（全日制本科毕设）厚板轧机轧钢机机架设计（全套图纸CAD哟）

对于窄而高的闭式机架，如四辊轧机等，由于水平力作用不大，较小，而却较大，要求较大，可选择惯性矩较小的近似正方形断面，实际上，般都是选择断面尺寸小些的矩形断面。

这样来，虽然立柱的惯性矩相对减小了，会增加横梁的弯曲力矩，但是，在这种轧机上，立柱的高度比横梁的长度要大得多，从立柱上节省下来的材料超过了横梁所需要增加的材料，对于减轻机架重量是有利的。

机架的变形计算机架的弹性变形是由横梁的弯曲变形和立柱的拉伸变形组成的。

由于横梁的断面尺寸较横梁的长度来说是较大的，在计算衡量的弯曲变形时，应考虑横向切力的影响，即式中机架的弹性变形由弯矩产生的横梁弯曲变形由切力产生的横梁弯曲变形由拉力产生的立柱拉伸变形。

图是由闭式机架的横梁受力图。

根据卡氏定理，由弯矩产生的两个横梁的弯曲变形为图闭式机架横梁受力图弯曲力矩及其导数可用以下公式表示经积分整理后，式为代入数据得。

式中机架材料的弹性模数，横梁的惯性矩横梁中性轴的长度横梁上的作用力，对于钢板轧机，般取为轧制力的半，即。

机架立柱中的力矩，见式。

同理，由切力产生的两个横梁的弯曲变形为剪力及其导数可用下公式表示经积分整理后，式为代入数据得。

式中机架材料的剪切弹性模数，横梁的断面面积横梁的断面形状系数，对于矩形断面，系数为.。

机架立柱的拉伸变形为代入数据得。

式中立柱中性轴的长度立柱的断面面积。

求出变形和后，可根据式计算机架的弹性变形，。

对于钢板轧机，机架允许的变形为四辊热轧机，符合设计要求。

机架刚度的计算四辊轧机工作机座的弹性变形包括轧辊系统支承辊轴承支承辊轴承座和压下螺丝间的受压零件压下螺丝和螺母以及机架等零件的弹性变形。

机座的弹性变形就等于有关零件弹性变形之和。

求出机座弹性变形后，可通过以下公式求出机座的刚度系数，即式中，机座的刚度系数轧制力机座的弹性变形。

在成品轧机中，机座刚度系数是个重要指标。

机座刚度系数愈大，机座刚度愈好而机座弹性变形愈小，可使轧件获得较高的尺寸精度，这对板带轧机尤为重要。

由于机座各零件尺寸大致有定的比例关系，般都与支承辊的直径和辊身长度有关。

因此，机座刚度系数可以近似的用支承辊直径和辊身长度来表示。

由经验可得工作机座刚度系数与支承辊直径成定的关系，且随着支承辊直径的增大，机座刚度系数也增大。

根据经验对于大型宽带钢热轧机，此时取.。

用弹性力学有限单元法计算机架的应力和变形近年来，凡是重要的机架和结构复杂的机架，在设计时都采用了弹性力学有限单元法来计算。

以这种方法代替材料力学计算方法，不但计算结果精确，还可以求出机架完整的应力场和应变场。

为获得合理的结构参数，以保证应力均匀，变形最小，还可以对机座或机架进行最优化设计。

有限单元法是根据变分原理或虚功原理求解数学物理问题的种数值解法。

般可以将机架简化为二维应力分析问题和三维应力分析问题，将弹性连续体机架离散化为有限个单元组成的集合体。

.轧机机架所用材料.图是传动侧机架的三维有限元分割模型，三维块单元数为个，节点数为个。

公称轧制力为，则单片机架受力为。

在方向的对称面上施加方向的约束，在地脚螺钉处施加方向和方向的约束限制方向模型的平动，同时承受机架的自重。

经过三维有限元计算得如图所示结果。

图传动侧机架的三维有限元分割模型图传动侧安全系数分布图图传动侧静态位移变形图图传动侧静态应变图总结轧机机架是轧制设备重要的基础部件，轧辊轴承座和轧辊调整装置以及其它装置都安装在机架上，机架直接承受轧制力。

工作时，轧制力通过轧辊轴承轴承座压下螺丝及螺母传给机架，其强度和变形直接影响设备的可靠性和产品的轧制精度，因此机架必须有足够的强度和刚度。

本文详细介绍了厚板轧机机架系统的设计过程，因为其尺寸和重量大，主要通过铸造来完成。

在机架的铸造生产制造过程中，发现有些机架的变形较大，需要重新热处理来矫正，延长了生产周期，增加了制造成本。

为解决这个问题，应采取以下措施.须严格按铸造工艺操作，在窗口内合理放置疏松层，增加砂型的退让性，减小铸件在凝固收缩时的阻力，以避免铸件在凝固时的变形，并相应减小了铸件的内应力。

.延长铸件的保温时间，铸件整体小于时打箱落砂，并执行切割冒口的工艺，从而避免铸件由于急剧冷却所造成的变形。

.机架在热处理时合理设置附耦位置，使其记录的温度能够反应铸件整体的受热情况，以保证铸件的受热均匀，避免在热处理过程中的变形。

.维修维护设备，以保证正常的工作需要。

设计难免存在不足，在设备投入生产后针对出现的具体问题进行解决，相信设备会日臻完善。

参考文献.黄华清.轧钢机械，北京冶金工业出版社刘鸿文.材料力学，第四版，北京高等教育出版社，濮良贵.机械设计，第八版，北京高等教育出版社，机械设计手册，第二版，北京机械工业出版社，孙桓.机械原理，第七版，北京高等教育出版社，周国盈.带钢精整设备，北京机械工业出版社武钢设计研究院.板带车间机械设备设计，北京冶金工业出版社陈于萍.互换性与测量技术基础，第二版，北京机械工业出版社，邓文英.金属工艺学，第四