轧钢机机架设计70页PPT

机架的热处置
• 一.铸钢机架的热处置 • 铸钢件普通都要经过热处置。热处置的目
的是为了消除铸造内应力和改善力学性能。 铸钢机架的热处置方法普通有正火加回火， 退火、高 温分散退火和焊补后回火等。
• 二.铸铁机架时效处置
• 时效处置的目的是在不降低铸铁力学性能 的前提下，使铸铁的内应力和机加工切削 应力得到消除或稳定，以减少长期运用中 的变形，保证几何精度。
焊接和机械加工。
• 6.构造便于安装、调整及修缮。 • 7.导轨面受力合理、耐磨性良好。 • 8.外型好。
• 三.设计步骤
• 1.初步确定机架的外形和尺寸
• 2.常规计算
• 利用资料力学、弹性力学等固膂力学实际和计算 公式，对机架进展强度、刚度和稳定性等方面的 校核。
• 3.有限元静动态分析、模型实验〔或实物实验〕 和优化设计。
• 4.制造工艺性和经济性分析。
机架的常用资料
• 资料的选用，主要是根据机架的运用要求。 多数机架外形较复杂，故普通采用铸造。 由于铸铁的铸造性能好、价廉和吸振才干 强，所以运用最广。焊接机架具有制造周 期短、分量轻和本钱低等优点，故在机器 制造业中，焊接机架日益增多。
• 一.铸造机架常用资料 • 1.铸铁 • 铸铁流动性好，体收缩和线收减少，容易获得
外形复杂的铸件。铸铁的内摩擦大、阻尼作用 强，故动态刚性好。另外还有切削性能好、价 钱廉价和易于大量消费等优点。铸铁主要 有灰 铸铁、球墨铸铁。 • 2.铸造碳钢 • 铸钢的弹性模量大，强度也比铸铁高，故用于 受力较大的机架。由于钢水流动性差，在铸型 中凝固冷却时体收缩和线收缩都较大，故不宜 设计复杂外形的铸件。 • 3.铸造铝合金 • 铝合金密度小、分量轻，经过热处置强化，具 有足够高的强度、较好的塑性，良好的韧性。

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47
5S活动的推行步骤
3 培训与宣传
1．5S运动的目的； 2．整理、整顿、清扫、清洁和教养的正确含义； 3．推进5S运动的方法； 4．把握效果的方法等。
4 执行
树立样板单位的办法 分阶段或分片实施的办法 实5S文明区域责任制的办法
5 监督
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开展整理活动技巧
1、对象：主要在于清理现场被占有而无效用的“空间” 2、目的：清除零乱根源，腾出 “空间”，防止材料的误用、误送，
操作在什么时间干？ ④执行考核细则，即每项操作怎么干和
干到什么程度？
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20
岗位操作规范的编制原则
1．科学性 2．系统性 3．实践性 4．先进性 5．动态性
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岗位操作规范的编制程序和方法
一般要经过宣传教育、岗位责任分解、工 作研究（包括方法研究和时间研究）、 时间序列分解、编制初稿、试行验证、 确定岗位操作规范等步骤。
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22
现场管理的重点内容及特征
（一）作业调度 （二）能源材料管理 （三）质量安全管理 （四）生产技术管理 （五）经济核算管理 （六）劳资定额管理
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23
强化管理生产现场的基础工作
（一）信息工作
– 1．原始凭证 – 2．台账 – 3．统计分析
（二）规章制度
– 1．责任制度 – 2．技术标准和技术规程
创造一个清晰的工作场所
3、整理主要区域：工作场所 4、实施方法
对工作现场进行全面检查，划分需要与不需要的物品； 决定需要的物品的数量； 处理不需要的物品。
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49
开展整理活动的要领
⑴、对自己的工作场所(范围)全面检查,包 括看得到和看不到的

5——1
E——材料的弹性模量，x——计算截面与I——I截面间 中性线长，Mx——计算截面x点的弯矩，Ix——计算截面x 点的惯性矩。
7
假设弯矩的正方向——以顺时针为正。则在计算截面x 点的弯矩为：
R Mx y M 1 2
将上式对M1求导数，可得出：
代入5——1式：
Mx / M 1 1
这里介绍材料力学方法
1、基本假设 • 对称性——它反映在以下两个方面：
4
结构上的对称性——左右对称。
受力即载荷上的对称性——同样为左右对 称。 为简化计算，假设水平力很小可忽略不计。 • 机架的刚性很大，其交接处的转角变化可忽略 不计。 • 根据以上假设，将机架沿 I——I 截面剖开，即 可得出简化的相当系统。在 I——I 截面上作用有 R/2的垂直作用力（R实际是作用在一片机架上的 轧制力，对板带轧机而言，R应为总轧制力的一 半）与剖开后暴露出的内力矩M1（即所求的未 知静不定力矩）。
dx y R dx R Ix ( y M 1) 0 M1 2 Ix 2 dx L Ix
5——5
8
机架为简单框架受力与简化
9
A、简单框架——矩形框架
假定其上下横梁截面相等，即I1=I Nhomakorabea，立柱为等截面其惯 性矩为I2。 对横梁：x点到I——I截面的距离y=x；对立柱：y=l/2,可 以解出；
二、闭式机架的变形计算
机架的弹性变形由三部份组成，即由弯矩和剪力产生的 上下横梁的弯曲变形f1，f2以及立柱的拉伸变形f3，即： f=f1+f2+f3 由材料力学可知，横梁由弯矩和剪力引起的变形计算可 由卡氏定理计算。设上下横梁惯性矩相等（I1），则由弯 矩产生的上下横梁的总的弯曲变形f1为：

轧机牌坊
轧机牌坊是型钢轧机的重要组成部分 轧机牌坊的作用是支撑和固定轧辊 轧机牌坊的材质和结构设计对轧辊的稳定性和轧制效果有重要影响 轧机牌坊的维护和保养对轧机的正常运行至关重要
轧机轴承
作用：支撑轧辊， 保证轧辊的稳定 运行
结构：包括滚动 轴承、滑动轴承 等
特点：耐磨、耐 高温、耐腐蚀
维护：定期检查、 润滑、更换
企业背景：某钢铁企业，年产量100万吨
改造原因：提高生产效率，降低能耗
改造方案：采用新型型钢轧机，优化生产工艺
改造效果：生产效率提高20%，能耗降低15%
经验总结：技术创新是企业发展的关键，持续改进是提高竞争力的有 效途径
案例启示与经验总结
案例背景：某钢铁公司型钢轧机生产线 问题分析：生产效率低下，产品质量不稳定 解决方案：优化生产工艺，提高设备性能 经验总结：加强设备维护，提高生产效率，确保产品质量
THEME TEMPLATE
感谢观看
新材料的应用
碳纤维复合材料：高强度、轻 量化、耐腐蚀
纳米材料：提高耐磨性、耐热 性、耐腐蚀性
智能材料：自修复、自适应、 自调节
环保材料：可降解、可回收、 无污染
节能减排与环保技术
节能技术：采用高效电机、变频器等节能设备，降低能耗 减排技术：采用废气处理、废水处理等环保技术，减少污染物排放 环保技术：采用绿色材料、环保工艺等环减排与环保技术将成为型钢轧机发展的重要方向
THEME TEMPLATE
20XX/01/01
型钢轧机PPT 课件大纲
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CONTENTS
单击添加目录项标题 型钢轧机概述
型钢轧机的主要结构 型钢轧机的操作与维护 型钢轧机的发展趋势与未来展望

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1. 概述
1.1. 轧钢生产
轧钢车间的产品:图片 ❖板带材：横截面远小于长度且厚度尺寸远
小于宽度尺寸的矩形断面钢材。
h: 0.001-0.2mm－箔材，0.2-4mm－薄板， 4-20mm－中板 20-60mm－厚板， ＞60－特厚板；
b: 20-60mm－－2800mm－－5000mm h,b组合（板带材规格）：＞5000， b/h：达10000以上。
轧钢机的标识：
❖ 型钢轧机：以轧辊名义直径（或齿轮座人字齿中心距）标识，如650轧 机，1150轧机等；
❖ 板带轧机：以辊身长度（由产品最大宽度确定）标识，如1700轧机， 2500轧机等；
❖ 钢球、钢管轧机：以所轧产品的最大外径标识，如76钢管轧机，140 钢管轧机等；
❖ 机组：以生产线上的最后成品机架标识，如350小型型钢机组。
01讲 02讲 03讲 04讲 05讲 06讲
07讲 08讲 09讲 10讲 11讲 12讲
13讲 14讲 15讲 16讲 17讲 18讲
19讲 20讲 21讲 22讲 23讲 24讲
课间或返回请点击相应控件：次课再见
图片
15.05.2020
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1. 概述
1.1. 轧钢生产
轧钢车间的产品:
❖线材： ＞9mm－－棒材 5＜ ＜9mm－－线材
图片
＜5mm－－丝材
15.05.2020
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1. 概述
1.1. 轧钢生产
轧钢车间的产品: ❖型钢： 简单断面：方钢，圆钢，角钢等 图片1 复杂断面：工、H、Z、T字钢等 ❖特殊钢：车轮，轮箍，丝杆，钢球等

Thank you
文 家 。汉 族 ，东 晋 浔阳 柴桑 人 （今 江西 九江 ） 。曾 做过 几 年小 官， 后辞 官 回家 ，从 此 隐居 ，田 园生 活 是陶 渊明 诗 的主 要题 材， 相 关作 品有 《饮 酒 》 、 《 归 园 田 居 》 、 《 桃花 源 记 》 、 《 五 柳先 生 传 》 、 《 归 去来 兮 辞 》 等 。
1
0
、
倚
南
窗
以
寄
傲
，
审
容
膝
之
易自卑都表示心灵的最软弱无力。——斯宾诺莎 7、自知之明是最难得的知识。——西班牙 8、勇气通往天堂，怯懦通往地狱。——塞内加 9、有时候读书是一种巧妙地避开思考的方法。——赫尔普斯 10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。——笛卡儿
轧钢机械ppt全
6
、
露
凝
无
游
氛
，
天
高
风
景
澈
。
7、翩翩新 来燕，双双入我庐 ，先巢故尚在，相 将还旧居。
8
、
吁
嗟
身
后
名
，
于
我
若
浮
烟
。
9、 陶渊 明（ 约 365年 —427年 ），字 元亮， （又 一说名 潜，字 渊明 ）号五 柳先生 ，私 谥“靖 节”， 东晋 末期南 朝宋初 期诗 人、文 学家、 辞赋 家、散

轧 钢 机 械
许勇 2006
1
©xuyong
第五章：机架
§1 概述 一、轧制工艺对机架的要求
机架在轧机中是永久件，无机架备件。 1、确保足够的强度； 2、确保足够的刚度； 3、在满足强度和刚度的前提下，应具有合理的
结构。 • 三个主要参数：H、B、S • 轧辊断裂时的载荷作为机架的最大载荷，此时
机架不允许产生塑性变形。
2
©xuyong
第五章：机架
§1 概述
3
©xuyong
§1 概述
二、机架计算的思路 1、将机架简化成数学模型； 2、确定外力的大小、作用点； 3、分析框架属于几次静不定问题； 4、求弯矩方程； 5、合理地选择许用应力。
4
©xuyong
§1 概述
三、机架受力分析 1、简单轧制 2、带张力轧制 3、单辊驱动（下辊）
©xuyong
M1
M2
6
§2 闭式机架的应力及变形计算
二、变形计算 f = f1+f2+f3
其中： • f1是在横梁上弯矩所产生的弯曲变形； • f2是在横梁上剪力所产生的弯曲变形； • f3是在立柱上拉力所产生的拉伸变形； 要求： f [ f ]
7
©xuyong
§3 机架的安全系数
一、机架的设计原则 在轧辊断裂时，机架不允许产生塑性变 形，即机架允许承受的载荷是轧辊断裂 是的载荷。
P R T R

©xuyong
R R
Py
Px
Px
Py
5
§2 闭式机架的应力及变形计算
一、应力计算
是一个三次静不定问题
• 上下横梁： 内= -M1/W内 外= M1/W外
• 立柱： 内= M2/W内+R/(2F2) 外= -M2/W外+R/(2F2)

f=f1+f2+f3 由材料力学可知，横梁由弯矩和剪力引起的变形计算可 由卡氏定理计算。设上下横梁惯性矩相等（I1），则由弯 矩产生的上下横梁的总的弯曲变形f1为：
f 1
2
l1/ 2
Mx
Mx
dx
EI1 0 (R / 2)
16
设力矩以顺时针为正：Mx=R/2*x-M2 对R/2微分：＞＞
Mx x (R / 2)
35
代入上式并积分：
f 1 l12 ( Rl1 M 2 ) EI1 24 4
17
由剪切力引起的上下横梁的总弯曲变形f2：
f2
2 fs GF1
l1 / 2
Qx
0
Qx (R / 2)
dx
Qx
R/
2
Qx (R / 2)
1
f2
fs
Rl1 2GF1
式中：fs——剪切形状系数，对矩形断面fs=1.2
对拉伸变形：
23
•加载——在受力部位加入外力，可以是集中力，分布 力；也可以是惯性力重力等。 • 求解——这一步包括形成方程的系数阵并根据边界条 件对方程进行变换。每一个未知量对应于一个方程， 弹性力学有限元分析最终是求解一个大型的线性方程 组。 • 后处理——根据求得的节点位移变换得出单元的变形 及应力并以图形方式显示。应用程序可对结果进行各 种处理及比较，如改变其几何形状并进行优化设计等。
dx Ix
0
M1
R 2
y
dx Ix
dx Ix
5——5
8
机架为简单框架受力与简化
9
A、简单框架——矩形框架
假定其上下横梁截面相等，即I1=I3，立柱为等截面其惯 性矩为I2。

轧钢机机架
第四章 轧钢机机架
轧钢机机架
轧钢机机架
轧钢机机架
轧钢机机架
轧钢机机架
轧钢机机架
轧钢机机架
第一节 机架的类型与主要结构参数
1、机架的类型 2、机架的主要参数
轧钢机机架
一、机架的类型
承受巨大的轧制力、瞬间冲击力，另外轧辊系统、 压下与平衡系统都安装在机架上。 要求轧钢机机架必须具有足够的强度与刚度。
1、闭式机架。闭式机架是 一个整体框架，具有较高 的强度和刚度。主要用于 轧制力较大的初轧机、板 坯轧机和板带轧机等。对 于某些小型和线材轧机， 为了提高轧件轧制精度， 也往往采用闭式机架。
a）闭式机架 图4-1 机架形式 b）开式机架 c）焊接机架 d）组合机架
轧钢机机架
2、开式机架。开式机架是由机架本体和上盖两部分组成， 主要用于横列式型钢轧机，其主要优点是换辊方便，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连接方式。
B Bz 2s
轧辊轴承座的宽度
窗口宽度
窗口滑板的厚度， 20～40mm
轧钢机机架
2、窗口高度的确定
H H 1 H 2 H 3 S1 S 2
两个（或四个）轧辊接触时， 安全臼(jiu)或测压元件以及均压 上下轴承座之间的距离 块的厚度
下轴承座垫板厚度
机架窗口高度余量
上下轧辊开口度
M1 M 2
轧钢机机架
2、水平力引起的倾翻力矩
2M R Mhmax c D
轧钢机机架
3 支座反力及地脚螺栓的强度计算
b
G R1 b 2 MQ G R2 b 2 R (1.2 ~ 1.4) R1
MQ
轧钢机机架

•精选ppt
按照轧机布置形式分为横列式、纵列式、布棋式和连续式。
各种轧机的轧辊的公称直径及产品规格范围如表4-2所示。
轧机 种类
轨 梁 、 大 型 轧 机
中 小 型 轧 机
线 材 轧 机
表4-2 型钢轧机分类
轧机型式
轧辊公称直径（mm ）
产品范围
万能钢梁轧机
横列式大型、轨梁轧机
跟踪式大型轧机
横列式中型轧机
目前，用孔型法生产型材的孔型系统设计，经验因素尚占重要地位。 这种生产方法需在轧辊上车削轧槽，轧槽都存在斜度，目的是使轧件易 于正确进入孔型，又有利于轧件脱槽；并且，使轧辊重磨后能恢复孔型 原有尺寸，延长轧辊的使用寿命，另外，侧壁斜度大，侧压量大，有利 于轧件的延伸；但轧槽的斜度就使得用孔型法无法生产出内外侧平行的 经济断面型材，特别是刻槽深度受轧辊强度的限制，宽翼缘的工字钢亦 无法生产。
表 4-1 常见的型钢规格范围
序号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11
名称 方钢 圆钢 六角钢 扁钢 等边角钢 不等边角钢 工字钢 槽钢 H型钢 轻轨 重轨
规格定义法 按边长，毫米
•精选ppt
按直径，毫米 按对边距离，毫米 按宽度×厚度，毫米 按腿长的厘米数称号 同上 按高度的厘米数称号 同上 按腰高×腿宽，毫米 按1米长的重量称号，公斤 同上
孔型；l、T字形孔型
孔型轧制法的优缺点
孔型法轧制所采用的孔型都是由一对轧辊上刻槽所组成的，所以在同 一孔型中，轧辊直径有明显的变化，这样，轧槽内沿轧辊直径方向各点 的线速度有明显的差异，尤其是轧•精制选异ppt型断面型材时，使用闭口孔型或 对角孔型，速度差更大，并且型材的形状不对称，压下量分配不均匀， 使得孔型内金属产生附加流动，导致轧制能耗增加，孔型局部磨损严重 。

300吨重的唐钢 3.5m精轧机传动侧 “牌坊”
《材料工程设备》 讲授人：张正富
我国生产的最大轧机牌坊
《材料工程设备》 讲授人：张正富
5米精轧机机架
《材料工程设备》 讲授人：张正富
6辊轧机牌坊
20辊、12辊轧机牌坊
《材料工程设备》 讲授人：张正富
工作机座的骨架.
用来安装轧辊、轧辊轴承座、轧辊调整装臵、导卫装臵、换辊及冷
进一步简化成悬臂支架,上横梁中央截面作用有P1/2和静不定力矩M0 .
M0计算简图及机架弯曲力矩图
《材料工程设备》 讲授人：张正富
取半结构的方法(静不定系统)
奇数跨刚架承受正对称荷载 结构只产生正对称的内力和位移. 故在对称轴处截面上的剪力为零,且该 点处的水平位移和该截面的转角均为零.
若上下横梁截面相等,即I1=I3 ,则
l1 l 2 Pl1 2 I1 I 2 M0 1 4 l1 l2 I1 I 2
式中, l1、l2为机架横梁和立柱的轴线长度(mm);
I1、I3、I2分别为机架上、下横梁和立柱截面的
惯性矩(mm4)。
《材料工程设备》 讲授人：张正富
7.2.1.2 闭式机架的弯矩图
《材料工程设备》 讲授人：张正富
（2）开式机架结构
斜楔连接开式机架应用较多. 另一种典型形式是预应力机架.
用液压螺母和拉杆连接剖分的上、下半牌坊.
轧前, 液压螺母已对牌坊施加约1.2～1.5倍轧制力的预应力;轧制 时可减少牌坊变形,提高轧机刚度.
用于小型型钢轧机、线材轧机上具有明显优越性。
故,机架结构和受力都以垂直中心线为对称.
将机架沿垂直对称轴剖开,得到两个结构和载荷完全相同的半机架.

8
2、机架开口高度 H 对于不同的轧机其开口高度H取值不同。主要取决 于：轧辊的中心距、最大开口度、轧辊轴承座高度、 压下螺丝的伸出长度和垫板（球面垫）的高度，必要 时还要考虑换辊的要求。 对于四辊轧机，其窗口的开口高度H可由下式确定： H=(2.6~3.5)(Dw+Db)
9
轧钢机机架窗口的开口尺寸
24
5
横列式轧机
6
开式机架的五种不同类型
7
二、机架的主要结构参数
机架的主要结构参数指机架窗口尺寸（窗口高及宽）、 立柱断面尺寸。 1、机架宽度 B • 闭式机架——由于闭式机架只能从侧向换辊，其机架开 口宽度必须大于轧辊的最大直径Dmax。对四辊轧机为换辊 方便，其换辊侧（操作侧）开口宽度应比驱动侧宽5—— 10mm；其窗口宽为支承辊直径的1.3~1.5倍。由于机架内侧 与支承辊轴承座之间通常安装有滑板，在设计时，机架开 口宽度还应考虑（加上）滑板的厚度。 • 开式机架——决定于轧辊轴承座的宽度，同样也要考虑 机架内侧的耐磨滑板的厚度。（其开口大小与轧辊直径无 关）
11
三、机架的结构特点
1、闭式机架的结构 闭式机架通常用于强度、刚度要求高的初轧、板带轧机；其 典型设备是1700四辊轧机。 最大轧制力为25MN，考虑到轧制 不锈钢及发生卡钢事故等情况，单片机架按承受最大轧制力 20MN设计。
12
•
1700 四辊轧机精轧机架
左右两片机架通过上下连接梁连接成一 体，并通过轨座固定在地基上。机架上横 梁中部加工有安装压下螺母的镗孔。每片 机架130吨，机架总重327吨，其主要特点 是： • 高而窄——立柱采用近似正方形的截面 920*700，截面积F=6440cm2。机架材料 采用强度及韧性均较好的铸钢 ZG270-500 (老牌号为ZG35)。 • 采用液压平衡——平衡缸采用八缸式结 构。

2. 滑动轴承 半干摩擦 液体摩擦：静压、动压、静-动压
轧钢机械设计理论
重点
▪ 钢板二辊轧机轧辊强度计算的特点 ▪ 钢板四辊轧机轧辊强度计算的特点
轧钢机械设计理论
第六讲
轧钢机械设计理论
• 轴承处支反力通过压下螺丝中心线
轧钢机械设计理论
第八讲
2. 有槽轧辊的强度计算（型钢轧机） 特点： 辊身：只计算弯曲应力σw 辊颈：计算σw和扭转切应力τ 辊头：只计算τ
轧钢机械设计理论
第八讲
R1 Mf/2
1 Mz
P
P
R1 x
1 a
2 c
R2
Mf/2
MK
MK 2 R2
Mw
轧钢机械设计理论
第八讲
第八讲
Mz′
Mf/2 3
2
2 P/2 c2
3 L
l0
MK Mf/2 q
MK 1
1 c1 P/2
轧钢机械设计理论
Mw 第八讲
接触应力
max
2q b
2qD1 D2 2 K1 K2D1D2
qr1 r2 2 K1 K2 r1r2
max
0.637q
b
其 中 ： b1.52
qr1r2
Er1r2
qP L
梅花轴头万向轴头轴头型式圆柱形轴头带平台轴头第八讲带键槽轴头轧钢机械设计理论梅花轴头第八讲轧钢机械设计理论带键槽轴头第八讲轧钢机械设计理论圆柱形轴头第八讲轧钢机械设计理论带平台轴头第八讲轧钢机械设计理论二轧辊的尺寸参数轧辊名义直径d第八讲辊身长度l辊颈直径d辊颈长度轧辊名义直径d和辊身长度l1初轧机和型钢轧机型钢轧机以齿轮座的中心距作为轧辊名义直径工作直径d
轧辊名义直径
L