（定稿）厚板轧机轧钢机机架设计（CAD图纸+毕业论文）

对于四辊轧机，可取此时取式中，工作辊支承辊直径，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，而辊颈强度近似的于其直径平方比，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。

表机架立柱断面积与轧辊辊颈直径平方的比值由表得，当轧辊材料为铸铁时，，即此时取。

机架的材料和许用应力轧钢机机架般采用含碳量为的，其强度极限，延伸率。

为了防止机架在过载时破坏，在轧辊断裂时机架要不产生塑性变形。

根据这要求，机架的安全系数为﹥式中机架的安全系数轧辊的安全系数机架材料的强度极限机架材料的屈服极限。

在般情况下，材料强度极限与屈服极限的比值近似为，为了安全起见，可将机架安全系数去为.当轧辊安全系数取为时，机架的安全系数为.。

机架强度计算轧钢机机架强度和变形计算，般可采用如下步骤将机架结构图简化成为刚架，即以机架各断面的中性轴的连线组成框架，近似的处理成直线或规整的圆弧线段，并确定求解断面的位置确定静不定阶数，如般闭式机架是三次静不定问题，需做系列假设来简化模型，降低静不定阶数确定外力的大小及作用点根据变形谐调条件，用材料力学中任种方法卡氏定理，莫尔积分法，图乘法，力法等求解静不定力和力矩根据计算截面的面积惯性矩中型轴线的位置及承载情况，求出应力和变形。

用材料力学方法计算闭式机架的强度时，为了简化计算，般做以下假设每片机架只在上下横梁的中间断面处受有垂直，而且这两个力大小相等方向相反，作用在同直线上，即机架的外负荷是对称的。

此时，机架没有倾覆力矩，机架底脚不受力。

应该指出，由于两个轧辊直径和速度的不同轧制速度的变化和咬入时冲击引起的惯性力，或在张力轧制时，轧制力方向都不是垂直的。

由于水平分力的数值般都较小，约为垂直分力的，故可以忽略不计。

只有当水平分力较大时例如，超过垂直分力的，则应考虑水平分力的影响。

机架结构对窗口的垂直中心线是对称的，而且不考虑由于上下横梁惯性矩不同所引起的水平内力。

上下横梁和立柱交界处转角处是刚性的般机架转角处的刚性都是比较大的，即机架变形后，机架转角仍保持不变。

根据上述假设，机架外负载和几何尺寸都与机架窗口垂直中心线对称，故可将机架简化为个由机架立柱和上下横梁的中性轴组成的自由框架。

如将此框架沿机架窗口垂直中心线剖开，则在剖开的截面上，作用着垂直力和静不定力矩图。

由于机架左右对称，所以力矩可由半个机架的弹性变形位能求出。

此时，截面ⅠⅠ的转角等于零，按卡氏定理式中弹性模数截面ⅠⅠ与计算截面间的机架中性线长度机架计算截面上的弯曲力矩机架计算截面上的惯性矩。

在断面处的弯曲力矩为图机架计算简图及弯曲力矩图式中作用于机架上的垂直力，垂直力相对于计算截面的力臂。

力矩的导数为将式和式代入式，并将常数取消后，得由式，可求出为如果机架简化为如图所示的矩形自由框架，则式中的函数是简单函数关系即对于机架横梁，而对于立柱，因此，为图矩形自由框架弯曲力矩图式中机架横梁的中性线长度，此处机架立柱的中性线长度，此处.机架上横梁的惯性矩，机架立柱的惯性矩，机架下横梁的惯性矩，。

式积分后，得如果假设上下横梁惯性矩相同，即时，则力矩为代入数据得根据式作力矩图时，在立柱上的弯矩为代入数据得将式代入式，则由式可看出，减小立柱的惯性矩和增加横梁的惯性矩可以部分的减少立柱中的弯矩.在求出力矩和后，可用以下公式进步求解机架的应力图。

机架横梁内侧的应力为代入数据得.。

机架横梁外侧的应力为图闭式机架中的应力代入数据得.。

机架立柱内侧的应力为代入数据得.。

机架立柱外侧的应力为代入数据得.。

式中分别为机架横梁内侧和外侧的断面系数分别为机架立柱内侧和外侧的断面系数机架立柱断面。

由于机架是轧机中最贵重和最重要的零件，必须具有较大的强度储备。

般机架的安全系数不小于，对于来说，许用应力采用下数值对于横梁对于立柱可见符合设计要求。

在式至式中，应力为压缩应力，应力和为拉伸压力应力是拉伸应力还是压缩应力，需根据计算结果确定。

根据力矩分配的条件，可以找到机架断面形状选择的原则。

常用的立柱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。

设计机架时，根据