轧辊与轧辊轴承.

轧辊强度、刚度的校核。
9
3.2
轧辊的结构形式及材质的选择
3.2.1 轧辊的结构
图3-1 轧辊的结构 a-梅花形的辊头；b-扁头形的辊头；c-带双键形的辊头 10 1-辊身；2-辊颈；3-辊头
① 辊身
工作部分 型材轧辊-辊身上刻有各种形状的轧槽 (孔型 ) 板材轧辊-平辊或微凸、微凹型或其它较复杂的曲线 形状（辊型）。
第三章
3.1 3.2 3.3 3.4
轧辊与轧辊轴承
轧辊的工作特点及其工艺要求 轧辊的结构形式及材质的选择 轧辊的强度计算 轧辊的扰度计算
3.5
轧辊专用轴承
1
基本要求：
了解轧辊的结构形式及材质，了解轧辊轴承类型及其
工作原理；掌握轧辊强度验算方法，能正确选择轧辊材
质，对轧辊及其轴承进行结构选型并提出合理参数。
高速钢、半高速钢轧辊广泛应用
抗热裂性，耐磨性及红硬可大大延长轧辊寿命，提高轧材质量
21
半钢轧辊
其含碳量介于介于铸钢与铸铁之间-过共析钢组织，兼有铸钢 强度、耐热龟裂性及铸铁耐磨性, 半钢轧辊是近年来出现的新型 轧辊材质。
复合式锻钢轧辊
近年来, 出现采用镶辊套的复合式锻钢轧辊, 如热轧支持辊辊 套采用8CrMoV或8Mn2MoV制作，心轴用37SiMn2MoV等材料 制作；冷轧支持辊辊套采用9Cr、9Cr2、9CrV、9Cr2W等制作， 心轴用55CrMn、55Cr、35CrNiW等材料制作。
重点与难点：
轧辊强度校核
2
3.1 轧辊的工作特点及其工艺要求 3.1.1 轧辊所受载荷 ① 机械载荷
轧制压力P越大，转矩越大，则轧辊上弯曲应力、传动
百度文库
辊上的扭转应力、辊面间的接触应力也越大；同时，在轧
件咬入瞬间及轧制过程中速度的变化会引起动负荷，导致
轧辊上的应力变化。
3
② 摩擦
辊身表面与轧件之间由于变形区中的前后
② 板带材轧机轧辊的辊身长度应与所轧板带材最大宽度相适应。 工作辊辊身长度可用下式确定：
16
板带材轧机的辊身长度的确定，一般应和轧辊直径一起考虑。
17
3.2.2.3 辊颈
辊颈直径d、辊颈长度 l 、辊颈与辊身过度圆弧半径r与轧辊轴承形式 及工作载荷有关，并应综合考虑轧辊辊颈的强度和轧辊轴承的寿命。由
滑、轧件咬入打滑或卡钢造成相对运动，而造
成轧辊表面剧烈摩擦。
4
③ 热负荷
热轧时轧辊辊身受轧件高温及冷却水交替作用， 产生的热循环应力；冷轧时由于轧件变形热效 应，轧辊表层也产生热循环应力。
5
3.1.2 轧辊的主要失效形式
① 磨损
磨损达到一定辊次（反复车削，辊身表层硬度丧失， 强度削弱而报废。 辊耗：每轧一吨钢所消耗的轧辊重量，包括固定消耗 与意外事故造成的消耗。 重车率：全部重车量与轧辊名义直径的百分比。
② 类型和特点
轧辊按其材质不同可分为铸铁轧辊(含碳量2%以上, 2.5%—3.5% ）
，半钢轧辊(含碳量1.5%以上），钢轧辊(含碳量0.8%以上）三种类型
19
铸铁轧辊
铸铁轧辊突出的优点是硬度高、耐磨性好、表面光滑、制造 方法简便、成本低。其缺点是质脆、强度低、耐冲击性能差。 按主要材质可分为普通铸铁轧辊、合金铸铁轧辊（Ni，Cr）、 球墨铸铁轧辊。 半冷硬轧辊表层无明显白口层，HS≥50；冷硬轧辊表层有明 显的白口层，中间麻口层，心部灰口层，HS≥60；无限冷硬 轧辊表层有明显的白口层，中间麻口层少 HS ≥65。
6
② 辊面剥落
轧辊受到循环接触应力交替作用表面产生掉块形成凹
坑。
③ 折断 过大轧制压力产生的机械应力是断辊的主要原因； 铸造时的残余应力一般不至于断辊。轧制时如冷却水 足够，单纯的热应力不至于断辊，但由此产生的细小
的裂纹扩展，形成应力集中源加上一定的机械负荷作
用或断水可能致断辊。
7
3.1.3 轧制生产对轧辊的要求
轧制生产对轧辊的基本要求包括工艺、寿命要求。 ① 工艺要求 表面质量及产量。 ② 寿命要求 工作时间适当—轧辊需要一定的强韧性、耐磨性、
合理的结构、尺寸、材质—以保证成品的尺寸精度、
耐热性及耐剥落性；
材质特性值—机械性能和硬度。
8
总的来看，轧制生产对轧辊的基本要求可归纳为对轧辊
的结构、尺寸的确定，对轧辊材质、制造方法的选择，对
22
23
3.3
轧辊的强度计算
① 轧辊强度效核的必要性
设计不合理，强度不合理，额定载荷下断裂；
材质选用不合理，热处理工艺不合理，加工工艺不合理； 合理造成轧制压力过大；
生产中使用不当，如轧低温钢、断冷却水、压下规程不
② 辊头
传动连接或吊装部分，其形状由连接轴型式确定，
梅花型、 单键型、双键型、万向节型。
11
③ 辊颈
支持固定轧辊部分，即安装轴承及轴承座部分。形
状由轴承型式确定，滑动轴承及滚动轴承为圆柱体，
液体摩擦轴承为圆锥形。辊颈、身交界处为应力集中
处应用过度圆弧连接，属于强度薄弱环节。
组合轧辊 -组合轧辊由韧性好的心轴和硬度高的辊套组成，
于受轧辊轴承径向尺寸的限制，辊颈直径比辊身直径小得多。辊颈与辊
身交界处，往往是轧辊强度薄弱处，所以只要条件允许，辊颈直径应选 大些。
3.2.2.4 辊头
辊头尺寸根据连接轴的型式确定。如万向接轴的辊头呈扁头形状。
18
3.2.3 轧辊的材质选择
① 材质要求
轧辊辊面硬度高、韧性好、耐热龟裂性好，以保证抗弯强度、 接触强度所需的机械性能及轧材表面加工质量和轧辊的耐磨性能。
根据硬度不同，可分为半冷硬轧辊、冷硬轧辊、无限冷硬轧辊。
20
钢轧辊
钢轧辊有铸钢和锻钢之分。钢轧辊的优点是强度高、韧性好、 咬入能力强。其缺点是硬度一般较铸铁轧辊低，可加入Cr、V、 Mo等合金元素。
合金锻钢
热轧轧辊：55Mn2、55Cr、60CrMnMo、60SiMnMo 冷轧轧辊：9Cr、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo、60CrMoV 合金铸钢 随着电熔渣技术的发展，合金铸钢轧辊的质量在逐渐提高
辊套采用热压方式套在辊心轴上。
12
3.2.2 轧辊的参数
3.2.2.1 辊身直径
在轧机设计中，确定轧辊最佳直径应考虑以下几个方面的因素：
① 咬入条件
13
② 轧辊的强度和刚度条件
14
③ 最小可轧厚度
④热平衡条件
15
3.2.2.2 辊身长度
① 对于型材轧机，辊身长度主要取决于孔型配置的数目及辊身强度