轧辊
合集下载
相关主题
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
预精轧机座：高镍铬离心铸造复合辊、工具钢、碳化钨等。
精轧机座：一般为碳化钨的硬质合金。因为它具有良好的热传导性， 在高温下有硬度下降小，耐热疲劳性能好，耐磨性好，强度高等特 点
第四节 轧辊受力及轧制力矩的计算
一、摩擦圆概念
Q—外力；N—正压力；T—摩擦力；R—N与f的合力；
φ—摩擦角：正压力N与合力R之间的夹角
平衡状态：∑F=0
Q-R=0
∑M=0
M=Rρ
ρ—摩擦圆半径
ρ=d/2sin φ
因为φ<50,很小,sin φ≈tg φ ≈f(摩擦系数）
所以
ρ=d/2 ·f
结论：
（1）合反力永远与摩擦圆相切；
（2）合反力形成的力矩与M方向相反。
初始状态
稳定状态
二、二辊轧机轧制力矩计算 （1）简单轧制：两辊都驱动； 直径相同，转速相同；轧制时，除 了轧制力外不受其他力作用；相对轧制线受力相同 （2）受力分析
四、轧辊材料的选取 （1）初轧机、钢坯轧机、厚板轧机、大型轨梁轧机、型钢粗轧机： 一般选用锻钢轧辊，要求较高的用合金钢轧辊。型钢粗轧机多采用 铸钢轧辊。 原因：压下量大，轧制力大，有冲击负荷，要求轧机具有高强度和 较大的摩擦系数（因为易于咬入，从而加大压下量）
（2）中小型轧机的精轧机座轧辊： 大多采用铸铁轧辊，也有采用球墨铸铁的。 原因：这类轧机着重要求硬度和耐磨性，使产品尺寸精确，表面质 量好，并能减少换辊次数，提高生产率。
是梅花形的，力的作用方式如下图所示，试校核轧辊强度。
5、已知某1200初轧机轧辊第一孔型轧制力P1=3MN，压下螺丝中心 距a=3000mm；第一孔距一端压下螺丝中心距离为1000mm；第一孔型 轧辊工作直径D1=900mm；轧辊辊颈直径d=600mm；辊颈与辊身交接 面距压下螺丝中心线距离e=300mm；轴承摩擦系数f=0.01.，辊头为 扁头，轧辊材质为锻钢辊，σb=700MPa。传动端为A端，如图所示。 请设计扁头并校核轧辊强度。
（3）线材轧机
粗轧机机座：软化退火的珠光体球墨铸铁或普通铸钢，
如果热裂性问题是主要问题：其硬度值低些（HS=38～45）
如果耐磨性问题是主要问题：选择硬度稍高些（HS=45～55）。
优选铸铁，原因：硬度相同的轧辊，软化退火的球墨铸铁轧辊较普 通铸钢轧辊寿命高2倍。
中轧机座：优选珠光体球墨铸铁或贝氏体球墨铸铁，硬度稍高 （ HS=60～70）。
二辊轧机受力分析
辊身受力分析
（3）轧制力矩的推导：M=P（a+ρ）
轧辊受力分析
三、四辊轧机轧制力矩计算 （1）受力分析
D1 2
工作辊驱动 （2）轧制力矩推导
支持辊驱动
工作辊驱动：M=Pa+Ptgβρ1+PtgβD1/2
支撑辊驱动：M=Pa/(D1/2-ρ1) ×D2/2+P/cosβ×ρ2
第五节 轧辊强度计算
辊身 不计算 不计算
工作辊
辊颈
辊头
辊身
不计算 扭转应力 弯曲应力头
弯曲应力 不计算
弯扭合成 扭转应力
4、接触强度的计算
六、例题
1、钢板轧机轧辊的尺寸选择及强度计算
已知在2500二辊式热轧机上轧制1750mm宽度的钢板，最大 轧制力为9.8MN，试选取轧辊其他尺寸，并加以验算。假定最大压 下量Δh=15mm，轧辊与轧件之间的摩擦系数μ=0.3，轴承摩擦系数 μ1=0.1，辊头选用梅花头。
4、某二辊可逆钢板轧机的下辊由σ=588---666.4Mpa的碳素锻钢制 成，取安全系数年n=5。所轧钢板的最大宽度b=2100mm，两压下螺 丝之间的距离a=2910mm，作用在下辊的最大压力P=7.4MN，轧辊辊 身直径D=850mm，轴承内的摩擦系数f=0.03，辊颈直径d=620mm，辊 头d1=530mm，辊身长度L=2290mm，最大压下量Δh=30mm，轧辊辊头
22
支持辊和工作辊的曲率半径可以认为相等，假设E1=E2
所以
1 M1
M ( D ) 2
1
E2 1 J41
M 1 D1
如果D2=2000，D1=800，M1=0.0256M2
作用于工作辊上的弯曲力矩甚小，可以不予计算，即可以不予计算轧制
力所在平面的弯曲应力。
（2）支持辊：与二辊方法相同
驱动方式 工作辊驱动 支撑辊驱动
三、平辊二辊轧机强度计算
计算内容： 1、辊身：因为辊身所承受的扭转应力比弯曲应力小得多，所以只 计算弯曲应力 2、辊颈：计算弯曲和扭转合成应力 3、辊头：只有扭转应力
四、有槽轧辊的强度计算
五、四辊轧机的强度计算方法
1、计算内容：
(1)工作辊的计算
因为
1 M1
1
E1 J1
1M
2
EJ
2
一、目的及原因 1、目的：使轧辊不发生破坏性事故，保证轧机生产率及降低生产 成本。 2、原因 （1）轧辊形状及尺寸设计不合理或设计强度不够。 例如：在额定负载下，轧辊因强度不够而断裂；因接触应力超过许 用值，使辊面出现疲劳剥落。 （2）轧辊的材料热处理或加工工艺不合要求。 例如：轧辊的耐热裂性、耐黏附性极耐磨性差，材料中有夹杂物或 残余应力过大等。 （3）轧辊在生产过程中使用不合理。
三、轧辊常用材料 （1）合金锻钢：（JB/ZQ4289-1986） 热轧辊：55Mn2，55Cr，60CrMnMo，60SiMnMo等 冷轧辊：9Cr，9Cr2，9Cr2W，9Cr2Mo，60CrMoV，80CrNi3W 优缺点：综合力学性能较好，但价格昂贵，加工制造困难。 （2）铸钢：ZG70，ZG70Mn，ZG8Cr，ZG75Mo （3）铸铁：普通铸铁、合金铸铁、球墨铸铁。 根据铸型不同，可以得到不同硬度：半冷硬、冷硬、无限冷硬。 优点：铸铁硬度高、表面光滑、耐磨、制造过程简单且价格便宜。 缺点：强度低于钢轧辊，只有球墨铸铁强度较好。 （4）高速钢 优点：耐磨性好、耐表面粗糙性能好。近20年新进展，应用前景广。
2、型钢轧机轧辊强度计算
3、四辊轧机强度计算
不计轴承摩擦，工作辊辊头为圆柱形，直径 为40mm.支持辊HS=36-46
本章将讲述的主要内容 1、轧辊基本结构用途及分类 2、轧辊几何尺寸的设计 3、轧辊材质的设计 4、轧辊的强度计算
重点 了解 了解 重点
作业题 1、轧辊有哪几部分组成？各部分的作用？ 2、计算轧辊辊头强度时，为什么只计算传动端扭转应力？ 3、画出四辊轧机受力分析图，并推导轧制力矩计算公式。
精轧机座：一般为碳化钨的硬质合金。因为它具有良好的热传导性， 在高温下有硬度下降小，耐热疲劳性能好，耐磨性好，强度高等特 点
第四节 轧辊受力及轧制力矩的计算
一、摩擦圆概念
Q—外力；N—正压力；T—摩擦力；R—N与f的合力；
φ—摩擦角：正压力N与合力R之间的夹角
平衡状态：∑F=0
Q-R=0
∑M=0
M=Rρ
ρ—摩擦圆半径
ρ=d/2sin φ
因为φ<50,很小,sin φ≈tg φ ≈f(摩擦系数）
所以
ρ=d/2 ·f
结论：
（1）合反力永远与摩擦圆相切；
（2）合反力形成的力矩与M方向相反。
初始状态
稳定状态
二、二辊轧机轧制力矩计算 （1）简单轧制：两辊都驱动； 直径相同，转速相同；轧制时，除 了轧制力外不受其他力作用；相对轧制线受力相同 （2）受力分析
四、轧辊材料的选取 （1）初轧机、钢坯轧机、厚板轧机、大型轨梁轧机、型钢粗轧机： 一般选用锻钢轧辊，要求较高的用合金钢轧辊。型钢粗轧机多采用 铸钢轧辊。 原因：压下量大，轧制力大，有冲击负荷，要求轧机具有高强度和 较大的摩擦系数（因为易于咬入，从而加大压下量）
（2）中小型轧机的精轧机座轧辊： 大多采用铸铁轧辊，也有采用球墨铸铁的。 原因：这类轧机着重要求硬度和耐磨性，使产品尺寸精确，表面质 量好，并能减少换辊次数，提高生产率。
是梅花形的，力的作用方式如下图所示，试校核轧辊强度。
5、已知某1200初轧机轧辊第一孔型轧制力P1=3MN，压下螺丝中心 距a=3000mm；第一孔距一端压下螺丝中心距离为1000mm；第一孔型 轧辊工作直径D1=900mm；轧辊辊颈直径d=600mm；辊颈与辊身交接 面距压下螺丝中心线距离e=300mm；轴承摩擦系数f=0.01.，辊头为 扁头，轧辊材质为锻钢辊，σb=700MPa。传动端为A端，如图所示。 请设计扁头并校核轧辊强度。
（3）线材轧机
粗轧机机座：软化退火的珠光体球墨铸铁或普通铸钢，
如果热裂性问题是主要问题：其硬度值低些（HS=38～45）
如果耐磨性问题是主要问题：选择硬度稍高些（HS=45～55）。
优选铸铁，原因：硬度相同的轧辊，软化退火的球墨铸铁轧辊较普 通铸钢轧辊寿命高2倍。
中轧机座：优选珠光体球墨铸铁或贝氏体球墨铸铁，硬度稍高 （ HS=60～70）。
二辊轧机受力分析
辊身受力分析
（3）轧制力矩的推导：M=P（a+ρ）
轧辊受力分析
三、四辊轧机轧制力矩计算 （1）受力分析
D1 2
工作辊驱动 （2）轧制力矩推导
支持辊驱动
工作辊驱动：M=Pa+Ptgβρ1+PtgβD1/2
支撑辊驱动：M=Pa/(D1/2-ρ1) ×D2/2+P/cosβ×ρ2
第五节 轧辊强度计算
辊身 不计算 不计算
工作辊
辊颈
辊头
辊身
不计算 扭转应力 弯曲应力头
弯曲应力 不计算
弯扭合成 扭转应力
4、接触强度的计算
六、例题
1、钢板轧机轧辊的尺寸选择及强度计算
已知在2500二辊式热轧机上轧制1750mm宽度的钢板，最大 轧制力为9.8MN，试选取轧辊其他尺寸，并加以验算。假定最大压 下量Δh=15mm，轧辊与轧件之间的摩擦系数μ=0.3，轴承摩擦系数 μ1=0.1，辊头选用梅花头。
4、某二辊可逆钢板轧机的下辊由σ=588---666.4Mpa的碳素锻钢制 成，取安全系数年n=5。所轧钢板的最大宽度b=2100mm，两压下螺 丝之间的距离a=2910mm，作用在下辊的最大压力P=7.4MN，轧辊辊 身直径D=850mm，轴承内的摩擦系数f=0.03，辊颈直径d=620mm，辊 头d1=530mm，辊身长度L=2290mm，最大压下量Δh=30mm，轧辊辊头
22
支持辊和工作辊的曲率半径可以认为相等，假设E1=E2
所以
1 M1
M ( D ) 2
1
E2 1 J41
M 1 D1
如果D2=2000，D1=800，M1=0.0256M2
作用于工作辊上的弯曲力矩甚小，可以不予计算，即可以不予计算轧制
力所在平面的弯曲应力。
（2）支持辊：与二辊方法相同
驱动方式 工作辊驱动 支撑辊驱动
三、平辊二辊轧机强度计算
计算内容： 1、辊身：因为辊身所承受的扭转应力比弯曲应力小得多，所以只 计算弯曲应力 2、辊颈：计算弯曲和扭转合成应力 3、辊头：只有扭转应力
四、有槽轧辊的强度计算
五、四辊轧机的强度计算方法
1、计算内容：
(1)工作辊的计算
因为
1 M1
1
E1 J1
1M
2
EJ
2
一、目的及原因 1、目的：使轧辊不发生破坏性事故，保证轧机生产率及降低生产 成本。 2、原因 （1）轧辊形状及尺寸设计不合理或设计强度不够。 例如：在额定负载下，轧辊因强度不够而断裂；因接触应力超过许 用值，使辊面出现疲劳剥落。 （2）轧辊的材料热处理或加工工艺不合要求。 例如：轧辊的耐热裂性、耐黏附性极耐磨性差，材料中有夹杂物或 残余应力过大等。 （3）轧辊在生产过程中使用不合理。
三、轧辊常用材料 （1）合金锻钢：（JB/ZQ4289-1986） 热轧辊：55Mn2，55Cr，60CrMnMo，60SiMnMo等 冷轧辊：9Cr，9Cr2，9Cr2W，9Cr2Mo，60CrMoV，80CrNi3W 优缺点：综合力学性能较好，但价格昂贵，加工制造困难。 （2）铸钢：ZG70，ZG70Mn，ZG8Cr，ZG75Mo （3）铸铁：普通铸铁、合金铸铁、球墨铸铁。 根据铸型不同，可以得到不同硬度：半冷硬、冷硬、无限冷硬。 优点：铸铁硬度高、表面光滑、耐磨、制造过程简单且价格便宜。 缺点：强度低于钢轧辊，只有球墨铸铁强度较好。 （4）高速钢 优点：耐磨性好、耐表面粗糙性能好。近20年新进展，应用前景广。
2、型钢轧机轧辊强度计算
3、四辊轧机强度计算
不计轴承摩擦，工作辊辊头为圆柱形，直径 为40mm.支持辊HS=36-46
本章将讲述的主要内容 1、轧辊基本结构用途及分类 2、轧辊几何尺寸的设计 3、轧辊材质的设计 4、轧辊的强度计算
重点 了解 了解 重点
作业题 1、轧辊有哪几部分组成？各部分的作用？ 2、计算轧辊辊头强度时，为什么只计算传动端扭转应力？ 3、画出四辊轧机受力分析图，并推导轧制力矩计算公式。