高速线材孔型设计总结

1、目录1 设计说明 2.1.1 孔型设计概述.21.1.1孔型设计的内容.21.1.2孔型设计的基本原则 .22 孔型系统的选择及依据.32.1 孔型系统的选取.32.1.1粗轧机孔型系统的选取 .32.1.2中轧、预精轧及精轧轧机孔型系统的选取 .33 确定轧制道次.43.1 轧机的选择 .44 分配各道次延伸系数.54.1 孔型设计计算.54.1.1确定各道次延伸系数 .55 确定各道次出口的断面面积 .65.1 确定各道次轧件的断面面积 .66 各道次孔型尺寸.76.1 孔型设计计算.77 孔型在轧辊上的配置.87.1孔型在轧辊上的配置原则 .87.1.1孔型在轧辊上的配置 .97.2 轧

2、辊的平均工作直径及轧辊转速的确定.97.2.1 工作辊径的确定 .97.2.2 轧辊转速的确定 .108 力能等效计算 138.1 力能参数计算 .138.1.1 轧制温度.138.1.2轧制力计算.158.1.3轧辊辊缝计算.209 校核轧辊强度 .219.1 轧辊强度的校核 . 219.1.1 强度校核.219.1.2第一架轧机轧辊强度校核举例 .2410 电机的选择及校核 2610.1 电机功率的校核 .2610.1.1 传动力矩的组成 .2610.1.2 各种力矩的计算 26.10.1.3 电机校核 .2810.1.4 第一道次电机功率校核举例 .2811 各孔型图及轧制图表 .301

3、1.11. 设计说明1.1 孔型设计概述钢坯要在所设计的孔型中轧制若干道次才能获得所要求的断面形状和尺寸， 同时孔型设计还与所轧产品的性能、质量及轧机的生产能力、金属消耗、能耗、 产品成本、劳动条件都直接相联，所以孔型设计是车间设计重要一环。1.1.1 孔型设计的内容孔型设计是型钢生产的工具设计。孔型设计的全部设计和计算包括三个方 面：1. 断面孔型设计 根据原料和成品的断面形状和尺寸及对产品性能的要求，确定孔型系统、轧 制道次和各道次的变形量，以及各道次的孔型形状和尺寸。2. 配辊确定孔型在各机架上的分配及其在轧辊上的配置方式， 以保证轧件能正常轧 制、操作方便、成品质量好和轧机产量高。3.

4、 轧辊辅件设计 导卫或诱导装置的设计 导卫装置应保证轧件能按照所要求的状态进、出孔型或者使轧件在孔型以 外发生一定的变形，或者对轧件起矫正或翻转作用等。1.1.2 孔型设计的基本原则孔型设计是型钢生产中的一项极其重要的工作， 它直接影响着成品质量、 轧 机生产能力、产品成本、劳动条件及劳动强度。因此，合理的孔型设计应满足以 下几点基本要求。1. 保证获得优质产品 所轧产品除断面形状正确和断面尺寸在允许偏羌范围之内外。应使表面光 洁金属内部的残余内力小，金相组织和力学性能良好。2. 保证轧机生产率高轧机的生产率决定于轧机的小时产量和作业率。 影响轧机小时产量的主要因 素是轧制速度。作业率取决于工

5、艺的科学、孔型设计的合理、设备的优良、操作 的熟练。3. 保证产品成本最低 为了降低生产成本，必须降低各种消耗，由于金属消耗在成本中起主要作用， 故提高成材率是降低成本的关键。 因此，孔型设计应保证轧制过程进行顺利， 便 于调整，减少切损和降低废品率； 在用户无特殊要求的情况下， 尽可能按负偏差 进行轧制。同时，合理的孔型设计也应保证减少轧辊和电能的消耗。4. 保证劳动条件好 孔型设计时除考虑安全生产外，还应考虑轧制过程易于实现机械化和自动 化，轧制稳定，便于调整；轧辊辅件坚固耐用，装卸容易 9。2. 孔型系统的选择及依据2.1 孔型系统的选取2.1.1 粗轧机孔型系统的选取1. 1# 轧机的

6、孔型为平箱， 2# 轧机的孔型为立箱。箱形孔型系统的轧件变形较为均匀，角部没有改变，容易温度偏低。1) 箱形孔型系统的主要优点是：(1) 沿轧件断面宽度变形均匀，孔型磨损较小；(2) 通过这种孔型轧出的轧件比起相同面积的其他孔型来，孔型轧槽切入 轧辊深度较小大，故可以允许给以较大的变形量；(3) 可以适应来料断面尺寸的波动，并且在同一孔型中通过调整压下量， 可以得到不同断面尺寸的轧件；(4) 在这种孔型中轧制，轧件上的的氧化铁皮易于脱落。2) 箱形孔型系统的主要缺点是：(1) 在这种孔型中轧出的方形或矩形断面不够规整；(2) 在这种孔型系统中金属只能受到两个方向的轧制加工；(3) 当进入孔型的

7、轧件高度比较大而孔型槽底又较宽时，轧件在孔型中的 稳定性不好，易发生倒钢或歪扭现象，这在轧制小断面轧件时尤为严重。由于箱形孔型系统具有上述特点，在线材生产上它多用于轧制的头几道次，并用于轧制断面尺寸在60X 60毫米以上的轧件。在400毫米轧机上这种孔型最 小轧出断面尺寸为56X56毫米；在300毫米轧机上这种孔型最小轧出断面为 45X 45毫米。箱形孔型道次延伸系数一般为1.201.40。2. 3#6#轧机的孔型依次为：椭圆 一圆一椭圆一圆 这种孔型系统的优点在于：1) 孔型形状能使轧件从一种断面平滑地转换成另一种断面， 从而避免金属 由于剧烈的不均匀变形面产生局部应力。2) 在此孔型系统中

8、轧出的轧件没有尖锐的棱角，轧件冷却均匀。3) 孔型形状及变形特点有利于去除轧件上的氧化铁皮， 使轧件具有良好的 表面。4) 必要时可在延伸孔型中获得圆断面成品，从而减少换辊10。2.1.2中轧、预精轧及精轧轧机孔型系统的选取综合比较各种孔型系统，本设计的中轧、预精轧、精轧及减定径轧机孔型选 取椭圆一圆孔型系统。3. 确定轧制道次由坯料尺寸（150mM 150mm）和所轧制的最小断面的轧件尺寸（O6.5mm） 确定轧制道次。考虑到坯料尺寸偏差和热膨胀因素，所以总延伸系数为：(150 4) 1.01526.52-736.68般全线平均延伸系数为：丄-1.27轧制道In J tlnJ-27.6 取整

9、得N =28，精轧最后两架为减径机。轧机最后为两架定径机（不考虑在内）。 参考现场实际生产情况及相关资料将 26+4架轧机分为粗轧、中轧、预精轧、 精轧及减定径五组机组。其中粗轧 6架，中轧6架，预精轧6架，精轧8架，减 定径机4架。3.1轧机的选择各机组主要参数如表7表1轧机主要技术参数车L辊主电机速比机机架机架布辊径(mm)辊身长转速r/min组号置最大辊径最小度功率辊径(mm)kw1H61052080050098.38粗2V61052080050076.40轧3H610520800650700140059.40机4V49542070050036.97组5H49542070065028.5

10、46V49542070065021.607H42036065065013.59中8V42036065070010.10轧9H4203606506507.94机10V4203606507005.96组11H42036065065070014004.6812V4203606507003.7013H4203606507002.94预14V4203606507002.34精15H248222757001.06轧16V248222756001.06机17H2482227570070014000.8918V248222756000.7531945°228205720.597精2045°

11、228205720.411轧2145°228205720.411机2245°228205720.325组2345°2282057250005015700.2142445°228205720.2142545°228205720.1562645°228205720.156减2745°2282050.125疋2845°228205720.125径2945°2282057232000.102机3045°228205728500.1027217004. 分配各道次延伸系数4.1孔型设计计算4.1.1确定各

12、道次延伸系数典型产品（C6.5mm）总延伸系数为736.68由延伸系数的分配原则确定各道次延伸系数见表8表2各道次的延伸系数轧 制 道 次1234567891011121214延 伸 系 数1.31.251.391.321.391.281.381.321.321.321.331.251.281.25轧 制 道 次1516171819202122232425262728延 伸 系 数1.271.251.251.241.211.221.221.211.201.211.211.211.201.205. 确定各道次出口的断面面积5.1确定各道次轧件的断面面积 按逆轧顺序进行计算： 由公式:FnjFnJ

13、2 二FnFn才仁F厂F22所以，各道次轧件断面面积如表 9表3各道次轧件断面面积轧制道次1234567断面面积17307.713846.2.9961.37546.45429.14241.53073.5轧件尺寸9873.5轧制道次81011121314断面面积2328.491336.31004.8803.8628.0502.4轧件尺寸054.51763.9041.3 32.025.3轧制道次151718192021断面面积395.616204.2208.4168. 7138.3113.4轧件尺寸316.51.1 13.3轧制道次22202425262728断面面积93.72364.553.34

14、4.136.733.2轧件尺寸 10.978.19.17.56.56. 各道次孔型尺寸6.1孔型设计计算由程序计算得各个孔型尺寸如下表:表4孔型参数规格机架轧件尺寸(mm)孔型尺寸(mm)高度宽度高度宽度椭圆圆弧半圆扩张辊缝1115150.512016015.02117.7117.712512512.0384.8135.884.8150/9193.920.84989898107.53015.0557120.557133.9113.713.4673.573.573.582.33012.5741.79141.7101.1165.910854.554.554.563.6308.5932.466.63

15、2.474627.91041.341.341.347.6307.51125.849.925.855.544.46.31232323236.5306.01320.838.220.842.432.75.21425.325.325.328.5305.01516.130.416.133.827.24.31619.819.819.822.5304.01713.92313.925.618.43.51816.316.316.318253.21912.318.512.320.613.73.02013.913.913.915.1252.2219.416.49.418.213.72.52211.211.211.2

16、12.5253.0238.212.98.214.39.82.0249.49.49.410.3252.4256.710.96.712.18.61.7267.87.87.88.6252.0275.69.05.6107.11.5286.56.56.57.1251在孔型系统及各孔型的尺寸确定后，还要合理地将孔型分配和布置到各机架 的轧辊上去。配辊应做到使轧制操作方便，保证产品质量和产量，并使轧辊得到 有效的利用。7. 孔型在轧辊上的配置7.1孔型在轧辊上的配置原则为了合理配置孔型，一般应遵守如下原则：1. 孔型在各机架的分配原则是力求轧机各架的轧制时间均衡。2. 根据各孔型的磨损程度及其对质量的影响，

17、 每一道备用孔型的数量在轧辊 上应有所不同。如成品孔和成品前孔对成品的表面质量与尺寸精确度有很大影响，所以成品孔和成品前孔在轧较长度允许的范围内应多配几个，这样当孔型磨损到影响成品质量时，可以只换孔型，而不需换辊。3. 确定孔型间随即辊环宽度时，应同时考虑辊环强度以及安装和调整轧辊辅 件的操作条件：1）辊环强度取决于轧辊材质、轧槽深度和辊环根部的圆角半径大小。2）钢轧辊的辊环宽度应大于成等于槽深高度之半。3）铸铁辊的辊环宽度应大于或等于槽深高度。4) 确定辊环宽度时除考虑其强度外，还应考虑导板的厚度或导板箱的尺才以及调整螺丝的长度和操作所需的位置大小，边辊环宽度中小型轧机取80120mm。7.

18、1.1孔型在轧辊上的配置孔型在轧辊上的配置包括：垂直方向上的配置和辊身长度方向上的配置。垂 直方向上的配置和轧辊的名义直径、原是直径、工作直径有关；而孔型在辊身长 度方向上的配置要考虑的因素有：1. 成品孔和成品前孔应尽量争取单独配置，即不配置在同一架轧机的同一 轧线上，以便实观单独调整，保证成品质量。2. 分配到各架轧机上的轧制道次应力争使各架轧机轧制时间负荷均衡，以便获得较短的轧制节奏，有利于提高轧机产量。3. 根据各个孔型磨损对成品质量影响程度不同， 在轧辊上孔型配置数目也不 相同。成品孔应尽可能多配，成品前孔和再前孔根据条件和可能也应多配一些。 这样做的另一好处是可以减少换辊次数、减少

19、轧辊储备数量，并能降低轧辊消耗。4. 轧辊相邻孔型间的凸台叫辊环，在轧辊长度方向上要留有足够的宽度， 以保证辊环强度和满足安装导卫和调整的要求。在满足了上述要求的条件下辊环宽 度可适当减小。以便能多安排孔型数目。铸铁辊环的宽度一般可考虑等于轧槽深 度,而钢辊辊环可以小些轧辊两端的辊环宽度对于大中型轧机可取100mm以上,而对小型轧机般在50100mm的范围内选取。至于在孔型倾斜配置的情况下， 还应考虑设置止推斜面辊环的要求。本设计轧辊配辊图见附图。7.2轧辊的平均工作直径及轧辊转速的确定7.2.1工作辊径的确定1. 粗中轧机(114#轧机)工作辊径的确定箱形孔：Dw = D -0.85h (6

20、)椭圆孔：Dw=(D-1.33h) 1.01 (7)圆孔：Dw=D-1.56h (8)式中：Dw为轧辊工作直径D为辊环直径h为孔型高度根据以上公式计算粗中轧机工作辊径如下表。2. 预精轧、精轧、减定径机(1530#轧机)工作辊径的确定椭圆孔：Dw=(D-1.33h) 1.01 (9)圆孔：Dw=(D-1.35h) 1.01 (10)式中：Dw为轧辊工作直径D为辊环直径h为孔型高度根据以上公式计算预精轧、精轧、减定径机工作辊径如下表。表5短应力线轧机工作辊平均辊径机架号1234567891011121314Dw510485502342423385368335381356390370223216表

21、6碳化钨悬臂轧机工作辊平均辊径机架号1516171819202122232425262728Dw229223212208214212218215219217221220223221表中27#、28#为减径机孔型，29#、30#为定径机，其孔型与28#相同722轧辊转速的确定轧辊转速是主要的生产操作参数之一。它由各道轧件出口速度和前滑值 来决定。各道轧件出口速度可以由各道的连轧常数或确定的前后轧机轧件出 入口速度差决定。按无张力设计轧件速度容易因轧件速度计算误差和轧辊转 速调整误差带来堆钢。过大速度差带来较大张力，它能减少电机动态速降的 幅度，即便孔型磨损，也能保持一段稳定轧制，但带来孔型磨损严

22、重。故连 轧生产中，一般采用微张力轧制。因此，为防止堆钢事故，轧件出口速度在设计时就有一定偏差，如大于1的连轧常数，或每道出口速度低于下道入口速度的3%由连轧常数公式：C 二 Fn Dwn nn (1 Sh Sn) . (11)式中：Fn各道次轧件出口面积;nn 各道次轧辊转速;Sh 自由宽展前滑；Sn限制宽展下前滑影响系数，取 Sh - Sn =0.031 0.006 = 0.037对于第28架成品孔得： C28 =F28 Dw28 n28 （1 sh sn）Dn其中V28由轧辊线速度v和V2V（V Sh Sn）（其中轧件出口速度60V28 =100m/s ,）来决定。所以60V2860X1

23、00X103CCFn288 3 3Br p m二D(1 shsn)二 2 2 1 1.0 3 7此时连轧常数C28 =33.2 221 833.8 1.037 =6.344 107按逆轧顺序分配各架之间的拉钢系数设 ki =1.001 1.003可取 k28 = k27 = =k15 =1.001k14 = k13 = =kn =1.000 k10 = k9 二 k8 = k7 =1.002kt = k? = =k§ =1.003计算连轧常数Cn4Cn 4knC 287 C2728 =6.328 10k28同理计算得各机架的连轧常数（107）如下表。表7各机架的连轧常数（107）机架

24、号1234567连轧常数6.0926.1106.1296.1476.1656.1846.202机架号891011121314连轧常数6.2156.2276.2406.2406.2406.2406.240机架号15161718192021连轧常数6.2526.2586.2656.2716.2776.2846.290机架号22232425262728连轧常 数6.2966.3026.3096.3156.3216.3286.334CiniDwiFi公式:(12)兀Dw EVi(13)60计算得各机架的轧制速度如下表:表8各机架的轧制速度机架号1234567轧制速度m/s0.220.280.390.5

25、0.710.911.3电机转速1023.81021.2859.31052.8893.6984.9869机架号891011121314轧制速度m/s1.62.22.93.94.86.27.7电机转速944.3844.8910.7859902.5851.1887.7机架号15161718192021轧制速度m/s9.912.515.618.52125.531.2电机转速1028.61033.91002.11081.41063.9935.51093.1机架号22232425262728轧制速度m/s37.745.355.266.87590.2100电机转速1062.3829.510271174.11

26、092.41018.71188.88. 力能等效计算8.1力能参数计算& 1.1轧制温度线材在轧制过程中的温度变化，是由辐射、传导、对流引起的温降和金属变 形热所产生的温度升高综合作用的结果。轧制过程中每一道次上轧件的温度变化为凤，它可以分解为几部分，如下公式：A = ：tp 二 tf 一(.讥：Ltu =ts * Ltd) (18)式中：t 道次轧件温度变化厶tp 由塑性变形功转变的温升 =tf 轧件与轧辊间相互摩擦产生的温升t一轧件向周围辐射产生的温降氏u 轧件在机架间运行是空气对流引起的温降氏s 冷却水引起的轧件温降:td 轧辊热传导引起的轧件温降为便于计算，对以下模型进行一下简

27、化：轧件和轧辊之间的磨擦产生的温升很小，故"f可以忽略。对:t.-:，:tu简化式为：二也川*tu >ts (19)式中：kq轧机形式系数，取5 = 1.15则经简化，变形温度模型为：心t = Atp -k® 迪t®-比 (20)1. 各种温度变化的公式1) 变形功引起的温升AH% =1.81 p(1-a) In . (21)h式中：p平均单位压力2）轧辊热传导引起的温降-'：td九 Fzt21.8c0G hc(22)式中：钢材的热传导系数，热轧温度下 =300k/mhFz 轧件与导热体的接触面积，对于轧辊 Fz=2lcbc 10lc 轧鉴于轧辊的接

28、触弧长，lc二Rbc 轧件通过该道次的平均宽度t2 热传导时间hc 轧件通过该道次的平均高度Co 比热容，co =0.166k/kg代入式中，整理得：= 0.284R：2(H h)2v(23)式中:H,h 轧件轧前、轧后高度v轧件出口速度:-咬入角3）由辐射引起的温降J0 01GC0(24)式中:辐射体黑度，；=0.8 ；完全黑体的辐射系数，：=5.815w/m2 k ；一轧件绝对温度 k ；T2 空气绝对温度，T2 =27 273 =300(k);相邻两机架件轧件运行时间s ，由轧机间距和每道次出口速度计算；Fs单位长度的轧件质量kg ；Co 比热容kJ / kg k。代入式中，整理得：(2

29、5).t =0.981 F001000F式中：F 轧件断面积& 1.2轧制力计算1.平均单位压力采用Ekeland公式，用于热轧高件自由宽展时计算平均单位压力的半经验公 式为：(26)p =(1 m)(k ；)式中：m外摩擦对单位压力的影响系数粘性系数；平均变形速度k =10 (14 -0.01t) (1.4 C Mn)H h= 0.1 (14-0.01t)其中：1.6 R-1.2mH +h式中：R轧辊工作半径：h 平均压下量H,h 轧件轧前、轧后高度f 摩擦系数对于钢轧辊：f =1.05 -0.0005t-0.00056V对于铸铁辊：f 二 0.94 -0.0005t -0.0005

30、6V式中：v轧辊线速度 t 轧制温度2. 轧制压力P 二 p F (27)式中：p平均单位压力F 轧辊与轧件的接触面积F =lc bc ； J = R =h ；77bcbH-bh2Fhh 孔型轧制中的平均压下量Fh b椭圆断面轧件：Fh =0.785BH圆断面轧件：Fh h24：h =0.7 8(3H -h)对于圆断面轧件进入椭圆孔，公式同样适用。3. 轧制力矩 按轧件作用在轧辊上的压力来计算轧制力矩，公式为：M =2P I。=2p 一 R h (28)式中：p 轧制力力臂系数由文献19，推出回归式设回归直线方程为：二a；b在曲线上任取两点，(0.2, 0.49) 和( 0.4, 0.375)

31、代入方程解得：a - -0.575,0.605.回归直线方程为：=0.605 - 0.575 ；4. 力能参数计算的程序表9轧件的断面周长Fs轧制道次1234567断面周长(mm)526470.7351.2307.9288230.8215.9轧制道次891011121314断面周长(mm)171160.3129.6122100.594.779.4轧制道次15161718192021断面周长(mm)74.862.358.951.248.943.641.3轧制道次22232425262728断面周长(mm)35.733.629.728.124.523.320.4表10轧制前、后轧件的高度轧制道次1

32、234567H/mm150150.5117.7135.898120.573.5h/mm115117.784.8985773.541.7轧制道次891011121214H/mm9154.566.641.349.93238.2h/mm54.532.441.325.83220.825.3轧制道次15161718192021H/mm25.330.419.82316.318.513.9h/mm16.119.813.916.312.313.99.4轧制道次22232425262728H/mm16.412.115.89.410.97.89.0h/mm11.28.29.46.77.85.66.51)第一道次力

33、能参数计算举例：t：护=0.981Fs工blJ00丿1000 F陛匚81=0.981 19 52610016.2k1000x17307.7(1)辐射温降q二actan上业0.9314=0.372r a d(2) 传导温度Ra255° ：td =0.2842厂= 0.28422(H +h )v(150 +115 ) X0.2235其中:2R=13 =0.93142 255 :td -1.8 10 * k(3) 中间温度T =1323- ：t- ：td =1323-16.2-1.8 10 = 1306.8k(4) 粘性系数= 0.114-0.01 t =0.114 -0.011306.8

34、 -273 丄 0.35(5) 变形抗力：. -10 14 -0.01t1.4 C Mn 1=1014 -0.01 1306.8 - 2731.4 0.5 0.41=80.5(6) 摩擦系数f =0.94 -0.0005t-0.00056、= 0.94 -0.00051306.8 -273 -0.00056 0.22 = 0.421.6f R ：h 1.2 ：hH +h(7) 外摩擦影响系数1.6 0.42255 35 -1.2 35 门 cc0.08150 1152vh R(8) 平均变形速度2".22制35255 汇 1000 = 0.62 H h 150 115(9) 平均单位

35、压力p = 1 m ；= 1 亠0.08 r 80.50.35 0.62 = 86.8MPa(10)变形温升H150= 0.041 p ln 0.041 86.8 ln 0.945kh115(11)轧制温度tz =T ：tp =1306.8 0.94 1323.9k(12)(13)压下率：hz =H力臂系数兰 0.233150氢=0.605 -0.575；： =0.605 -0.575 0.233 =0.47(14)轧制压力一 p F=P Rh 葺/9800 = 86.8255 35 15°.25/9800=123.8T(15)轧制力矩M =2p lc =2 123.8 0.4725

36、5 35/1000 = 10.96T m第一道次轧制力能参数为：p=123.8T, M -10.96T m其它道次的力能参数由计算机计算的结果如下表：表11力能参数机架轧制力/T轧制力矩/T m1123.810.962109.89.293112.49.05488.46.295103.26.98678.35.03769.63.79862.43.65949.82.401043.92.281134.71.481231.41.421316.50.471415.20.461512.90.331611.80.32177.830.17187.340.17195.490.11205.310.11215.490

37、.1225.090.1233.630.059243.490.061253.050.046262.870.047272.370.032282.200.033& 1.3轧辊辊缝计算辊缝是生产操作的另一参数。辊缝设定好坏直接影响生产进行平板轧制的辊缝按照弹跳方程来计算：s 二 h - ； s 二 h - P / k式中：s 辊缝；k 轧机刚度； P 轧制力。孔型轧制的理论辊缝前面已经确定，故只计算弹跳即可，生产时将理论辊缝 减去弹跳即可。各架弹跳计算见表 21和22。表12短应力线轧机刚度机架号1234567891011121314t/mm15015015015015015012010010

38、01001001008080轧制力12310911288103787563504435311715.2出口11511784.985773.41.54.32.41.25.3220.25.3厚85754388弹跳0.80.70.70.50.60.50.60.60.50.40.30.30.20.20值2359923304512表13碳化钨悬臂轧机刚度机架号1516171819202122232425262728t/mm6060666040404040404040404040轧制力12.911.87.837.345.495.315.495.093.633.493.052.872.372.2出口厚16.

39、119.813.916.312.313.99.411.28.29.46.77.85.66.5弹跳值0.220.200.120.120.140.140.140.130.100.090.080.070.060.069. 校核轧辊强度9.1轧辊强度的校核对于轧机来说，轧辊是其主要部件，它由辊身、辊径、辊头三部分组成。在 轧制过程中，轧辊收各种应力的影响，当超过轧辊安全系数时轧辊有可能产生破 坏，所以，必须对轧辊进行强度校核。对于有槽轧辊，辊身只校核弯矩，这种情况适合非悬臂式轧机；而对于悬臂 式轧机，其轧辊既不承受弯矩，也不承受扭矩，无需校核，只校核悬臂轴；辊径 既承受弯矩，又成受扭矩，故进行弯扭组合

40、校核；轴头只承受扭矩，故进行扭转 校核。9.1.1强度校核1. 辊身强度校核1）求支反力 对于非悬臂式轧机（1#14#）求支反力，：图7非悬臂式轧机轧辊受力分析简图 以B为支点列转矩方程Pob _ pi a b =0bpipoa +b以B为支点列转矩方程p2 a b - poa 二 0ap2p0a +b对于悬臂式轧机（15#26#）:图8悬臂式轧机轧辊受力分析简图非悬臂式轧机悬臂式轧机(40bPi PoaP2 =1- Poabp1poa +bbPi Po :a2) 弯曲应力(1)弯曲正应力弯矩以B为支点以A为支点a，p2poa +bP2 =1 b Poa(41)丁 -M /W其中：W d332

41、弯曲切应力4 po 3 F式中：(42)Po 轧制力矩F 轧辊横断面积弯曲应力(43)对于钢轧辊，合成应力按第四强度理论计算:对于铸铁轧辊，合成应力按莫尔理论计算(44)1 一 卩丄 1 一 卩''22；i4J 2 23)强度校核若二p : %或：:仏 则辊身强度足够Rb 许用应力对于合金锻钢轧辊:& =150M P a对于铸铁轧辊:Rb =70 80MPa2. 辊径（或轴径）强度校核1）弯矩计算辊径处弯矩： M -152.4 p1轴径处弯矩：M = pob2）扭矩计算(45)3）合成应力由第三强度理论:r3W(46)4）强度校核若匚r3卜I,则辊颈强度足够3. 轴头强

42、度校核1）扭矩计算2）扭转应力抗扭截面模量:3）强度校核Wf=2W162W(47)(48)若TnI则轴头强度足够9.1.2第一架轧机轧辊强度校核举例1. 支反力687123.8p1p061.913742p2 = p1 = 61.92. 计算弯矩1）辊子最大弯矩:M = p1 ai =61.9 687 = 42533T mm2)辊颈处弯矩1374 800M1 = p1 丨=61.917765T mm23. 计算各点应力1)辊身处应力弯曲应力:9800 二 32.026MPa兀3510332弯曲切应力：4p04123.8029800 - 8.04MPa3F30.7854 5102合成应力：匚 p

43、- . ；2 32 = 3 48 7M P a2）辊颈处应力扭矩：T=Mji =0.152 0.88 98.38 9800 = 128961.22N m合成应力:J(M1 x9800( +T230.0982 302.5二 63.02M P a(17765 9800)2 128961.22230.0982 302.53）轴头处应力扭转应力：TMji/2W2=0.152 °88 9&38 98 1029.21MPa2x0.0982 x280.54.校核轧辊强度由前述知：辊子：；p :尺；辊颈：匚j ： Rb ；辊头：Tn ：所以，该轧辊强度足够 校核其它道次的轧辊强度，其结果如下:表14机架aP MPaCTj MPaTN MPa134.8763.0229.21228.3250.6726.51325.4347.4921.95426.9746.9439.52524.4639.8717.78623.2738.2512.56719.7327.7817.24816.0725.6421.54915.6418.7815.781010.7516.3810.98119.7917.9810.34129.5919.236.66137.6314.879.73147.9813.829.59157.4312.427.21166.9810.6