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无缝钢管机架的结构尺寸设计
机架的结构尺寸设计
在轧制过程中，被轧制的金属作用到轧辊上的全部轧制力，通过轧辊轴承，轴承座，压下螺丝及其螺母传给机架，并由机架全部吸收，不传给地基。因此，对机架必须要求有足够的强度和刚度。
本机架采用闭式机架，机架的主要结构尺寸包括：机架窗口宽度（B）和高度（H）以及机架立柱端面尺寸。
1.机架窗口宽度B的设计
为了便与换辊，在闭式机架中，窗口的宽度B应稍大于轧辊的辊径D，而且在换辊侧的窗口宽度应大于5—10mm，通常由滑板内的厚度差来保证。
B = Bz + 2S （5-7）
式中
B ——机架的窗口宽度
Bz———支承辊轴承座的宽度
S ——窗口滑板的宽度，一般取S=20—40mm
由上式，取B=1200mm
2.机架窗口高度H的设计
机架窗口高度H主要取决于轧辊直径，轴承座高度，压下螺丝伸出量（或液压压下的油缸及有关零件的高度尺寸）和安全臼（或止推垫）短支撑等有关零件的高度尺寸，以及换辊等要求来决定。
H = H1 + H2+ H3 + S1 + S2 (5-8)
式中：
H1 —— 两个（或四个）轧辊接触时，上下轴承座之间的最大距离 单位：mm
H2—— 安全臼或测压元件及均压块的高度，mm
H3—— 下轴承座底垫板的厚度,mm
S1—— 轧辊换辊时的最大开口度，mm
S2—— 机架窗口高度尺寸裕量，mm
通过上式，取H = 3400mm
3.机架立柱断面尺寸的设计
机架立柱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，而辊径强度近似地与其直径的平方（d2）成正比，故机架立柱根据（F/ d2）的经验数据，取
F/ d2 = 0.8
则 F=0.8 d2 =980cm2 (5-9)
机架立柱断面面积对机架的刚度影响较大。在现代轧机的设计中，为了提高轧件的轧制精度，有逐渐增大立柱断面面积的趋势。在本设计中，为了保证轧机刚度，暂取F = 1500 cm2
机架立柱断面宽度375mm，厚度500mm，机架衡量宽度680mm,厚度500mm。机架材料为ZG35.其机械性能为σb≥500MPa，屈服极限σs=280MPa,延伸率δ≥15%，冲击韧性σk=35N m/mm2 ，其许用应力：在横梁中：［σ］≤5kN/cm2 = 50MPa,在立柱中：［σ］≤4kN/cm2 = 40MPa
