【摘 要】
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钢铁在21世纪大量使用的材料中仍占第一位。轧制加工是我国钢铁材料和有色金属生产的主要方法。轧机设备是我国钢铁等冶金行业中不可或缺的一项重要设备,它代表了一个大国钢铁行业整体进步和发展的水平。四辊轧机是现代各种板带轧机中的基本结构形式,也是采用最普遍的轧机。现代轧机装备向着大型重载、精密、高速和短流程阔步前进。近代以来,国内相继引进或制造了各类大量的现代化轧机,显著提高了轧机装备水平。然而,在实际工
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钢铁在21世纪大量使用的材料中仍占第一位。轧制加工是我国钢铁材料和有色金属生产的主要方法。轧机设备是我国钢铁等冶金行业中不可或缺的一项重要设备,它代表了一个大国钢铁行业整体进步和发展的水平。四辊轧机是现代各种板带轧机中的基本结构形式,也是采用最普遍的轧机。现代轧机装备向着大型重载、精密、高速和短流程阔步前进。近代以来,国内相继引进或制造了各类大量的现代化轧机,显著提高了轧机装备水平。然而,在实际工业生产过程中同样发生了大量大型轧机中的止推轴承或者圆锥滚子轴承的短寿和烧损等多种情况,制约了大压下及高速化生产,年损失达几十亿元。用于生产板带的四辊轧机辊系,普遍设置了偏移距以保证轧辊间平行定位及其稳定,以防止辊间交叉,这已经成为四辊轧机辊系平行定位主要方法。近代相继出现的四辊轧机辊系都设置了偏移距,但未能保证偏移距机理的确定性,辊间动态交叉行为屡有发生,引发超大轴向力损坏止推轴承或者圆锥滚子轴承或者生成轧制支反力偏差破坏板形控制的稳定性。本文以轧机设计理论中轧辊临界偏移距的计算公式为问题的切入点,讨论公式中的滚动摩擦系数和摩擦圆半径取值的准确性。并且分析弯辊力、压下系统产生的摩擦及传动系统对辊系稳定性的影响。首先,在前人研究的基础上分析了辊系的受力状态,阐述了轧机偏移距设计理论,并对偏移距计算公式中的变量进行分析:影响滚动摩擦系数的因素,摩擦圆半径的取值的合理性,弯辊力、压下系统、传动系统对辊系稳定性的影响。分析结果表明,实际轧制过程中,由于压下系统与支承辊间存在摩擦,液压弯辊系统与工作辊轴承座间存在摩擦,则在安装轧辊时,可以将质量较大、受摩擦较大的支承辊轴承座事先靠向机架,而在工作辊轴承座与机架间留有合适的间隙,使设置的偏移距实现辊系的稳定。而空载状态设置偏移距无法靠自身重量实现辊系的稳定。另外,采用有限元软件ABAQUS模拟了不同轧制力、不同辊径下的轧制过程,通过模拟结果求出滚动摩擦系数、摩擦圆半径并与理论结果比较。分析结果表明,滚动摩擦系数m的值集中在0.1~0.3之间,与偏移距计算公式所给滚动摩擦系数m=0.1~0.3相吻合,并且发现滚动摩擦系数m的值随轧制力增大而增大,随轧辊直径的增大而减小。通过分析操作侧和传动侧工作辊与轴承座间的水平力,表明在1580四辊轧机用于精轧时,由于万向接轴的双轴角度很小,传动系统对辊系稳定性的影响可以忽略。但是当轧机用于粗轧时,由于万向接轴的双轴角度很大,操作侧和传动侧工作辊与轴承座间的水平力大小不等,这时传动系统对辊系稳定性的影响不能忽略。
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