《轧制成形设备》课件：第2章-3.pptx

1、四辊板带轧机的工作辊和工作辊轴承、工作辊轴承和支承辊轴承、支承辊轴承和机架窗口之间因装配关系不可避免地存在间隙。轧制过程中，如工作辊无固定的侧向水平约束，在轧制冲击力的作用下就会前后摆动，处于不稳定状态。工作辊不稳定的后果造成轧件厚度不均匀；轧辊轴承受冲击；轧辊磨损加剧；保证工作轴稳定的措施是在设计四辊板带轧机时，人为地使两工作辊的联心线相对于支承辊的联心线沿轧制方向有一个偏移量，从而使工作辊在轧制的任一时刻都有一个方向不变、数值一定的水平力将其压靠在支承辊的辊身上。(1).正向轧制(工作辊向轧制出口方向偏移) 支承辊受力情况受力：A：工作辊对支承辊的作用力P0；B：轴承的支反力R 根据平衡，

2、P0与2R应大小相等，方向相反，作用在同一条直线上。mR22HT2hT0PxPP0Pe21工作辊驱动：正向轧制即向轧件出口方向偏移1、工作辊驱动下的工作辊偏移量的确定R在支承辊上形成摩擦力矩，其值为：Mf= R 2d2/2=R2 式中：2支承辊的摩擦圆半径； 2 支承辊轴承的摩擦系数所以，R与2相切。 当忽略工作辊与支承辊间的滚动摩擦时，支反力R的方向应在轧辊圆心的连线上，即两轧辊相切处。如考虑滚动摩擦，R则与摩擦圆相切，R作用点在工作辊与支承辊接触处偏离一个滚动摩擦力矩的距离m，一般m=0.1-0.3mm。设R与两辊连心线间的夹角为 ，则 确定出R的作用点及作用方向22RmSin 工作辊受力

3、情况 受力：A：轧制力P，它与臂a组成轧制力矩； B：支承辊的反作用力P0； C：工作辊轴承处的支反力Px，产生摩擦阻力矩。P：由于前后张力的作用，P将与垂线有一夹角Px：与摩擦圆相切，形成摩擦力矩(Mf)。因此应位于工作辊辊心水平线之下，方向应与R的水平分量相反。根据力的平衡条件： PTTHh2sin 0yF)cos(cos0 PP 0 xFxPPP)sin(sin0)(cos)(cossintgtgPtgPPPx由于 、 、 均很小，故可以近似地认为： 故Px可改写为：式中：要使Px0，则：把 、 、 的代入上式则有：其中e0：临界条件偏移矩。如无张力， e0 e0时，即可保证工作辊稳定性

4、。)(1costgtg)( PPx22222121arcsin22arcsinarcsinRmRmPTTPTTRReRReHhHh002221)2)(ePTTRmRReHh(2).反向轧制（工作辊向轧制入口方向偏移）受力如图： 所以：为保证Px0，则有即 故可以得到反向轧制时工作辊的稳定性条件为：mR22HT2hT0PxPP0Pe21工作辊驱动：反向轧制即向轧件入口方向偏移 0yF)cos(cos0 PP 0 xFxPPP)sin(sin0)(costgtgPPx0)(tgtg0022221RmRRePTTHh02221)2)(ePTTRmRReHh综合以上正负方向轧制临界值，有：“”用于正向

5、轧制，“”用于反向轧制。02221)2)(ePTTRmRReHh综合以上分析可以得出如下结论：(P36)2、工作辊驱动下的工作辊偏移量的确定 （略）1轧辊轴承的作用支承转动的轧辊，并保持轧辊在机架中的正确位置。2对轧辊轴承的要求（1）摩擦系数小；（2）强度和刚度好；（3）寿命长；（4）便于换辊。3轧辊轴承的工作特点（1）承受单位压力高，比普通轴承大2-4倍；（2）承受的热许值即PV值大，PV值代表能量消耗指标，是普通轴承的4-24倍；（3）工作温度高，最高可达400，而普通轴承的工作温度就只有几十度，最高100；（4）工作环境恶劣，水、油、乳化液、氧化铁皮、灰尘等一、轧辊轴承的工作特点二、轧辊

6、轴承的类型轧辊轴承可分滑动轴承和滚动轴承两种。1、滑动轴承 酚醛夹布树脂，f小，耐热、刚性差，寿命长，用于开坯、中板、 型钢轧机尼龙轴承：（尼龙6，MS尼龙），用于小型轧机非金属瓦金属瓦Cu，巴氏合金：耐热、刚性好，f=0.06-0.1，沥青润滑，寿命短，主要用于小型轧机，叠轧薄板轧机开式闭式（液体摩擦轴承）动压轴承：f低，寿命高（10-20年），转速不受限制， 静压轴承：维护复杂，用于热轧及冷轧四辊轧机支承辊静动压轴承巴氏合金：具有减摩特性的锡基和铅基轴承合金。由美国人巴比特(Babbitt )发明。非金属瓦铜瓦特点：f低，f0.0011-0.005，刚性好、速度受限，不耐冲击，维护使用方便

7、。主要型式：（1）双列球面滚子轴承；（2）四列圆锥滚子轴承；（3）多列圆柱滚子轴承；（4）滚针轴承应用：冷轧机上生产带材或箔材、小型钢材、轧管机、连轧线材轧机。 （1）优点摩擦系数低f0.003-0.006（胶木瓦），较金属瓦低10-20倍，如Cu瓦f0.06-0.1。有良好的耐磨性、寿命高、能耗少（因f小）。厚度较薄（30-40mm），可采用较大的辊颈，有利于提高辊颈的强度。质地较软，耐冲击，能吸收进入轴承的氧化铁皮等硬质颗粒，有利于保护辊颈表面。胶木瓦用水作润滑剂，不存在轴承密封问题。 （2）缺点强度低，耐热点和导热性差，t60-80 。刚度差，受力后变形大，不适合对轧件尺寸要求严格的轧机

8、。三种结构形式：圆柱形：省料长方形：固定较好、用料多，组合形：固定好，不转动，又省料（1）长度l取决于辊颈长度（2）包角al与a决定了衬瓦的承载能力，通常a100-140。a过大：大载荷时易发生抱轴现象。a过小：不能承受水平力，此时需采用侧瓦。（3）厚度h厚度h愈大：刚性愈小，导热性愈差，轴承径向尺寸增加。厚度h过小：会降低使用寿命。h一般根据辊颈直径而定，常用30-40mm，最小hmin5-7mm。d 150-230 235-340 345-440 450-680h 25 30 35 40（1）径向轴瓦主轴瓦：受轧制力方向辅助轴瓦(托瓦) ：承受轧辊自重。（2）端瓦承受轴向力，一般h =20

9、-60mm， hmin = 10-15mm。(3)装配 二辊、三辊装配图：承受轧制力的用主瓦、承受轧辊重量的用辅瓦。1、特点 摩擦系数低，能耗小，f0.0012-0.0035 适合在高速重载荷条件下工作。 使用寿命长，长达10-20年 结构紧凑。2、应用范围 广泛应用于板带轧机的支承辊上，二辊钢板轧机，小型和线材轧机的轧辊，某些初轧机。（1）工作原理 利用摩擦副表面的相对运动，把油带入摩擦表面之间，建立起压力油膜，把摩擦面分离开。（2）形成条件轴颈与轴衬间具有楔形间隙，以便使润滑油被吸入楔缝的狭窄部分，在轴颈间建立确定的间隙。轴颈应有足够的旋转速度，以便在油膜中形成与外载荷平衡的力。要连续供给

10、足够的、粘度适当的非常清洁的润滑油。轴承摩擦面要求高精度加工，表面粗糙度0.1-0.05um。轴承具有良好的密封。止推法兰趋于淘汰止推滚动轴承 如图（P41第二段）不适宜频繁启动、制动的可逆式轧机，只适于转速变化不大的不可逆式轧机。油膜厚度随轧速V的变化而变化，而轧辊中心矩的相应变化则为油膜厚度变化的两倍，因而，对轧制精度有很大的影响。 高压油膜靠一个专门的液压系统供给的高压油产生，即靠油的静压力使辊颈在轴承中浮起，实现液体摩擦。优点： 无论启动、制动、反转、甚至静止状态都能靠保持液体摩擦条件。 油膜厚度不随轧速V变化。缺点： 需要一套运转且高度可靠的高压液压设备。结合动压和静压轴承的优点。特

11、点：当VV0时，静压工作当VV0时，动压工作自动切换自学10min, P43-45轧机轴承与轧辊寿命研究及应用索书号： TG333.17 H009 作者：黄庆学冶金工业出版社, 2003轧辊轴承轧辊轴承 索书号： 78.23 W58 上上 作者： 温守怡 机械工业部洛阳轴承研究所 年份： 1983 推荐课外阅读资料推荐课外阅读资料四列滚子轴承 四辊轧机是最通用的板带轧机，广泛用于钢铁、有色金属压力加工中。为了提高产品质量，目前几乎所有的四辊轧机均采用了工作辊弯曲技术，均安装了工作辊弯辊装置，结果使轴承的载荷增加，承载环境恶化。但是轧机的结构却未做任何变化，轴承的几何尺寸几乎没有增大，因而轴承的

12、工作寿命大幅度降低，经常发生异常烧损事故，成为轧机重要的大型易损件。频繁发生的轴承事故使轧制开工率降低生产成本增加，产品质量不降。 按常规设计，轧钢机工作辊轴承的平均寿命为30005000h，而实际使用中，如武汉钢铁公司冷轧薄板厂从德国施罗曼-西马克公司引进的1700mm带钢五机架冷连机，其工作辊轴承的平均寿命仅为500600h。宝钢热轧厂的2050mm连续可变凸度热连轧机组(CVC)从德国SMS公司引进的，其F4F7机架国产轴承使用寿命不足1000h。鞍钢的1200mm、1700mm冷连轧板机工作辊轴承平均寿命只有300400h。 修改轴承座结构，采用新型轴承座约束杆系机构，在弯辊力和轴向力联合作用下，既能轴向固定又能保证自位性能。在轴承座与弯辊柱塞间连接副代替原高速机构，可保证轴承座自位又可增强承受弯辊 改善润滑条件 改进轴承各列滚子径向载荷、工作辊轴向力、轴承座及轴承温度等测量技术。 效果：采用新技术后，宝钢瓦房店组合轴承寿命由1300h提高到4120h., 取得了显著的经济效益。