(5-3)
式中 、 、 -工作辊、中间辊、支承辊直径,mm。
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 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5.1选取
表5.1 机架立柱断面积与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    

钢    开坯机    0.7~0.9    
    其他轧机    0.8~1.0    
铬钢    优尔辊轧机    1.2~1.6    按支承辊辊颈直径计算
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。
尺寸位置参见图5.6 简化机架结构简图
设计步骤    设计内容    设计结果
(1)机架窗口宽度B

(2)    机架窗口高度H
(3)立柱断面尺寸F    取s=25mm,
 
操作侧的窗口宽度:B=1400mm
传动侧的窗口宽度:B=13950mm
支撑辊轴颈:d=700mm
操作侧:B=1400mm
传动侧:B=13950mm
5.3 轧机机架断面形状选择
根据力矩分配的条件,可以找到机架断面形状选择的原则。
机架立柱常用的断面形状有近似正方形、矩形和工字型三种。在断面积相同的情况下,工字型断面和矩形断面有较大的惯性矩,其抗弯能力较大,适用于宽度较大的二辊轧机。初轧机机架为了固定滑板方便,也经常选用工字型断面。
闭式机架采用惯性矩较大的工字型或矩形断面立柱,可以减少横梁上承受的弯曲力矩,使横梁断面尺寸减小。对优尔辊轧机用的窄而高的闭式机架,在水平作用力不大时,机架立柱采用近于正方形断面较为合理。虽然,近似正方形断面的惯性矩较小,会增加横梁的弯曲力矩,但是立柱的弯曲力矩也相应的减少。在这种轧机上,由于立柱高度大于横梁的长度,从立柱上省下来的材料将超过横梁所需要的材料,对于减轻机架重量还是有利的。
故在本次的课题中,机架的断面形状选近似于正方形断面。
5.4 轧机机架材料的许用应力
机架一般采用含碳量为0.25~0.35的铸钢,例如ZG270-500,其强度极限 =500~600MPa,延伸率 。
由于机架式轧机最重要的部件,必须具有较大的强度储备,一般机架的安全系数不小于10,对于ZG270-500,其许用应力为:
对于横梁
对于立柱
以上安全系数是根据以下原则确定的,即当轧辊发生过载断裂时,机架不应该发生塑性变形,这时的许用应力 可以表示为:
                                 (5-4)
式中  -机架材料的屈服极限,MPa;
      -机架的计算载荷,即轧制时轧辊辊颈传给机架的轧制力,KN;
      -轧辊达到断裂时,通过轧辊辊颈传给机架的最大轧制力,KN。
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