【正文】 圖41a,b）、焊接式（圖41c）、組合式（圖41d）也稱為裝配式。其中，整體式在實際應(yīng)用中是最為廣泛的，只要在條件許可的條件下都盡可能地使用它，而且以閉式機架用的最為廣泛。當(dāng)機架受到加工制造及運輸條件限制時，可采用焊接式和組合式。焊接式機架常用于一些大型、特厚板的矯直機中。為解決加工和運輸能力不足的困難，可分段運輸和制造，然后在生產(chǎn)現(xiàn)場用電渣焊的方法焊接成一個整體。組合式機架一般極少使用，其原因是這種機架強度和剛度都較差，它的結(jié)構(gòu)形式類似于水壓機。圖41 機架形式 機架的結(jié)構(gòu)尺寸 （一）機架主要結(jié)構(gòu)尺寸的確定機架的主要結(jié)構(gòu)尺寸包括：機架窗口高度（H）、窗口寬度（B）以及機架立柱斷面尺寸（F=l1b),如圖42。 圖42 機架的結(jié)構(gòu)形式為了便于更換工作輥，在閉式機架中，窗口的寬度應(yīng)稍大于工作輥的直徑D，而且在換輥側(cè)的窗口寬度比傳動側(cè)的窗口寬度應(yīng)大10毫米，而在開式機架中，其窗口寬度主要取決于工作輥直徑、軸承座高度、壓下螺絲的伸出量和安全臼、短支撐等有關(guān)零件的高度尺寸，以及上工作輥的最大提升量。如Ф1150的初軋機機架的尺寸為B=1260mm；H=4700mm；機架立柱的斷面尺寸F=l1b（mm2）式中：l1—立柱的厚度（mm） b—立柱的寬度（mm）根據(jù)機架強度條件來確定F，但預(yù)選時可按表41中的經(jīng)驗公式事先給定，而后再進(jìn)行技嘉的強度與剛度驗算。表41 機架立柱斷面面積與輥頸直徑的平方比由于作用在立柱斷面F上的矯直力為輥子上承受的矯直力的二分之一。當(dāng)輥徑d與輥頸長度l之比為一個常數(shù)時，其輥頸強度與輥頸直徑d的平方近似成正比關(guān)系。因此，機架立柱斷面與軋輥輥頸d的平方之比F/d2 主要取決于矯直機類型和工作輥的材質(zhì)，并存在正比關(guān)系。如Ф1150的初軋機立柱斷面 F=3810cm2其軋輥輥頸d=690mm故F/d2 =；機架立柱的斷面寬度b=280mm；而厚度l1=540mm，如圖43 圖43 1150初軋機立柱斷面尺寸和相互位置圖當(dāng)立柱斷面積確定之后，應(yīng)當(dāng)首先定出沿工作輥軸線方向的寬度b,通常情況下，b應(yīng)要求比軸承座寬度稍小一些，以免鋼板碰傷立柱。對機架的中心線應(yīng)嚴(yán)格要求與軸承座中心線重合。為防止窗口立柱表面被上下運動的軸承座所磨損，其窗口寬度B設(shè)計時應(yīng)考慮留有兩側(cè)滑板的厚度之距離，而且應(yīng)盡可能地保證上下橫梁的斷面積和慣性矩相等。如機架立柱的斷面積選好后，一定要進(jìn)行強度和剛度的校驗。（2） 對一種典型機架的結(jié)構(gòu)分析 圖44為650大型型鋼三輥軋機工作機座。它是由兩片開式機架組成的，兩機架的上蓋被鑄成一體，稱為機架蓋。在機架蓋上可以安裝壓下機構(gòu)，其上的中心軸5除換輥時可以吊起機架蓋外，還可以整體吊起工作機座，以便于機座的調(diào)整和安裝。機架蓋與機架立柱的連接時采用剛性很好的楔子1來實現(xiàn)的，二者之間的定位是靠菌狀銷子2完成的。兩機架之間的連接，上面是通過雙頭螺栓和撐管下面是由鑄造橫梁和螺釘完成的。圖44 650大型軋鋼機工作機座采用這種整體式的開式機架結(jié)構(gòu)，對于換輥是十分方便的，因此開式機架得到廣泛的應(yīng)用。另外為了便于機座的拆裝，將機架地腳的側(cè)支撐面6做成15度斜度。連接機架與軌座的螺栓在軌座孔中緊固，而螺栓的另一頭則做成圓錐形。同時相應(yīng)將機架地腳孔內(nèi)也做成一段圓錐孔。在機架窗口內(nèi)的下部有突出部分7是用來安放中輥軸承座用的，在其下部窗口的立柱內(nèi)表面上還鑲有耐磨滑板8，以防止軸承座上下移動時磨損立柱表面。上軸承座安放在中輥軸承座的H形的瓦座上，并能上下滑動以實現(xiàn)上輥縫的調(diào)節(jié)。中輥通常是不動的，而上下輥調(diào)節(jié)是通過手動壓下機構(gòu)實現(xiàn)的。連接上蓋與立柱的斜楔斜度為1:50，為了簡化機架切削加工以及防止斜楔對機架的磨損，可將斜楔孔做成不帶斜度的長方形孔，然后再配上兩塊鞍形墊板（上下各一塊），并做成1:50的斜度。根據(jù)本次的設(shè)計參數(shù)和設(shè)計要求，結(jié)合開式機架和閉式機架的結(jié)構(gòu)特點和優(yōu)缺點，本次設(shè)計的工作機座選用牌坊式開式機架，以便于輥子的拆裝和滿足強度剛度要求。 機架的強度計算 幾點假設(shè) 為了使計算簡便，在對矯直機機架，分析其受力和變形情況時，可以作以下幾點假設(shè)，如圖45. 只考慮垂直矯直力P1對開式機架的作用，作用點在機架中心線上。其中P1=P/2，其中P為總的矯直力。 只考慮機架受力變形后，軸承座對它的影響，不考慮機架上蓋對機架立柱的影響，認(rèn)為立柱與上機架蓋的連接為滑動鉸鏈連接。 認(rèn)為軸承座為絕對剛體，當(dāng)受力后不會發(fā)生任何變形。 在以上假設(shè)條件下，當(dāng)機架在矯直力P1的作用下，機架立柱在B點處的最大變形δmax與軸承座的配合間隙Δ有以下關(guān)系: δmax ≦ Δ式中：δmax—在P1的作用下，兩立柱與軸承座接觸點B處的最大變形； Δ—機架窗口與軸承座側(cè)向的最大配合間隙。 為了計算方便起見，現(xiàn)將開式機架簡化為一個開式框架，如圖35所示，并將已知的外力P1及靜不定力T加在其上，其中靜不定力為未知數(shù)。因此為了計算機架的強度與剛度，首先應(yīng)求出靜不定力T來。圖45開式機架受力變形圖 求靜不定力T根據(jù)變形的協(xié)調(diào)條件可列出下面的補充方程來，并用力法求解出靜不定力T。由于從機架的受力分析來看，只在一個坐標(biāo)方向上暴露出了靜不定力T，參看圖35，因此只需要列出一個補充方程式就可以了。即 TδTT+ΔTP = －Δ （41）式中： T—機架受外力P1作用變形后，在立柱B點處軸承座對立柱的反作用力（千牛）， 稱為靜不定力； δTT—在T的單位力（1）作用下，立柱B、B兩點處在T力的方向上產(chǎn)生的變形， 稱為方程的主系數(shù)； ΔTP—在外力P1作用下，立柱B、B兩點處在T力的方向上產(chǎn)生的變形，稱為方程 的自由項； －Δ—軸承座與機架窗口的配合間隙，Δ的符號“﹣”表示作用力T的方向與變形 的方向相反。下面用材料力學(xué)的力法求變形的方法來求δTT和ΔTP：首先在立柱B、B兩點處加上T的單位力（T=1），并劃出單位力（1）的彎矩圖和在P1力作用下的彎矩圖，如圖46所示：圖46 在T單位力和外力P1作用下的彎矩圖 圖中II1為機架立柱和下橫梁的斷面慣性矩；l1為下橫梁中性層長度；c為機架立柱B點至下橫梁中性層距離。按圖乘法求出δTT和ΔTP的值： （42） （43）式中： P1—作用在一個機架上的矯直力（千牛）； E—機架材料的彈性模數(shù)（牛/毫米2）。下面求出II2： h1=300mm b1=400mm 圖47橫梁截面簡化圖 h2=100mm b1=160mm 圖48 機架截面簡化圖 ；將δTT和ΔTP的值帶入式（41）中得 （44）從公式（44）中看出，當(dāng)機架窗口與軸承座的配合間隙Δ=0時，T將會達(dá)到最大值，則： （45）之前算出的矯直力P= N。 P1=P/2= N=925KN。 c=575mm。 l1=1860mm。 。把以上數(shù)據(jù)代入式45，可得到： Tmax= N?mm2 畫出機架在外力P1和靜不定力T作用下的內(nèi)力圖，如圖49所示： 圖49 開式機架內(nèi)力圖 機架和橫梁的強度校核 由于軸承座與機架窗口的配合間隙Δ隨軸承的上下運動所產(chǎn)生的機械模塑而不斷增加，因此Δ是個變化值，強度校驗時，為了安全起見，應(yīng)按Δ=0（新軸承座）的情況考慮。此時的靜不定力T達(dá)到最大值。 從彎矩圖M中可以看出，立柱與橫梁連接處的彎矩值比較大，再考慮此處易產(chǎn)生應(yīng)力集中，因此該處必須進(jìn)行強度校驗，其強度條件如下： （46）式中：σmax2—立柱中的最大應(yīng)力（牛/毫米2）； F2—立柱的斷面面積（毫米2）； W2—立柱的抗彎截面系數(shù)（毫米2）； [σ]—機架材料的許用應(yīng)力（牛/毫米2）。把： P1=P/2= N=925KN。 F2=b2h2=100x160=16000 mm2。 。 Tmax= N?mm2 c=575mm。帶入式（46），可得到： σ