轧辊与轧辊轴承(3)

1、1轧钢机械轧钢机械 北京科技大学北京科技大学主讲人：王邦文主讲人：王邦文 主要内容：轧辊类型与结构，尺主要内容：轧辊类型与结构，尺寸参数，轧辊强度及变形计算。寸参数，轧辊强度及变形计算。轧辊轴承分类与结构，承载特点：轧辊轴承分类与结构，承载特点：轧机用多列滚动轴承、油膜轴承轧机用多列滚动轴承、油膜轴承特点与结构，特点与结构， 动压、静压、动动压、静压、动压轴承的特点与应用。压轴承的特点与应用。 3一、轧辊的类型与结构一、轧辊的类型与结构 轧辊是轧机的重要部件，轧件在轧辊轧辊是轧机的重要部件，轧件在轧辊间产生塑性变形，轧辊承受轧制时产间产生塑性变形，轧辊承受轧制时产 生的轧制力与轧制力矩。生的轧

2、制力与轧制力矩。1、形状、形状- 一一 般为圆柱形的：带孔型般为圆柱形的：带孔型（型钢轧机）或凸度（板带）（型钢轧机）或凸度（板带） 。2、结构、结构- 辊身（与轧件接触）、抽颈辊身（与轧件接触）、抽颈（传递轧制力）与轴头（传递扭矩）。（传递轧制力）与轴头（传递扭矩）。 图图a 梅花轴头梅花轴头 图图b 万向轴头万向轴头 图图c、d带键槽或平台的圆带键槽或平台的圆柱轴头柱轴头。D DDldLDahDcos118各种轧机的最大咬入角h/D1 表3-19辊身长度由于工艺条件、孔型配置、轧辊的强度与辊身长度由于工艺条件、孔型配置、轧辊的强度与刚度确定。刚度确定。.各类轧机各类轧机L/D比值从比值从1

3、.53.0不等不等,具体见具体见 各类轧机的各类轧机的L/D 表表3-2 板带轧机板带轧机辊身长辊身长L与辊身直径与辊身直径D 辊身长应大于轧钢板的最大宽度辊身长应大于轧钢板的最大宽度bmax：L=bmax+a a由板宽确定由板宽确定 a=100-200-400mm确定辊身长度以后，再根据咬入条确定辊身长度以后，再根据咬入条件、强度与刚度条件确定辊身直径件、强度与刚度条件确定辊身直径D. 各种四辊轧机各种四辊轧机L/D比值、支承辊与工作辊直比值、支承辊与工作辊直径之比径之比D2/D1见表见表3-3 L/D比值越小。则辊系的刚度越大比值越小。则辊系的刚度越大 常用的轧辊材料常用的轧辊材料常用的轧

4、辊材料有合金锻钢、合金铸钢和铸常用的轧辊材料有合金锻钢、合金铸钢和铸铁等。铁等。 合金锻钢合金锻钢 热轧辊用钢有：热轧辊用钢有：55Mn2、55Cr、60CrMnMo、60SiMnMo等等 冷轧辊用钢有：冷轧辊用钢有：9Cr、9Cr2、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV、80CrNi3W、8CrMoV等等 合金铸钢合金铸钢17表表3-73-7各类轧机轧辊材料及辊面硬度各类轧机轧辊材料及辊面硬度 18四、轧辊强度校核四、轧辊强度校核 为保证高的轧制生产率和产品质量，轧辊必为保证高的轧制生产率和产品质量，轧辊必须有足够的强庋。轧辊破坏的原因是多方面的：须有足够的强庋。轧辊破坏的原因

5、是多方面的：设计强度不够，在额定的负荷下产生断辊。设计强度不够，在额定的负荷下产生断辊。材质及加工不合要求，达不到设计强度。材质及加工不合要求，达不到设计强度。使用维护不当。冷却不足或过热，换辊不及使用维护不当。冷却不足或过热，换辊不及时产生疲劳剥落。时产生疲劳剥落。 对轧辊一般应进行弯曲、扭转强度校核，对对轧辊一般应进行弯曲、扭转强度校核，对四辊辊轧机还应做接触强度校核。四辊辊轧机还应做接触强度校核。 轧辊在轧机中属易损件，它的安全系数是各部轧辊在轧机中属易损件，它的安全系数是各部件中最低的（件中最低的（n=5）。）。20 840LlPMWbRLlPDP 24 . 003233 KKWM 2

6、2w工作辊与支承辊间的接工作辊与支承辊间的接触应力触应力假设辊间作用力沿轴向均假设辊间作用力沿轴向均匀分布，由弹性力学中可匀分布，由弹性力学中可转化为弹性力学中的平面转化为弹性力学中的平面接触问题，当二者材料相接触问题，当二者材料相同时，由赫茨公式可以求同时，由赫茨公式可以求出最大接触压力，在轧辊出最大接触压力，在轧辊表面，材料处于三向受压表面，材料处于三向受压状态，难以破坏，造成剥状态，难以破坏，造成剥落的是辊面以下的切应力落的是辊面以下的切应力: 23 在在 一般认为，后者是一种一般认为，后者是一种交变应力是轧辊剥落破交变应力是轧辊剥落破坏的根源。坏的根源。bz78. 0 maxmax45

7、304. 0bz5 . 0 maxmax256. 0 zy25五、轧辊的变形计算五、轧辊的变形计算轧辊在轧制力作用下，要产生弯曲变形，为轧辊在轧制力作用下，要产生弯曲变形，为满足板带平直度质量要求，必须对这些变形满足板带平直度质量要求，必须对这些变形值加以限制。值加以限制。1.简支梁计算轧辊挠度简支梁计算轧辊挠度用材料力学中的能量法可方便的解决这一问用材料力学中的能量法可方便的解决这一问题。由于轧辊短而粗，故其剪力对弯曲变形题。由于轧辊短而粗，故其剪力对弯曲变形的影响不能忽略，其辊身中点总的挠度应为的影响不能忽略，其辊身中点总的挠度应为弯矩、剪力产生挠度之和，由卡氏定理可分弯矩、剪力产生挠度之和，由卡氏定理可分别求出其数值。别求出其数值。 26 32417128 .18babEDPf 21228GDPbbGFKPf 272、轧辊的弹性压扁、轧辊的弹性压扁由赫兹公式，将工作辊与由赫兹公式，将工作辊与支承辊简化