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青岛理工大学毕业设计（论文）说明书摘要本轧机为小型四辊冷轧机，其特点是采用了响应速度快的液压压上，八缸平衡液面AGC厚度自动控制可以得到更严密的厚度公差。同时，采用了工作辊移动，以改善支承辊的压力分布，从而得到良好的板型。采用了可逆轧机，提高了生产效率。近年来世界上的冶金工业技术及设备又有长足进步，新工艺、新技术、新设备的出现，是冶金生产过程发生了本质的变化，特别是中国的钢铁工业迅速发展，这就要求对轧钢设备进行充实和更新。本次设计主要考虑到近现代工业的发展，带钢的轧制速度逐渐提高，产品的尺寸精度要求日趋严格等因素，采用了液压压下装置。液压系统过载简单、可靠，它主要采用标注液压元件，即简化了机械结构，提高了传动效率，相应的提高了轧机作业率。关键词：冷轧机、液压压上、板型、冶金、平衡 AbstractThe mill is small four-high cold rolling mill, characterized by a fast response by the hydraulic pressure, the eight-cylinder liquid balance AGC thickness can be more closely control the thickness of tolerance. At the same time, using a mobile work roll, to improve the distribution of the pressure roller bearing, well-plate. Using a reversible mill, increased production efficiency.In recent years the worlds metallurgical industry technology and equipment have made great progress, the new technology, new technologies, the emergence of new equipment, metallurgical production process is in the nature of the changes, in particular, Chinas iron and steel industry developed rapidly, which requires the Rolling Enrich and update equipment. The main consideration to the design of modern industrial development, the rolling strip gradually increase the speed, precision products the size of the increasingly stringent requirements and other factors, using a hydraulic pressure device. Hydraulic system overload simple, reliable, it marked a major hydraulic components, namely, to simplify the mechanical structure, improve the transmission efficiency, the corresponding rate of increase mill operations.Keywords：Cold rolling mill, hydraulic pressure, the plate-type, metallurgical, and balance.前言随着现代轧制技术的发展，轧制设备也趋向于方便，高效，尤其是板带材轧制设备趋于多样，适用，易改进等，因此，具有更加灵活性轧制品种多，使用情况要求低的四辊单机座轧机也得到了了不断的改进和发展。1 酸洗冷轧联合机组。这种机组改变了传统冷轧生产将酸洗和轧钢两个工序分开的方式，而联合为一个机组。这样不但提高了酸洗，冷轧的效率，而且降低了投资及生产成本。2 连续退火、全氢罩式退火技术的应用及多种涂镀生产技术的迅速发展，出现了许多新的生产线及新的设备，使轧钢机械在这些领域得到发展。3 板形控制技术，带钢连铸冷轧工艺等应用到新式轧机中，提高轧制效率。本次设计为小型四辊冷轧机，随着轧制速度不断提高，为了省去后面几个机座传动系统的增速装置，采用了由电动机直接驱动支承辊的方案。此外，采用了液压压下装置，提高了轧机的作业率。它有如下的特点：1 它的刚性要求要高一些。2 工作稳定性能要好。3 轧缝的控制简单，便利。4 轧制板材的质量高，板型好。 由于本人水平有限，实际经验也不多，避免不了许多错误，诚恳地欢迎老师指正批评。目录1 总论1.1冷轧带钢生产概况和发展方向61.1.1 冷轧带钢生产在国民经济中的地位61.1.2冷轧带钢的生产历史及发展方向61.2 冷轧机的类型、特点及工作原理71.2.1 轧机的类型71.2.2 冷带轧机各类的特点及工作原理71.3 冷轧带钢的生产工艺82 设计方案的比较122.1 传动型式122.2 主传动方式122.3 压下装置的结构形式142.4 上辊平衡装置152.5 轧辊轴承152.6 设计方案的确定163 设计计算173.1 主要参数的确定173.2 咬人条件的校核183.3 轧制力的计算183.4 轧制力矩的计算223.5 轧机主电动机功率的确定与选择243.6 轧辊强度及刚度校核253.6.1 轧辊尺寸的确定253.6.2 轧辊强度校核273.6.3 轧辊刚度校核323.6.4 轧辊稳定性计算333.7 轧辊轴承的选择及校核343.8 机架的设计计算363.9 主传动装置的设计计算413.9.1 联轴器的选用413.9.2 液压压下装置的设计计算424 外文资料翻译43参考资料62附录63后记645青岛理工大学毕业设计（论文）说明书摘要本轧机为小型四辊冷轧机，其特点是采用了响应速度快的液压压上，八缸平衡液面AGC厚度自动控制可以得到更严密的厚度公差。同时，采用了工作辊移动，以改善支承辊的压力分布，从而得到良好的板型。采用了可逆轧机，提高了生产效率。近年来世界上的冶金工业技术及设备又有长足进步，新工艺、新技术、新设备的出现，是冶金生产过程发生了本质的变化，特别是中国的钢铁工业迅速发展，这就要求对轧钢设备进行充实和更新。本次设计主要考虑到近现代工业的发展，带钢的轧制速度逐渐提高，产品的尺寸精度要求日趋严格等因素，采用了液压压下装置。液压系统过载简单、可靠，它主要采用标注液压元件，即简化了机械结构，提高了传动效率，相应的提高了轧机作业率。关键词：冷轧机、液压压上、板型、冶金、平衡 AbstractThe mill is small four-high cold rolling mill, characterized by a fast response by the hydraulic pressure, the eight-cylinder liquid balance AGC thickness can be more closely control the thickness of tolerance. At the same time, using a mobile work roll, to improve the distribution of the pressure roller bearing, well-plate. Using a reversible mill, increased production efficiency.In recent years the worlds metallurgical industry technology and equipment have made great progress, the new technology, new technologies, the emergence of new equipment, metallurgical production process is in the nature of the changes, in particular, Chinas iron and steel industry developed rapidly, which requires the Rolling Enrich and update equipment. The main consideration to the design of modern industrial development, the rolling strip gradually increase the speed, precision products the size of the increasingly stringent requirements and other factors, using a hydraulic pressure device. Hydraulic system overload simple, reliable, it marked a major hydraulic components, namely, to simplify the mechanical structure, improve the transmission efficiency, the corresponding rate of increase mill operations.Keywords：Cold rolling mill, hydraulic pressure, the plate-type, metallurgical, and balance.前言随着现代轧制技术的发展，轧制设备也趋向于方便，高效，尤其是板带材轧制设备趋于多样，适用，易改进等，因此，具有更加灵活性轧制品种多，使用情况要求低的四辊单机座轧机也得到了了不断的改进和发展。1 酸洗冷轧联合机组。这种机组改变了传统冷轧生产将酸洗和轧钢两个工序分开的方式，而联合为一个机组。这样不但提高了酸洗，冷轧的效率，而且降低了投资及生产成本。2 连续退火、全氢罩式退火技术的应用及多种涂镀生产技术的迅速发展，出现了许多新的生产线及新的设备，使轧钢机械在这些领域得到发展。3 板形控制技术，带钢连铸冷轧工艺等应用到新式轧机中，提高轧制效率。本次设计为小型四辊冷轧机，随着轧制速度不断提高，为了省去后面几个机座传动系统的增速装置，采用了由电动机直接驱动支承辊的方案。此外，采用了液压压下装置，提高了轧机的作业率。它有如下的特点：1 它的刚性要求要高一些。2 工作稳定性能要好。3 轧缝的控制简单，便利。4 轧制板材的质量高，板型好。 由于本人水平有限，实际经验也不多，避免不了许多错误，诚恳地欢迎老师指正批评。目录1 总论1.1冷轧带钢生产概况和发展方向61.1.1 冷轧带钢生产在国民经济中的地位61.1.2冷轧带钢的生产历史及发展方向61.2 冷轧机的类型、特点及工作原理71.2.1 轧机的类型71.2.2 冷带轧机各类的特点及工作原理71.3 冷轧带钢的生产工艺82 设计方案的比较122.1 传动型式122.2 主传动方式122.3 压下装置的结构形式142.4 上辊平衡装置152.5 轧辊轴承152.6 设计方案的确定163 设计计算173.1 主要参数的确定173.2 咬人条件的校核183.3 轧制力的计算183.4 轧制力矩的计算223.5 轧机主电动机功率的确定与选择243.6 轧辊强度及刚度校核253.6.1 轧辊尺寸的确定253.6.2 轧辊强度校核273.6.3 轧辊刚度校核323.6.4 轧辊稳定性计算333.7 轧辊轴承的选择及校核343.8 机架的设计计算363.9 主传动装置的设计计算413.9.1 联轴器的选用413.9.2 液压压下装置的设计计算424 外文资料翻译43参考资料62附录63后记641 总论部分1.1 冷轧带钢生产概况和发展方向1.1.1冷轧带钢生产在国民经济中的地位冷轧带钢生产在国民经济中占有十分重要的地位。随着汽车的制造、食品罐头、容器包装、精密一起、房屋建设、机械制造和船舶工业的迅速发展以及家用电器和各种日常生活的需求量成倍增长，对冷轧带钢的需求量也迅速增加。 当前，大力发展冷轧带钢的生产，逐渐提高冷轧带钢在轧钢产品中的比重，迅速提高冷轧带钢的质量，不断增加冷轧带钢的产品，满足各个工业部门的，特别是与人民生活密切相关的，轻纺织工业和日用电器，生活用具等。以及外贸出口对冷轧带钢急剧增加的需要，是重型机械制造和钢铁生产部门面临的一项重要而有十分紧迫的任务。1.1.2 冷轧带钢的生产历史及发展方向冷轧带钢生产始于1660年，当时是在二辊轧机上进行的。但作为一个过程，板带钢冷轧的发展，只是在近代随着技术的进步，才真正得到了推动。自此以后，无论是国内还是国外，冷轧都得到广泛应用，轧辊轴颈和轴承的改进也促进了冷轧机的应用。二十年代，随着二辊可逆轧机的出现，轧制效率大大提高。四辊可逆轧机出现于三十年代，六十年代末，随着二次冷轧机和箔材轧机，平整轧机光整轧机的出现，使冷轧的可轧 厚度大大减少，目前，最小可达0.001mm。应该指出，自1979年开始，出现了全连续冷连轧机这种轧机只需第一次引料穿带后，就可实现连续轧制，后续带的头部通过焊接机与前一带卷尾部焊在一起，轧成后用飞剪机分卷，并有两台卷取机交替卷曲带钢。全连续冷轧轧机即使在换辊时，带钢依然停留在轧机内，换辊后可立即进行轧制。近年来，冷轧带钢生产技术的的发展，主要是增加钢卷的重量，加快机组速度，提高产品厚度精度，改善板形，提高自动化程度及改进轧机的结构和生产工艺，其典型有WRS轧机、HC轧机、VC轧机、CVC轧机、HVC轧机、FFC轧机，全数字控制高精度可逆式六辊冷轧机组，或全数字控制高精度可逆式四辊冷轧机组等。在带钢冷轧机上，广泛的采用液压弯辊装置或抽动工作辊装置来改善板形，由于冷轧带钢的厚度公差要求高，为增加轧机压下装置的响应速度，在冷轧机上采用了全液压装置及厚度自动控制装置，对于高速，高产量的带钢冷连轧机，实现计算机控制。目前，可以认为HC轧机是板带轧机改造和新建的主选优良机型，可提供具有优良板形 的高精度板带满足工业领域对高精度的要求。HC轧机正逐步代替具有100多年历史的普通四辊轧机。1.2冷轧机的类型、特点及工作原理1.2.1 轧机的类型冷轧带钢机器按照轧辊的配列方案分为二辊式、四辊式、多辊式三种。按机架排列方案分为单机可逆（不可逆）式与连续多机轧制式两种。目前灵活性大，适用中小型企业及科研教研学用。连轧机生产效率高，轧制速度快，但产品单一，变动不大时，最能发挥其优越性。其类型如图所示：图一 轧辊类型图1.2.2 冷带轧机各类的特点及工作原理由于轧辊的辊数不同，则各类轧机的特点也不同：1） 二辊轧机：是冷带轧机的原始轧机，功用为消除凹痕折痕及某些缺陷，平整薄板。已基本淘汰了。2） 普通的四辊轧机：是带钢冷轧机中最通用的机组，这种轧机采用闭口式机架，两个牌坊有横梁或其它轧机连接形成一个刚体，通常采用工作辊驱动， 但是近来趋向于支承辊驱动。3） 六辊轧机：为使用直径相同的小直径工作辊并提供水平及垂直刚度。六辊式轧机得到了广泛应用通常靠弹簧压力平衡上下辊组件及消除压下螺丝于轴承座间产生的松弛或松动。工作辊靠另一侧卷行弹簧撑开，压下螺丝有电机通过齿轮传动，工作辊轴承为抗磨式，而支承辊则采用油膜轴承。4） 偏八辊轧机：结构简单，满足防止工作辊水平弯曲增加刚度，通过调节个别支承辊改变工作辊的凸度，工作辊支承系统刚度大，结构简单，换辊方便，其工作辊直径可自由选择而轧制不同的品种。5） HC轧机：是高性能板形控制的简称。能有效地板形和厚度，HC轧机是在四辊基础上在支承辊之间加一可轴向窜动的轧辊，轧制时按所轧件宽度可轴向调整，其主要特点如下：（1） 具有较大的刚度，稳定性。即可通过中间辊的移动控制工作辊的凸度，使工作辊挠度不受轧制力的影响。（2） 具有好的控制性。即在较小的弯辊力作用下能使钢板横向厚度差发生明显变化。（3） 可显著提高带钢的平整度。减小板带钢的边缘减薄，减少切边损失。（4） 压下量由于不受板形的控制而显著提高。随着工业、农业、国防和科学技术的发展，对各种带钢的产量，质量要求不断提高，而科技的发展又将出现新的更先进，实用的冷轧带钢设备和工艺，使冷轧带钢生产得以迅速的发展。1.3 冷轧带钢的生产工艺冷轧带钢的生产工艺总的来看有以下三点：1.3.1 加工温度低，钢板在轧制过程中，将产生不同程度的加工硬化现象。它使变形抗力增加，塑性降低。这样就使轧制力增大，易发生脆裂。因此必须有软化退火，使轧件恢复塑性，降低变形抗力，以便对轧件经行继续轧制。同理，成品冷轧板材出厂前一般也需要一定的热处理，目的是全面提高冷轧产品的综合性能，使金属软化。 在冷轧生产过程中，每次软化退火之前完成的冷轧工作称为一个“轧程”，在一定的条件下，钢质愈硬，成品愈薄，所需之轧程愈多。软化处理，又称在结晶退火，或固溶处理。1.3.2 冷轧中采用工艺冷却与润滑： 工艺冷却：冷轧过程中变形热与摩擦热使轧件和轧辊温度升高，故需要采用有效的人工冷却。轧制速度越高，冷却问题显得尤为重要。如何合理的强化冷却过程的冷却已成为发展现代冷轧机的重要的研究课题。 实验研究与理论分析表明，冷轧板带钢的变形功有84%88%转变为热能，使轧件与轧辊的温度升高。因此我们必须采取适当的措施吸走或控制这部分热量，即便变形发热率，单位时间发出的热量q 。其表达式为： 式中，系数 = 0.840.88 小于1的修正系数； 机械功的热当量； 所轧材的宽度； 该道次的绝对压下量； 轧制速度； 轧制时的平均单位压力。水是比较理想的冷却剂，因其比热大，吸热率比较高且成本低廉。油的冷却能力比水差得多。水的比热比油大一倍，热传导率为油的3.75倍，挥发潜热大10倍以上。由于水具有如此优越的吸热的性能。固大多数生产轧机都倾向与水或以水为主的冷却剂。只有某些特殊的轧机，由于工艺润滑与轧辊轴承共用一种润滑剂，才采用全部油冷，但为了保证冷却效果，需给于足够大油量。 从实现强大轧制的角度来看，我们所关心的是如何提高冷却液的冷却能力，即提高冷却效果。有物理学可知一定质量的液体在单位时间内所吸收的热量可表示为： 式中， 冷却液的比热； 比重； 单位时间所需冷却液的体积； 、冷却液前后的温度。 由以上关系可知，在冷却液种类和冷却系统均一定的情况下，为增加q，只有增加流量m，但这往往受到原有冷却设施的限制，所以通常是改变冷却液的种类和增加冷却液的温度来增加其吸热能力。冷却液简单地喷浇在轧辊和轧件上，与高压冷却液雾化，冷却效果大大不同，实际资料表明，即使在采用有效的工艺冷却的条件下，冷轧板卷在卸卷后的温度优势仍达130，甚至还要高，由此可见在轧制变形区的料温一定比这还要高，辊面温度过高会引起工作辊淬火层硬度的下降，并有可能促使淬火层内发生组织分解（残余奥氏体的分解），使辊面出现附加的组织应力。 另外，从其对冷轧过程本身的影响来看，辊温的反常现象以及辊温分布规律的反常或突变均导致正常辊面条件的破坏，直接有害于板形与轧制精度。同时，辊面过高也会使冷轧工艺润滑剂失效（油膜破裂），使冷轧不能顺利进行。 综上所述，为了保证冷轧的正常生产，对轧辊和轧件必须应采取有效的冷却和控温措施。 1.3.3 工艺润滑冷轧采用工艺润滑的主要作用是减少金属的变形抗力这不但有助于保证已有的设备能力条件下实现更大的压力，而且还可使轧机能够经济上可行的地生产厚度更小的产品。此外，采用有效的工艺润滑也直接对冷轧过程的发热率以及轧辊的温度起到了良好的影响，在轧制某些产品时采用的工艺润滑还可以防止金属粘辊的作用。生产实践与实验表明，采用天然油脂作为冷轧的工艺润滑剂在润滑效果上优于矿物油，这是由于天然油脂与矿物油在分子的结构上与特性上有质的差别所致。 冷轧润滑效果的优劣诚然是衡量工艺润滑剂的重要指标，但是一种真正有经济实用价值的工艺润滑剂还应来源广，成本低，便于保存。并且易于轧后的板面去除，不留任何影响质量的残渣等特点。目前还只有为数不多的几种工艺润滑剂能满足上述要求。 但是，冷轧过程中油的耗用量还是相当大的。现在，可以通过乳化剂的作用把少量油于大量水混合起来制成乳状润液。可以较好的解决油的循环使用问题，在这种情况下水是作为冷却剂与载油剂而起作用的。 1.3. 4 冷轧中采用张力轧制张力轧制是冷却的一大特点。所谓“张力轧制”，就是轧件在轧辊中的辗轧变形是有一定的前张力与后张力作用下实现的。单位张力是作用在带材断面A上的平均张应力： 式中， T总张力；张力的主要作用有以下几个方面：（1）防止带钢在轧制过程中跑偏（即保证正确对中轧制）（2）使所轧带钢保持平直（包括在轧制过程中的保持板形平直以及轧后板形良好）（3）降低轧件的变形抗力，便于轧制更薄的产品；（4）其适当调整冷轧机主电机负荷的作用； 防止轧件跑偏是冷轧操作中关系到能否实现轧制的一个重要问题。跑偏将破坏正常板型，引起操作事故甚至设备事故，若不很好加以控制，将不能保证冷轧的正常进行。 防止跑偏的方法有：（1） 采用凸形辊缝；（2） 采用导板夹逼；（3） 采用张力轧制。通过改变卷取机，开卷机及轧机主电机的转速以及各架压下可以使轧制力，张力在较大的范围内变动。借助准确可靠的测试仪，并使之与自动控制系统结成闭环，可以按要求实现恒张力控制，配备这种张力闭环控制系统是现代冷轧机的起码要求。生产中张力的选择主要是平均单位，从理论上讲，单位张力似乎应当尽量选的高一些，但是不应超过带钢的屈服极限，根据以往的经验，一般轧机=（0.10.6）；而冷轧薄带刚=（0.10.3）。2 设计方案的比较2.1型式对于单机座轧机，有可逆式和不可逆的工作制度，现分述如下：2.1.1不可逆式轧机工作制度不可逆式的工作制度应用最广，在这种工作制度下，每个轧辊的旋转方向不变，而轧辊的转速则有不变与可变的两种。根据轧制速度来分析，不可逆式工作制度在实际生产操作忠有以下几种运转方式:（1） 几乎保持严格不变的轧制速度；（2） 轧件通过时，轧制速度稍微降低在这种轧机的转动装置忠装有飞轮，所以当轧件通过时，轧辊转速降低，这时飞轮释放动能，而在间隙时间内，飞轮的转速升高以储存动能。（3） 仅在轧机调整时才调节速度这种工作适度是不经常调整的，但当轧件的转动装置中有调节转速的可能，以便在轧制某一段端面时得到最有利的速度，而当轧件通过轧辊期间，轧制速度则基本保持不变。（4） 在轧件通过时，在较大范围内调节轧制速度这种工作制度常采用低速将轧件咬入，这样能保证将轧件顺利的咬入而又不会产生冲击。当轧件咬入后，则用较高的速度轧制，而在轧制终了前为使轧件不致抛离轧辊很远，可将轧制速度降低，这种工作制度相当便利，虽然转动装置造价较高，但总的看来生产是合理的。2.1.2可逆式工作制度可逆式工作制度是当一道轧完之后，为了能在原来的轧辊间进行下一道轧制，将轧辊反转，这样轧件便在轧辊间反复进行轧制。在这种工作制度下，轧件的咬入和抛出也是在降低扎辊转速的情况下进行的。目前，对单机座小型冷带轧机，采用可逆式有很多有优点，它能大大提高生产效率，以减少板带钢的吊运与安装。2.2 传动方式目前，小型四辊冷轧机的主转动方式有如下三种：（1） 传动工作辊（2） 传动支撑辊（3） 单辊传动一般是电机通过减速器与齿轮座来直接传递工作辊，这种形式对于轧制过程比较有利，但是对于较小的轧机，它又受到工作辊辊颈和方向接轴所能传递的扭转力矩的限制，而传递工作辊不能达到要求时，就需传递支撑辊，而传递支承辊是靠摩擦力来传递工作辊的。这样将会碰到关于工作辊力的传递问题，这就是要增大轧辊的传动部件。同时还要考虑轧辊与轧件间的打滑问题。为了解决上述问题，防止出现支承辊断辊、工作辊方头扭断等现象，可采用异径轧制、单辊驱动等措施来解决。本次设计由于轧制力与轧制力矩不是很大，故不需考虑此问题，但同时采用单辊驱动又会带来一系列新的问题。由于采用单辊传动，使两个工作辊自然会产生一定的速度差，从而使轧制力有所降低，据实际分析证明，当变形区长度上出现搓扎区，一般可能使轧制压力下降约520%。由于单传动轧制时上下辊速度的配合是自然的，过程简单易行，无需复杂的控制系统。采用异径轧制，并尽可能的减小空转辊的直径，充分发挥小辊的轧制可降低轧制压力的优点，以保证受力零件的正常工作，同时又有利于增大压下量，减小道次，从而提高轧机的工作效率。在普通的四辊轧机工作中，尽管其主机列通常是有主电机通过减速机和齿轮座传递两个工作辊，但是在预压力作用下，由于工作辊径的差别等原因，给冷轧薄带钢轧机的传动带来很大的影响：在薄带轧制中常出现量接轴传动力矩的分配不均，某个接触力矩为零或趋近于零。由于辊颈差事实上不可能消除，使用较大的预压力亦是必要。可以认为，轧辊的传动力矩在两轧辊上的分配并不总是大致想当相等的。在运转中的轧机上，即从轧辊空转，压靠以至轧制阶段，辊颈稍大的轧辊接触中传动力矩永为正值，而辊颈稍小者，其传动力矩可在负值至正值的广大范围内变化，者是薄带钢轧制的轧机传动特点，对于这类轧机，在一定的条件下实际上是单辊传动的。一般看来，当轧件较薄时使用预压力较大，直径稍小的轧辊上，其传动接触可能实际上不起作用，甚至反而有害。另一方面，由于轧件较薄，又是成卷轧制的，咬入条件能够保证，有可能实现单辊传动。在主机列中，自然可将齿轮座从设计中取消，减小设备的投资，降低动力传传递的能量消耗，从而取得一定的经济效果，并可充分利用换辊，在操作上也会有许多方便。2.3压下装置的结构形式压下装置目前有电动压下和液压压下两种结构型式。2.3.1 电动压下电动压下是最常用的上滚调整装置。通常包括：电动机、减速器、制动器、压下螺丝、压下螺母、压下位置指示器、球面垫块和测压仪等，在可逆式板轧机的压下装置中，有的还安装有压下螺丝回松机构，以处理卡钢事故。压下装置的结构与轧辊的移动距离、压下速度和动作频率等有密切的联系。按照压下速度，电动压下装置可分为快速压下装置和板带压下装置两大类。1. 快速压下装置由于其压下速度一般大于1mm/s，故称为快速压下装置。按照传动的布置形式，快速压下装置有两种类型：（1）采用立式电动机，传动轴与压下螺丝平行的布置形式；（2）采用卧式电动机，传动轴与压下螺丝垂直交叉布置形式。2. 板带轧机电动压下装置冷、热轧板带轧机的电动压下速度约为0.020.1mm/s。由于板带轧机的轧件既薄又宽又长，而且轧制速度快，轧制精度要求较高，这些工艺特征使其压下装置有如下特点：（1）轧辊调整量小；（2）调整精度高；（3）经常的工作制度是“频繁的带钢压下”；（4）动作快，灵敏度高；（5）轧辊平行度的调整要求严格。板带轧机电动压下的结构形式：四辊冷轧机的电动压下大多采用圆柱蜗轮副传动或两级蜗轮副传动的形式。在设计中选择压下装置的电动机和减速器配置方案是十分重要的。因为在设计压下机构时，不仅应满足压下的工艺要求（压下速度、加速度、压下能力及压下螺丝的单独调整方式等），而且还应考虑其他因素，如：电动机、减速器能否布置得开；换辊、检修和处理事故时，吊车吊钩能否进入；设备检修是否方便等。2.3.1 液压压下在冷轧机组和平整机上，可以采用“压下式”也可以采用“压上式”。采用“压上式”时，在轧机上部可以设置不带刚压下的电动压下机构以便做大行程的调整。“压下式”的液压缸设置在机架的上部，这种结构造价较高，所需的液压缸行程也很大，它的悬挂装置较为复杂，而且为了适应磨损后的轧辊直径，许配备不同厚度的垫块。但它的最大优点是电液伺服阀可装在液压缸附近，这不仅提高液压缸的反应速度，而且伺服阀的工作条件好，维护也方便。液压压下装置是用液压缸代替传统的压下螺丝、螺母来调整轧辊辊缝的。在这一装置中，除液压缸外，还有与之配套的伺服阀、液压系统及检测仪表及运算控制系统。与电动压下装置相比较，液压压下装置有如下特点：（1） 快速响应性好，调整精度高 ；（2） 机械传动效率高；（3） 便于快速换辊，提高轧机作业率；（4） 过载保护简单，可靠。2.4上辊平衡装置平衡装置的作用是消除轧制系统间隙，提升上轧辊，用来大大降低咬入轧件时的冲击和工作辊的频繁换辊。上滚平衡装置有重锤平衡、弹簧平衡、液压平衡三种形式。轧机的型式不同，对平衡装置的要求也不一样。现在在小型冷轧机上，广泛使用液压平衡装置，它是由液压缸产生的推力来进行工作的。液压平衡优点是结构紧凑，工作灵敏度高，平衡效果好。四辊板带轧机上轧辊平衡装置有一下特点：（1） 由于工作辊和支承辊之间靠摩擦传动以及工作辊和支承辊的换辊周期不同，故工作辊和支承辊应分别平衡；（2） 上辊移动的行程较小（最大行程是按换辊决定的），移动的速度不高；（3） 工作辊换辊频繁，平衡装置的设计需要使换辊方便；（4） 在单张轧制的可逆四辊轧机上，工作辊平衡装置应满足空载加、减速时工作辊和支承辊之间不打滑的要求。2.5轧辊轴承轧辊轴承与一般轴承的工作条件差别很大，其特点：1）工作负荷大；2）运转速度差别大；3）工作环境恶劣。轧辊轴承主要形式是滚动轴承与滑动轴承。滚动轴承主要是用双列球面滚子轴承，四列圆锥滚子轴承。在某些情况下，由于受轧辊轴承尺寸的限制，可采用滚针轴承。板带轧机上多用滚动轴承。2.6方案的确定本设计采用：不可逆工作制度，驱动支承辊，压下装置为液压压下，上辊为四缸平衡，工作辊轴承选用滚针轴承，支承辊轴承选用四列向心球面滚子轴承，辊型调整采用液压弯辊。具体结构如下图 图二1700冷连轧的的液压式衡装置3 轧制力能参数的计算3.1 主要参数的确定：（1） 道次压下率 （2） 金属的屈服极限 由于冷轧存在加工硬化，各道次的屈服极限不同。有下图可以查的屈服极限分别为： （3） 变形抗力的确定 因为 所以得： （4） 张力的选取 张力轧制是冷轧带钢的特点， 图三 冷态下变形阻力曲线也可以减少轧制力防止带钢跑偏，由经验可知对于低碳钢和普通碳钢材料张力可取小点，取.（5） 摩擦系数的确定冷轧时由于出口和入口轧件的速度与轧辊的速度不同步，从而产生前滑和后滑现象。摩擦将阻碍金属的力变形，摩擦系数对轧制力影响较大，并且是变化的。为计算方便初步取其为常数。由参考资料【1】表2-3 取 3.2 咬人条件的校核 根据经验，冷轧薄带钢时允许咬入角为。由公式 得 所以满足开始咬人阶段的要求。 3.3 轧制力的计算考虑以下因素，选择斯通公式计算轧制力： 3.3.1 该公式是按照平板压缩条件推导而来，它考虑了外摩擦，及等薄板轧制主要因素，因此适合于薄板轧制。3.3.2 该公式考虑到冷轧特点，如张力，加工硬化，轧辊弹性压扁。随轧制力的增加，变形区长度增加，压下量和咬人条件角较小的因素。在冷轧薄板时，压扁系数为 【1】 式中 咬入角压扁影响亦可用轧辊当前半径的形式来计算。设为单位宽度的轧制力， 1式2-117)、计算公式中还包含，因此，计算时还得和公式联解。、与公式联解，一般采用迭代法，其具体步骤如下：选择不考虑弹性压扁计算公式计算；（1）将计算的代入公式求出；（2）再将代入计算公式，再求出；（3）又将代入公式求出。这样反复数次，使计算所得的或。最后根据，计算轧件与轧辊的接触面积和总轧制力。 以第一道计算为例，计算步骤： 平均单位压力 平均张应力 m考虑轧辊弹性压扁接触弧加长对单位压力的影响系数 c常数，对于钢轧辊 由下图可以查的 x=0.29 则 图四 决定压扁后接触弧长度诺谟图轧件对轧辊的总压力P为轧制平均单位压力与轧件和轧辊接触面积F之乘积，即 式中 ，轧制前，后的轧制宽度，此过程中=200mm； 接触弧长度的水平投影。得到 各道次轧制力计算结果3.4 轧制力矩的计算现代化的连续轧机多是驱动工作辊，随着轧制速度不断的提高，为了省去后面几个机座传动系统的增速装置，有时由采用电动机直接驱动支承辊的方案。此外，当工作辊直径很小时，轧辊辊头承受不了轧制力矩，亦需驱动支承辊。为了计算传动支承辊所需的力矩，首先分析工作辊上力的平衡，由于公作辊是不传动的，因而支承辊反力方向应使公作辊上作用力所需的力矩和为零，即 Pa+F=Rc力臂与驱动方式无关，仍然是当时，其中 工作辊直径； 不考虑张力时轧制力作用点对应的轧辊中心角；工作辊轴承处的作用力F可以从工作辊在水平方向力的平衡求得。当时，。支承辊与工作辊间反力R的大小，可从工作辊在垂直方向力的平衡求得。 式中 轧辊连心线与反力R的夹角， 支承辊的直径； 轧辊轴承处摩擦圆半径； 前后张力对轧制力方向影响的偏转角。 于是得：当 时，由下图3可求得力臂c的大小为 求得角后，则反力R对支承辊的力臂为 传动一个支承辊的力矩为 传动两个支承辊的总力矩为 把参数带入到上面的式中可以得到：冷轧时， 即由于工作辊的偏移距e的数值（一般为510mm）相对于工作辊与指承辊直径来说很小，在计算传动力矩时，为了简化，可认为e=0，即工作辊不偏移，此时计算误差不超过1%，所以我们取。又因为 所以 = 图五 带张力轧制时四辊轧机轧辊受力情况 =862.22 =1724.433.5 主电动机功率的计算及选电动机3.5.1轧辊与电机的速比根据有关资料，可逆轧制选用直流电动机转速 轧辊转速 其减速器需要的减速比 查参考资料零件手册选减速器 型，其实际减速比此时轧辊的实际转速 轧辊的实际转速与要求的理想转速间的误差为： 故在误差允许的范围之内，满足要求。3.5.2 轧辊与电机间的效率取万向接轴传动效率 齿轮座的传动效率 滚动轴承的效率 减速器的传动效率 主电动机到轧辊间的传动效率 3.5.3 轧制力矩其值前面已求出 =1724.433.5.4 根据过载条件选择电动机功率 式中 额定静力矩，KN.m； 静负荷图上的最大力矩； 电机转速，r/min； K电动机过载系数，不可逆电动机K=2.52.0。 初步选K=2 ，即 选电动机Z4-250-31。额定功率为200KW，重量为1070Kg。 3.6 轧辊强度及刚度3.6.1轧辊尺寸的确定3.6.1.1 轧辊的类型和结构 轧辊是轧钢机的主要部件。板轧机轧辊的辊身呈圆柱形，冷轧机轧辊的辊身微凸，当它受力弯曲时，可保证良好板型。轧辊由辊身、辊颈和轴头三部分组成。辊颈安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给机架。轴头和联接轴相连，传递轧制扭矩。轴头有三种主要形式：梅花轴头、万向轴头、带键槽的或圆柱形轴头。本设计采用双键槽轴头 3.6.1.2 轧辊尺寸：工作辊直径 ：支承辊直径 mm 辊身长度L应大于所轧钢板的最大宽度，即式中的值视钢板宽度而定。此设计中，取100mm。对于支撑辊，工作辊辊身长度应与支撑辊辊身长度相同，即支承辊的长度 3.6.1.3 轧辊的重磨率 在轧制过程中，轧辊辊面因工作磨损，需不止一次地重磨或重车。为了保证轧件的精度，需不止一次地重磨或重车。轧辊工作表明的每次重车量为，重磨量为。轧辊的直径减少到一定程度以后，即不能在使用，轧辊的重车率受到咬人能力和辊面硬度的限制，轧辊从开始使用到报废，其全部重车量与轧辊名义直径的百分比称之为轧辊的重车率。一般冷轧机的工作辊重车率为3%6%，支承辊的可达10%。本轧机工作辊承磨量为，支承辊重磨量为。3.6.1.4 辊颈尺寸d和L辊颈直径和长度与轧辊轴承型式及工作载荷有关。由于受轧辊轴承径向尺寸的限制，辊颈直径不辊身要小得多。因此辊颈与辊身过渡处，往往是轧辊强度最差的地方。只要条件允许，辊颈直径和辊颈与辊身的过度圆角r均应选大些。使用滚动轴承，由于轴承外径较大，辊颈尺寸不能过大，一般近似地选，对于工作辊，但实际设计时为考虑轴承的装置问题，应去大些。对于支承辊，具体由轴承安装决定。工作辊及支承辊结构见图 图六 工作辊结构尺寸 图七 支承辊结构尺寸3.6.1.5 轧辊传动端的形式及尺寸工作辊辊颈直径与传动端直径之比值约为1.021.1（辊颈直径稍大于传动端直径），则工作辊传动端直径，传动端长度应依照实际装配时确定 。 支承辊传动端加工安装方便采用双键传递扭矩，传动端的直径为，传动端长度应依照实际装配时确定。键的尺寸。3.6.1.6 轧辊的材料和辊面硬度 根据参考资料和经验，工作辊和支承辊材料均采用9Cr2Mo 工作辊硬度HS=支承辊辊面硬度HS=4550辊颈HS在55以下。3.6.2 轧辊强度校核3.6.2.1 四辊轧机轧辊受力特点： 一般四辊轧机，由于有支承辊，给轧辊计算带来了新的特点。首先是工作辊和支承辊之间有弯曲载荷的分配问题；其次是工作辊和支承辊之间存在着相当大的接触应力。 四辊轧机的支承辊径与工作辊径之比一般在范围内。显然, 支承辊的抗弯断面系数较工作辊大的多，即支承辊有很大的刚性。因此，轧制时的弯曲力矩绝大部分由支承辊承担。在计算支承辊时，通常按照承受全部轧制力的情况考虑。由于四辊轧机一般是工作辊传动，因此，对支承辊只需计算辊身中部和辊颈断面的弯曲应力。 支承辊的弯曲力矩和弯曲应力分布见下图。 图八 四辊冷轧机轧辊强度计算简图（1）支承辊强度校核。取=300mm,，,。 取支撑辊危险截面1-1、2-2、3-3。 在辊颈1-1断面和2-2断面上的弯曲应力均应满足强度条件，即 支承辊辊身中部3-3断面处弯矩是最大的。若认为轴承反力距离等于两个压下螺丝的中心距，而且把工作辊对支承辊的压力简化成均不载荷，辊身中部3-3的弯曲应力为 合金锻钢轧辊需用弯曲应力，所以可以确定断面强度满足要求。 由于有支承辊承受弯曲力矩，故工作辊可只考虑扭转力矩，即仅计算传动端的扭转应力。扭转应力为 式中 作用在一个工作辊上的最大传动力矩； 工作辊传动端的扭转断面系数。 即 所以工作辊满足要求。3.6.2.2 工作辊与支承辊间的接触应力四辊轧机工作辊与支承辊之间承载时有很大的接触应力，在轧辊设计及使用时应进行校核计算。如假设辊间作用力沿轴向均匀分布，由弹性力学知，辊间接触问题可简化成一个平面应变问题。H赫资理论认为：两个圆柱体在接触区内产生局部的弹性压扁，存在呈半椭圆形分布的压应力（如下图）。半径方向产生的法向正因应力在接触面的中部最大。图九最大压应力及接触区宽度2b可由下式计算 式中 q加在接触表面单位长度上的负荷； 相互接触的两个轧辊的直径及半径； 与轧辊材料有关的系数=,。其中， 、及、为两辊材料的泊松比和弹性模数。 如两辊泊松比相同并取=0.3，则上式可简化为 此应力虽然很大，但对轧辊不致产生很大的危险。因为在接触区，材料的变形处于三项压缩状态，能承受较高的应力。在轧辊接触区，除了须校核最大正应力外，对于轧辊体内的最大切应力也应进行校核。图七表示了辊内切应力分布的状况。主切应力在接触点O处其值为零，从O点到A点逐渐增大，A点距接触表面深度，该点。为保证轧辊不产生疲劳破坏，值应小于许用值 【1】故两辊的接触疲劳强度足够。（查参考资料(1)P90 表3-8得许用接触应力值，对于支承辊硬度HS=5065，许用应力，）图十 在工作辊与支承辊接触区上各主要应力的大小及分布根据以上的分析计算得： 且 3.6.3轧辊刚度校核 当轧机在轧制时，在轧制力的作用下，轧辊要产生挠度使辊缝不再平行，影响轧件的精度。所谓刚度就是发生单位弹性变形所需的力，这个力越大，刚度越大，辊缝受轧制力的影响越小。 工作辊的挠度取决于支承辊的挠度。工作辊于支承辊间弹性压扁的不均匀性，以及轧辊的实际凹度和凸度等因素。支承辊的挠度仅与本身在轧制过程中受力情况有关，其表面是在弯矩和剪力作用下的变形。3.6.3.1 简支梁计算轧辊的挠度将承载轧辊看成简支梁，用材力中计算直短梁挠曲方法处理。工程上并不要求求轧辊轴线每一点处的挠度值，而是关心某些断面之间的挠度差值，如轧辊中心与轧件边缘处的轴线挠度差、轧辊中心与辊身边缘处轴线的挠度差。设轧件与轧辊间作用着均布载荷q，且p=Q/b。P为轧制力，b为轧件宽度，L为辊身长度，c为支反力作用点到辊边的距离。轧辊辊身中点总挠度为式中， 、由弯矩和切力所引起的挠度值 图十一 四辊冷轧机支撑辊挠度计算简图图中，a=600mm,l=b=300mm,c=150mm,D=300mm,d=150mm= 【1】 【1】式中，E轧辊材料的弹性模数， G轧辊材料的剪切模数，= 3.6.4 轧辊稳定性计算图十二 四辊轧机工作辊稳定性分析简图本道轧制过程为正向轧制，如图九（a）工作辊稳定的条件为由于 ，轧辊轧制时恒成立故工作辊稳定。3.7 轧辊轴承的选择及校核3.7.1 轧辊轴承的工作特点轧辊轴承是轧钢机工作机座中的重要部件。由于各类轧机的结构及工作条件差别很大，因而必须采用不同类型的轴承。和一般用途的轴承相比，轧辊轴承有以下特点：1）工作载荷大；2）运转速度差别大；3）工作环境恶劣。3.7.2 轧辊轴承的类型与特点轧辊轴承主要形式是滚动轴承与滑动轴承。滚动轴承主要是用双列球面滚子轴承，四列圆锥滚子轴承。在某些情况下，由于受轧辊轴承尺寸的限制，可采用滚针轴承。板带轧机上多用滚动轴承。3.7.3 轧辊轴承的选择在本次设计中，工作辊轴承选用双列滚针轴承。轴承代号：NKI38/30图十三 双列滚针轴承其主要参数为=43mm,D=53mm,C=30mm,基本额定载荷=41.5KN，=86.5支撑辊选用四列圆锥滚子轴承。轴承代号：352032 X2；图十四 四列圆锥滚子轴承其主要参数为d=160mm,D=240mm,B=115mm,基本额定载荷=608KN，=1260KN3.7.4 轴承强度校核1.支承辊轴承强度校核a.静强度校核当量静负荷 安全系数：故支撑辊轴承静强度足够。b.疲劳寿命校核轴承承受径向力=423.05KN轴承额定寿命 【2】式中，n轧辊转速，n=95.54r/min 温度系数，轧辊轴承一般只能在100C温度以下工作，所以=1 负荷系数，对于冷轧机，=1.21.5，取=1.2故支承辊寿命符合要求。2.工作辊轴承的强度校核：此轴承基本不受轴向力，只受径向力和摩擦阻力。在轧辊的每一端都装上两个轴承。 故工作辊寿命符合要求。3.8 机架的设计计算3.8.1机架的类型轧钢机机架是工作机座的重要部件，轧辊轴承座及轧辊调整装置等都安装在机架上。机架要承受轧制力，必须有足够的强度和刚度。根据轧钢机型式和工作要求，轧钢机机架分为闭式和开式。闭式机架是一个整体框架，具有较高强度和刚度。闭式机架主要用于轧制力较大的初轧机、板坯轧机和板带轧机等。此次设计中，选用的就是闭式机架。3.8.2机架的主要结构参数机架的主要结构参数是窗口宽度、高度和立柱端面尺寸。（1） 机架窗口宽度B在闭式机架中，机架窗口应稍大于轧辊最大直径，以便于换辊。四辊轧机机架窗口宽度一般为支撑辊直径的1.151.30倍。为换辊方便，换辊侧的机架窗口应比传动侧窗口宽510mm，亦可表示为式中，B机架窗口宽度 支撑辊轴承座宽度，mm 窗口滑板厚度，mm，一般取s=2040mm。（2） 机架窗口高度H机架窗口高度H主要根据轧辊最大开口度、压下螺丝最小伸出端，以及换辊等要求确定。对于四辊轧机，可取式中，、工作辊、支撑辊直径，mm。取H=1320mm。（3） 机架端面尺寸机架立柱的端面尺寸是根据强度条件确定的。查参考资料(1)表5-1得四辊轧机机架端面面积取端面尺寸为200mm 150mm,3.8.3机架材料轧钢机机架一般采用含碳量为0.25%0.35%的ZG260-500，其强度，延伸率。机架结构简图如下图图十五 机架结构简图3.8.4机架强度计算将机架及其受力状态进行简化并画弯矩图用材料力学方法计算是，为了简化计算，一般做以下假设：1）每片机架只在上下横梁的中间端面处受有垂直力R，而且这两个力大小相等、方向相反，作用在同一直线上，即机架的外负荷是对称的。此时，机架没有倾翻力矩，机架底脚不受力。；2）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。3）上下横梁和立柱交界处是刚性的，即机架变形后，机架转角仍保持不变。由于，则=危险截面应力图十六 矩形自由框架弯曲力矩图上下横梁最大弯曲应力立柱的拉弯应力对于机架，安全系数一般不小于10而对于ZG260-500，横梁的许用应力，立柱的许用应力。、故机架强度足够。3.8.5机架刚度计算机架的弹性变形是由横梁的弯曲和立柱的拉伸变形组成的。由于横梁的端面尺寸较横梁的长度来说是较大的，在计算横梁的弯曲变形时，应考虑横向切力的影响，有【1】得： 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其中， 式中，E机架材料的弹性模数，； 横梁的惯性矩； 横梁中性轴的长度； R横梁上的作用力，对于轧钢机，一般R为轧制力的一半，即； 机架立柱中的力矩。所以，=0.0013mm 式中，G机架材料的剪切弹性模数，取； 横梁的端面面积； K横梁的端面形状系数，对于矩形端面，系数K为1.2。所以，=0.0059 式中，立柱中性轴的长度； 立柱的端面面积。 所以，=0.012机架的弹性变形 =0.0192mm而对于钢板轧机，机架的允许变形为0.40.5mm（冷轧机）因为 故机架刚度满足要求。3.8.6地脚螺栓的选用按经验公式选螺栓直径d。当轧辊直径D500mm时，=3540mm取d=36mm强度校核略。3.9 主传动装置的设计计算3.9.1联轴器的选用本设计采用叉头十字轴式万向联轴器理论转矩则计算转矩式中， K工作情况系数，一般取K=1.31.8所以叉头十字轴式万向联轴器型号选为SWC-180， B型。强度校核 或或由于，且 所以此整体叉头十字轴式万向联轴器满足要求。图十七 叉头十字轴式万向联轴器3.9.2 压下液压缸计算：式中， 油缸柱塞刚度系数； 油缸的压缩率。 活塞直径 d =220mm 公称压力为 面积 查看参考资料（3）得压下行程为 即 5.69 可得到液压缸油缸变形为 4 翻译外文资料轴承的润滑性能对轧机轧制过程的影响周翔杨，王海荣，将庄德 国家重点实验室制造系统的工程，西安交通大学； 精密工程研究所，西安交通大学， 西安710049 。摘要：据研究早期应用在高速冷薄板轧机轧辊上的四列圆柱滚子轴承容易出现失效，调查主要原因是其润滑条件出现了问题，由于它们是在比较粗糙的润滑条件下工作的。通过建立和解决可以润滑的流体弹性动力学（弹流润滑） 模型辊内滚道接触区域，最小油膜厚度和真正的润滑性能表现是实际可靠的.那结果表明轴承损坏的原因来自少量的油膜厚度导致了轴承在工作中产生了高的温度和低的转速，以致产生了大量的接触磨损。因而通过改善各种各样的润滑途径去提高改善轴承的寿命 。即将检验减少表面粗糙度和接触区域双方的改善是一个有效果的途径。关键词：冷轧机，轧机轴承，早期失效，流体弹性润滑， 维修寿命。1 绪论滚动轴承是钢厂的一个关键组成部分。 然而 ，经常早期失效，是由于它们实际应用中操作条件苛刻，如沉重的负荷，高转速的影响，摩擦，高温，润滑不足，较差的密封等。在钢铁行业的生产和发展中这些将导致出现大量的弊端。所以为了满足当代先进轧钢机械设备的要求，去调查轴承失效的原因，和找到适当的路径去提高轴承在运行状态下的工作寿命，那是非常重要的。 一般来说，早期容易失效的就是轧辊和轴承双方之间，一般的轧机四辊轧机圆柱轧辊和圆锥滚子轴承普遍存在磨损，因为轴承是最适用于支持重型轧辊的。 它们的外表失效形式主要包括下列：磨损，开裂，烧毁，密封等。其原因通常是由于安装不当，不足的或不当的使用润滑油 。不合适的密封，材料缺陷，设计或制造质量的缺陷，和选择不准确的轴承等。在上述的众多的原因，金属接触磨损在广泛的应用扮演着一个重要的角色，基本上它们都与无效的润滑油有关联。在这个文件中，首先，根据lundberg.palmgren 轴承寿命的理论和涂油薄膜的参数理论来分析，润滑性能对轴承使用寿命的影响。然后，通过建立和解决可以润滑的流体弹性动力学（弹流润滑） 模型辊内滚道接触区域，分析了基于论该弹流润滑（弹流润滑）理论的纯保护因而通过改善各种各样的润滑途径去提高改善轴承的寿命 ，使其能够很好应用与重负荷轧钢机。2润滑对轴承寿命的影响：2.1轴承额定寿命轴承在正常运转工作的情况下，滚道的表面和滚动体是经常受到紧迫的挤压从而造成剥落，这些表面发生的剥落是由于材料的疲劳，并会最终导致轴承失效的。一般说，额定寿命以长的时间工作或大量的旋转影响作为定义是可以接受的，直到物体滚动表面出现剥落时，这是由Lundberg和palmgren在此基础上使用赫兹理对接触的弹性表面进行实验，对其进行大量的统计理论和多次的实验。得到计算额定寿命公式是： （1）式中，的单位为转速的，是基本额定动载荷 ，是基本额定静载荷。 对于圆柱滚子轴承来言，可以通过下式计算出来： （2）式中，与轴承的结构因素有关，是行的数目，是该轴承的有效的接触长度 ，是接触角， Z是每排的滚动元素，和是直径。2.2润滑因素的调节：就像上文中所提到的，它包括许多的因素，如安装，材料和操作运行的情况 等，其中的任意一个对轴承寿命的发挥都会有很大的影响，所以在计算过程中它们都应该考虑到。因而有一种改进后的方程应注意： （3）式中，是改善后的额定寿命; ，和是代表可靠性的调整因素，使用材料和操作运行的情况，等不同的级别。因素中的通常是用来解释这种润滑条件，油膜厚度，粘度的润滑剂， 清洁程度等 ，以至于有一些正面或负面的作用，对轴承额定寿命，在一般， 常规额定寿命的计算是基于正常的润滑，在其中的价值是可以达到等于1的。然而，如果润滑条件异常的有利因素和其他所有作业条件是正常的，可以有一个值大于1 ，反之亦然。2.3油膜参数：该润滑油膜参数理论由参考资料 4 证明对轴承表面的润滑是有一定好处的。油膜参数用表示 ，它代表的相对具有分离度两个接触表面之间的间隙，具体由下列方程能够表达： （4）式中 ，是中央薄膜厚度， 综合粗糙度参数，可以用下式计算： （5）其中和是两个联络机构接触表面粗糙度（均方根）。 油膜参数对于轴承疲劳寿命来说起着非常重要的影响。一般来说，油膜参数取较大的数值，越厚形成的油膜，以及形成较少的金属接触。当小于1时，表面的两个接触机构将接触到，可能导致表面的摩擦，磨损，焊接粗糙，在极端情况下还可能相互挤压，影响轴承的正常的工作，影响轧机的生产 。另一方面，当较大且超过3 时，表面两个联系机构将完全分离，形成一个弹流润滑的油膜。 这表示一个所谓充分的流润滑润滑条件，即轴承寿命可以增加12倍以上。如果在14之间其评级使用寿命的价值观将达标其标准的区域。在其中等于1 。因此，为了提高轴承的可靠性寿命， 有效润滑条件是必需的。3 四辊轧机圆柱滚子轴承高六辊薄板冷轧机简要组成是有以下三个部分组成的，并且它们是成对的：如支承辊，中间辊，和工作辊。如图1所示在轧制过程中，将具有强大的工作负荷，这的大部分转移到了中间辊上和支承辊上。 因此， 低柱轴承（如图2所示）利用在支撑辊上的位置，其承载能力比其他轴承较高。图1 高六辊冷轧机示意图图24 弹流润滑分析轧辊轴承4.1 FCDP100144530HC轴承FCDP100144530HC ，轧辊轴承。如图2所示，在起初应用时在很短的时间遭受了大量的损害.主要损害类型为： （ 1 ）烧毁，开裂， 擦伤，和磨料磨损的内圈;（ 2 ）开裂和融化; （ 3 ）焊接及查封 。这些看起来是润滑失效所造成的故障。它的操作条件和设计参数有下列表1和表2所描述，分别为：表一 轴承运行状态 项目 详细资料基本的轧制负荷，P5000KN旋转环 内圈 转动速度，n 80120 rpm 操作温度 60100 润滑模式 油循环 润滑剂类型 机油表二 轴承的设计参数 项目 详细资料 核心直径，d 500 mm 外径， D 720 mm 辊子直径， 50 mm 有效接触长度， 97 m