轧钢机械(第三章 轧辊与轧辊轴承)[教学内容]

1、xuyong 轧轧 钢钢 机机 械械 许勇许勇 20062006 1优学课堂 第三章：轧辊与轧辊轴承第三章：轧辊与轧辊轴承 轧辊和轧辊轴承是轧钢机中两个重要的轧辊和轧辊轴承是轧钢机中两个重要的 部件；部件； 轧辊是轧钢机中惟一与轧件直接接触，轧辊是轧钢机中惟一与轧件直接接触， 并使轧件产生塑性变形；并使轧件产生塑性变形； 轧辊轴承是保持轧辊正常回转运行的重轧辊轴承是保持轧辊正常回转运行的重 要部件。要部件。 xuyong 2优学课堂 1 轧辊轧辊 一、轧辊的类型一、轧辊的类型 1、分类、分类 板带轧机轧辊板带轧机轧辊 型钢轧机轧辊型钢轧机轧辊 2、结构、结构 辊身辊身 辊颈辊颈 轴头轴头 xu

2、yong 3优学课堂 1 轧辊轧辊 一、轧辊的类型一、轧辊的类型 3、材料、材料 选择原则：选择原则： 满足工艺要求及特点；满足工艺要求及特点； 轧辊本身的破坏形式及原因；轧辊本身的破坏形式及原因； 选择标准材料：锻钢、铸钢、铸铁选择标准材料：锻钢、铸钢、铸铁 例如宝钢例如宝钢2030：工作辊：工作辊：HS93-94 86CrMoV7 支承辊：支承辊：HS55-60 40Cr3MoV7 xuyong 4优学课堂 1 轧辊轧辊 二、轧辊的强度计算和应力分析二、轧辊的强度计算和应力分析 1、一般原则、一般原则 静载：弯、扭、剪静载：弯、扭、剪 动载：冲击、振动动载：冲击、振动 热应力：温度造成的应

3、力热应力：温度造成的应力 由于有些应力很难计算，设计中一般不由于有些应力很难计算，设计中一般不 按疲劳问题考虑，而是将影响纳入安全按疲劳问题考虑，而是将影响纳入安全 系数考虑。系数考虑。 轧辊安全系数：轧辊安全系数：ng=5 xuyong 5优学课堂 1 轧辊轧辊 二、轧辊的强度计算和应力分析二、轧辊的强度计算和应力分析 2、二辊轧机、二辊轧机 轴头受扭，计算扭转剪切应力；轴头受扭，计算扭转剪切应力； 辊颈受弯、扭，按复合应力考虑；辊颈受弯、扭，按复合应力考虑； 钢轧辊：采用第四强度理论钢轧辊：采用第四强度理论 铸铁轧辊：采用摩尔强度理论铸铁轧辊：采用摩尔强度理论 辊身只计算弯曲应力。辊身只计

4、算弯曲应力。 xuyong 6优学课堂 1 轧辊轧辊 二、轧辊的强度计算和应力分析二、轧辊的强度计算和应力分析 3、四辊轧机、四辊轧机 支承辊只计算弯矩（辊身中部和辊颈）；支承辊只计算弯矩（辊身中部和辊颈）； 工作辊只验算轴头；工作辊只验算轴头； 计算机工作辊和支承辊的接触应力。计算机工作辊和支承辊的接触应力。 4、辊型与轧制力分布、辊型与轧制力分布 有槽轧辊有槽轧辊 圆柱轧辊圆柱轧辊 xuyong 7优学课堂 1 轧辊轧辊 三、轧辊变形计算三、轧辊变形计算 1、概述、概述 轧辊的变形直接影响轧辊的变形直接影响 到轧件的质量，即影到轧件的质量，即影 响到轧件的板型。响到轧件的板型。 h=S0+

5、fr+fh fr在轧机总变形中约占在轧机总变形中约占50-60% xuyong fr/2 S0 fh/2 h 8优学课堂 1 轧辊轧辊 三、轧辊变形计算三、轧辊变形计算 1、概述、概述 意义：计算厚差为板型控制提供数据；意义：计算厚差为板型控制提供数据； 为接触应力计算提供条件。为接触应力计算提供条件。 2、轧辊变形的组成、轧辊变形的组成 弯曲变形；弯曲变形； 工作辊与支承之间的弹性压扁变形；工作辊与支承之间的弹性压扁变形； 热变形。热变形。 xuyong 9优学课堂 1 轧辊轧辊 三、轧辊变形计算三、轧辊变形计算 3、计算方法、计算方法 简支梁法简支梁法 一般用于二辊轧机一般用于二辊轧机 弹

6、基梁法弹基梁法 通常用于四辊轧机通常用于四辊轧机 M.D.Stone在在1965年年8月月钢铁工程钢铁工程 师师上刊登了弹基梁法，从而引起重视。上刊登了弹基梁法，从而引起重视。 xuyong 10优学课堂 2 轧辊轴承轧辊轴承 一、工作特点一、工作特点 1、单位负荷大；、单位负荷大； 负荷大（是一般轴承的负荷大（是一般轴承的2-4倍）倍） 轴承尺寸受限制轴承尺寸受限制 pv值比一般的大值比一般的大3-20倍倍 2、条件恶劣，密封要求高；、条件恶劣，密封要求高； 3、运转速度差别大。、运转速度差别大。 xuyong 11优学课堂 2 轧辊轴承轧辊轴承 二、类型及使用场合二、类型及使用场合 1、滚

7、动轴承：双列球面滚动轴承、滚动轴承：双列球面滚动轴承 四列圆锥滚子轴承四列圆锥滚子轴承 多列圆柱滚子轴承多列圆柱滚子轴承 特点：特点： =0.002-0.005 刚性刚性 外形外形 抗冲击抗冲击 使用方便使用方便 使用范围：板、坯、线、带使用范围：板、坯、线、带 xuyong 12优学课堂 2 轧辊轴承轧辊轴承 二、类型及使用场合二、类型及使用场合 2、滑动轴承、滑动轴承 v 半干摩擦：开式胶木瓦半干摩擦：开式胶木瓦 带金属衬的带金属衬的 特点：水冷却特点：水冷却 =0.03-0.06 耐摩性能耐摩性能 承载能力承载能力 抗冲击性能抗冲击性能 刚性刚性 使用范围：开坯、初轧使用范围：开坯、初轧

8、 xuyong 13优学课堂 2 轧辊轴承轧辊轴承 二、类型及使用场合二、类型及使用场合 2、滑动轴承、滑动轴承 v 液压摩擦：动压油膜轴承液压摩擦：动压油膜轴承 静压油膜轴承静压油膜轴承 动静压油膜轴承动静压油膜轴承 特点：特点： =0.001-0.008 刚性刚性 v 寿命寿命 维护及费用维护及费用 使用范围：四辊轧机支承辊使用范围：四辊轧机支承辊 xuyong 14优学课堂 2 轧辊轴承轧辊轴承 三、液体摩擦轴承三、液体摩擦轴承 1934年正式应用于轧机上。年正式应用于轧机上。 1、动压油膜轴承、动压油膜轴承 流体动压润滑基本方程流体动压润滑基本方程雷诺方程雷诺方程 假设：假设： 流体有

9、粘度，内摩擦服从牛顿定理；流体有粘度，内摩擦服从牛顿定理； 流体不可压缩；流体不可压缩； 忽略重力、惯性力；忽略重力、惯性力； 忽略压力（粘度效应）；忽略压力（粘度效应）； 刚度表面是理想光滑；刚度表面是理想光滑； 流体在流体在Z方向没有流动。方向没有流动。 xuyong X v Z Y 0 15优学课堂 2 轧辊轴承轧辊轴承 三、液体摩擦轴承三、液体摩擦轴承 1、动压油膜轴承、动压油膜轴承 承载条件承载条件 ： 锥形间隙锥形间隙 速度速度 持续供油持续供油 保持油温保持油温 高精度高精度 良好的密封良好的密封 2、动静、动静压油膜轴承压油膜轴承 xuyong 16优学课堂 2 轧辊轴承轧辊轴承 四、滚动轴承四、滚动轴承 应