E立輥軋機(jī)輥系結(jié)構(gòu)介紹與校核

【摘 要】本文以某鋼廠650mm中寬帶熱連軋生產(chǎn)線改造中所增E立輥軋機(jī)為例，介紹了該軋機(jī)輥系的主要結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，并對(duì)關(guān)鍵件進(jìn)行了校核和壽命計(jì)算。

【關(guān)鍵詞】E立輥軋機(jī) 輥系結(jié)構(gòu) 校核 壽命計(jì)算

輥系是整個(gè)軋機(jī)實(shí)現(xiàn)控制目的的終端執(zhí)行機(jī)構(gòu)，其運(yùn)行狀態(tài)直接影響整個(gè)生產(chǎn)線的軋制節(jié)奏和生產(chǎn)效率，因此，在設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)對(duì)其進(jìn)行計(jì)算和校核。

一、立輥軋機(jī)輥系裝配結(jié)構(gòu)介紹

輥系裝配主要有整體式和分離式兩種結(jié)構(gòu)。整體式結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖1）將上下軸承座裝入一個(gè)滑架內(nèi)，滑架兩側(cè)裝有滑板，與機(jī)架窗口滑板貼合，滑架軸向由壓塊固定。滑架上部?jī)蓚?cè)各有兩個(gè)滾輪，實(shí)現(xiàn)輥系在機(jī)架窗口內(nèi)行走，側(cè)壓機(jī)構(gòu)推動(dòng)滑架實(shí)現(xiàn)開(kāi)口度調(diào)整和壓下，平衡機(jī)構(gòu)回拉滑架消除壓下機(jī)構(gòu)間隙。此結(jié)構(gòu)無(wú)法消除軸承座與滑架之間間隙，且上下壓下機(jī)構(gòu)不同步時(shí)，滑架滾輪對(duì)機(jī)架產(chǎn)生較大的傾翻力矩，加劇滾輪、機(jī)架滑板磨損，影響機(jī)架受力。

分離式結(jié)構(gòu)（見(jiàn)圖2）在整體式基礎(chǔ)上，將滑架從輥系中剝離，保留其平衡作用，簡(jiǎn)化為帶鉤頭的平衡托架，托架與上下軸承座上的鉤頭配合，消除AWC缸與軸承座之間力傳遞路徑上零件之間間隙。上下AWC缸直接作用與上下軸承座上，實(shí)現(xiàn)開(kāi)口度調(diào)整與壓下。上軸承座鑄有直耳，通過(guò)銷(xiāo)軸與搖桿連接，搖桿比整體式固定滾輪增加了一個(gè)旋轉(zhuǎn)自由度，避免了壓下不同步造成的附加傾翻力矩。軋輥為整體合金鋼鍛件。軸承座為鑄鋼件，其上裝有滑板，滑板上開(kāi)有盤(pán)狀油涵，改善潤(rùn)滑工況，提高滑板使用壽命。軸承應(yīng)能克服軸向力，又能保證徑向力，故軸承應(yīng)選用雙列圓錐滾子軸承。

二、軋輥軸承關(guān)鍵尺寸確定

軋輥設(shè)計(jì)時(shí)要考慮軋制時(shí)的最大咬入角和軋輥強(qiáng)度。設(shè)計(jì)的一般過(guò)程為，根據(jù)咬入角預(yù)選輥身、輥徑直徑，并對(duì)其進(jìn)行校核。在滿足剛度、強(qiáng)度指標(biāo)前提下選用較小的輥徑，減小轉(zhuǎn)動(dòng)慣量，便于控制。立輥輥身長(zhǎng)度（兩軸承中心線距離）由軋件厚度、AWC缸等相關(guān)件安裝尺寸等因素共同決定。按照軋輥的咬入條件，軋輥的工作直徑應(yīng)滿足下式[1]：

三、軋輥校核與軸承壽命計(jì)算

在極限軋制工況下對(duì)軋輥、軸承進(jìn)行校核，該極限軋制工況取最小輥徑、最大軋制力和最大軋制力矩，如在此情況下能通過(guò)校核，則可說(shuō)明軋輥、軸承的安全性。此外，軋輥的溫度應(yīng)力、殘余應(yīng)力、沖擊載荷值等對(duì)軋輥的強(qiáng)度都有影響，但這些參數(shù)很難準(zhǔn)確計(jì)算，一般將這些因素歸入軋輥的安全系數(shù)中。

（一）輥身校核

（二）軸承壽命計(jì)算

根據(jù)預(yù)選軸承尺寸對(duì)其進(jìn)行壽命計(jì)算，驗(yàn)證選擇的合理性。計(jì)算公式如下[3]：

上軸承承受輥系重量，且上、下軸承徑向力偏載很小，故對(duì)上軸承進(jìn)行壽命計(jì)算即可。軸向力（輥系重）kN，徑向力kN。軸向、徑向動(dòng)載荷之比，（，軸承樣本查得），計(jì)算式簡(jiǎn)化為：，由軸承樣本查得，，計(jì)算得kN。

將各值代入式（1-3），計(jì)算得，在實(shí)際使用中，隨著壓下量減小、軋制節(jié)奏變化等，軸承實(shí)際使用壽命比該理論計(jì)算值要大得多。

四、結(jié)語(yǔ)

本文簡(jiǎn)要介紹了立輥軋機(jī)輥系的設(shè)計(jì)特點(diǎn)和結(jié)構(gòu)特征，并以某鋼廠650mm熱連軋生產(chǎn)線E立輥軋機(jī)為例，通過(guò)理論計(jì)算對(duì)軋輥和軸承進(jìn)行校核，驗(yàn)證了設(shè)計(jì)的合理性，為后續(xù)類(lèi)似項(xiàng)目設(shè)計(jì)提供了計(jì)算依據(jù)和設(shè)計(jì)參考。

參考文獻(xiàn)：

[1]鄒家祥主編.軋鋼機(jī)械[M].北京.冶金工業(yè)出版社.2007，79-81.

[2]白象忠主編.材料力學(xué)[M].北京.中國(guó)建材工業(yè)出版社.2003，191-192.

[3]楊可楨主編.機(jī)械設(shè)計(jì)基礎(chǔ)[M].北京.高等教育出版社.1999，258-259.