机架立柱联接。这种联接方式结构简单，但因螺栓较长，变形较大，机架刚度较低。此外，换辊时拆装螺母较费时。      图 5-2b是立销和斜楔联接的开式机架，其换辊比螺栓联接较方便。      图5-2c是套环和斜楔联接的开式机架，与上述两种形式相比，取消了立柱和上盖上的垂直销孔，用套环代替螺栓或圆柱销。套环的下端用横销铰接在立柱上，套环上端用斜楔把上盖和立柱连接起来。这种结构换辊较为方便。由于套环的断面可大于螺栓或圆柱销，轧机刚性有所改善。       图5-2d是横销和斜楔联接的开式机架，上盖与立柱用横销联接后，再用斜楔楔紧。其优点是结构简单，联接件变形较小。但是，在楔紧力和冲击力作用下，当横销沿剪切断面发生变形后，拆装较为困难，使换辊时间延长。       图5-2e是斜楔联接的开式机架，与上述各种形式的开式机架相比有以下优点：1)上盖弹跳值小。由于联接件数量少、变形小，使上盖弹跳值减少。2)联接件结构简单，联接坚固。3)机架立柱横向变形小。在打紧斜楔后，机架立柱上部被斜楔和机盖止口紧紧挤住，大大减小了立柱的横向变形。      由上可知，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。    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。 §max.book118.com  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。  5.2 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B      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                 B = Bz + 2s ? 式中  B ——机架窗口宽度；        Bz ——支承辊(轧辊)轴承座宽度，mm；        s ——窗口滑板厚度，mm，一般取s=20～40mm。  2、机架窗口的高度H      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=Hl+H2+H3+S1+S2  ?式中 Hl —— 两个(或四个)轧辊接触时，上、下轴承座间的最大距离，mm；      H2 —— 安全臼或测压元件以及均压块的高度，mm；      H3 ——下轴承座底垫板厚度，mm；      S1 ——轧机换辊时的最大开口度，mm；      S2 ——机架窗口高度尺寸裕量，通常S2 = 150～250mm。         对于四辊轧机，可取          H =(2.6～3.5)(Dw+Db) 式中Dw 、 Db——工作辊、支承辊直径，mm。 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(d2)成正比，故机架立柱的断面积(F)与轧辊辊颈的直径平方(d2)有关。在设计时，可根据比值(F / d2)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(F / d2)可按表5-1选取。        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10000cm2；热轧带钢轧机的机架立柱断面积达7000cm2。     机架立柱的断面形状         a、方形断面         b、长方形断面         c、工字形断面         d、T字形断面 5.3 机架的结构特点 1．闭式机架结构      图5-3是1700热轧带钢连轧机精轧机座的机架结构图。两片机架2和
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