四辊轧机工作辊辊系稳定性分析

７
Ｉ＿止支承辊轴线 ＿ｌ
Ｌ爿…∑…＿ｌ………一ｌ…． ．…一ｉ
【广．．一 刊 ／ｆ‘
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ｊ｜
操 ＿ ＿上工作辊轴线 ｌ ＿
Ａ
图１作用于工作辊上的水平附加力 水平附加力偶的分析随接轴的倾角及 轧辊的旋向而定，如轧机的倾角为上倾角， 正向轧制时最大附加力距如图１所示，即作 用于工作辊上的附加水平力在操作侧正向 轧件入口方向，在传动侧正向出口方向。实 际上，不论接轴的倾角及轧辊的旋向如何， 附加水平力总是在一侧指向工作辊偏移方
反向轧制时
如凼懈ｚ ｍ｛等＋警）
６结束语 从上面的公式结果，可以看出，由于主
传动系统的影响，工作辊的偏移量在设计给 定时，应该多考虑偏移牡（Ｒ－懈ｚ）才能保证 工作辊的充分稳定，同时￡要取最大值。
（收稿日期：２００２一０７—２１）
万方数据
由式（３）可以看出，只的存在使工作辊一
端的轴承支反力变小，造成工作辊稳定性的降
低，甚至失稳，最终形成两轧辊交叉，在工作辊
轴承上产生附加轴向力及振动冲击等，给辊系
和主传动系统带来极大的隐患。在反向轧制
时，这种现象更加严重。所以，主传动系统施加
的附加力距对工作辊稳定的影响不容忽视。
５工作辊辊系临界偏移量ｅｏ的确定～
Baidu Nhomakorabea
（１）
式中
品一１个轴承处的支反力。
把相关参数代入式（１），可得到
ｊ铲０．５尸℃ｏｓ妒［±ｔａｎＩ；Ｐ＋ｔａｎ（９±７）］±Ｆ＾
（２）
卜不计主传动系统影响时的总 令，≯＿Ｐｃｏｓ‘Ｐ［±ｔａｎ‘Ｐ＋ｔａｎ（ｏ±７）］
式中
支反力，方括号内符号“＋”用于正向轧制，
“一”用于反向轧制。有
聆＝Ｏ．５Ｒ±只
（３）
板质量不稳定。
３影响工作辊辊系稳定性的因素
工作辊辊系的偏移量ｅ是在设计中给 定的，辊系的不稳定与Ｐ的取值有很大的关 系，还有未被考虑的因素。在一般的分析中， 考虑万向接轴对辊系的力时，仅仅考虑了轧 制力距、使支承辊转动所需施加的力距以及 消耗在工作辊轴承上的摩擦力距，还有一个 因素没被考虑。
因为轧机工作时，要不断调整工作辊的 开口度，这就使轧辊与传动轴线有一定的夹 角，夹角是变化的，所以从主传动轴输入到 辊系的传动力距不等于（传动轧辊所需的轧 制力距＋支承辊转动所需施加的力矩＋消耗 在工作辊轴承上摩擦力距）之和，多余的部 分可被定义为附加力矩，该力距在水平方向 对轧辊的作用使得轧辊产生一定的偏转，对 辊系的力系平衡产生了影响。
（ａ）正向轧制 万方数据 （ｂ）反向轧制 图２工作辊传动时，四辊轧机工作辊受力图
图中
Ｐ卜＿一前轧后制张力力；对轧制力方向影响的偏
移角，ｓ ｉｎ‘ｐ＝仍一蚴／２Ｐ． ｅ——工作辊和支承辊连心线与垂直
线夹角ｒ，轧ｓ辊ｉｎ 连８＝ｅ心／（线尺』与坝２辊）；间压力角的夹
角，ｓｉｎ７＝（ｐ２＋ｍ）／恐；
孔，而——前后张力；
（收稿日期：２００２一０７—０１）
（上接第７页）
而变化，工作辊偏移量的选取应使Ｆ最大时，工
作辊两端的支反力都大于零，即
因ｋ掣ｊｋｉｆ０．５盱只＞０
（４） （５）
式中 ａ——接轴与工作辊的夹角，尬是传
动轧辊所需的轧制力距＋支承辊转动所需施 加的力矩＋消耗在工作辊轴承上的摩擦力距
之和。即
舰＝Ａｌ＋Ｒｐ １＋Ⅳｃ
·标准物质标准值近似性。 ６实际生产要求
实际生产过程中，要求分析员严格控制 上述产生误差的因素，对碳光谱分析接近 ＧＣｒｌ５的控制下限０．９５％时，片样作红外分 析，一般一炉钢水只作１到２次红外分析， 并和光谱分析结果校验，经过近２个月实际 运行，ＧＣｒｌ５的碳分析（ｃ：０．９５％一１．０５％）误 差减小到Ｏ．ｏｏ％～０．０２％符合ＧＢ４３３６—８４和 ＧＢ２２３．６９—８９，误差不仅得到了有效控制，而 且提高了分析速度。
１ 前言
在四辊轧机轧制钢板过程中，为了保证 工作辊的稳定性，一般在设计时，使工作辊 的中心连线相对于支承辊的中心连线有一 个偏移量ｅ，ｅ的取值原则上是使机架对工作 辊轴承座的水平支反力Ｆ永远大于零，而且 力的作用方向不变。
２工作辊辊系失稳带来的影响
某中板厂四辊轧机投产于１９９４年９ 月，使用至今已有近８年。在制造厂设计时， 选取的辊系偏移量ｅ是１０姗。在前几年产量 较低的时候，设备运行状况还可以，随着钢 板产量的不断增加，生产节奏的加快，工作 辊辊系问题渐渐暴露出来，主要表现在以下 方面：
尺－，尺２＿～工作辊和支承辊半径； ｐ厂～支承辊轴承摩擦圆半径；
，忙纷支一承工辊作对辊工和作支承辊辊的滚作动用摩力擦。系数；
根据图２，由工作辊两端力的平衡条件，
可得单侧轴承支反力
肚‰南 Ⅳ．ｃｏｓ（８±训）＝Ｐ．ｃｏｓ妒 ｃｏｓ【口＋ＹＪ）
ｊ７每±Ｏ．５Ｐ·ｓｉｎ节＋０．５Ⅳｓｉｎ（‘；Ｐ±∽）±Ｒ
由于附加力距肘水平的大小随轧辊的转动 （下转第１０页）
江苏冶金
第３０卷
·仪器本身变异：仪器没有正确校准，仪 器所处环境温度、湿度等因素变异，不同仪 器性能差异。
·样品不具代表性：块样在磨光时深度 不够或表面温度较高，钻屑时转速太快屑样 温度较易烧损或钻头磨损进入样屑；样品不 均匀。
·分析员因素，要提高对数据处理能力： 红外分析试样燃烧后，观察试样是否完全燃 烧或有溅出，若没完全燃烧或有溅出就引入 较大误差；光谱分析激发点至少３点，如偏差 大需要找原因或重新取样；红外分析时，助熔 剂覆盖样品表面上，防止试样燃烧溅出。
第３０卷第５期 ６ ２００２年９月
江苏冶金
Ｖ０１．３０．Ｎｏ．５ Ｓｅｐｔ．２００２
四辊轧机工作辊辊系稳定性分析
张涛
（南京钢铁集团有限公司 南京市２１００３５） 摘要：文章主要讨论了工作辊辊系不稳定带来的危害，影响工作辊辊系稳 定性的因素，工作辊辊系的力的分析以及如何优化选取偏移量ｅ。 关键词：辊系 偏移量 稳定性 附加力距 水平力偶
（６）
式中
ａ—一轧制力臂； ｐ厂一工作辊轴承摩擦圆半径； ｃ——支承辊对于工作辊的支反力的力
臂，ｃ孤ｏｓ＂质ｌｓｉｎ７
把相关参数代入式（４）中，可得到
Ｆ０。ｆ－Ｐ｛ａ＋ｐ ｌｃｏｓ９［±ｔａｎ‘；Ｐ＋ｔａｎ（日±一ｙ）］
＋ 璺曼旦璺翌 １主璺里！ ｃｏｓ（ｏ±Ⅵ）。 Ａ
｛ｏ．５一旦竿生）ｃｏｓ［妒±ｔ柚矿ｔａｎ（９±
１）］＿［ａ＋毒鬻箝］半＞ｏ
取 ｃｏｓＩ；Ｐ≈１，ｃｏｓ（８±＾ｙ）≈１，
ｔａｎ‘Ｐ≈ｓｉｎ‘；ｐ＝簪，
ｔａｎ（ｅ±＾ｙ）≈赢±等， ｏ．Ｌ５＝一［掣ａ产＋ｃ≈］０半．５，
在上面的公式中，工作辊稳定的条件最
终变为
±蛩＋志±等吼＞ｏ ‘２Ｐ
Ｒ１＋Ｒ２‘ Ｒ，
…。
即正向轧制时
ｅ＞ｅ翘·懈ｚ ｍ一警一警）
４工作辊系的受力分析
工作辊系的受力图如图１和图２所示。 附加力距通过主传动轴与工作辊的连接套 筒作用在工作辊上，对工作辊的稳定性有影 响的是水平方向的分力距，可简化为作用于 工作辊上的水平力偶
Ｊ７Ｉｆ水平＝乃·Ａ 式中
乃——作用于工作辊上的附加水平力； Ａ——工作辊两端轴承座中心线距离。
第５期
张涛：四辊轧机工作辊辊系稳定性分析
（１）轧制时，工作辊左右晃动； （２）工作辊平衡缸体上的滑板磨损严重， 固定小螺栓断裂，同时缸体与四辊轧机牌坊 的固定螺栓断裂、固定平键磨损； （３）工作辊轴承座上的两侧滑板磨损严 重； （４）在工作辊平衡缸体滑板和工作辊轴 承座滑板之间有５衄以上的间隙； （５）设备故障较多，表现在：工作辊断 辊，工作辊轴承烧坏，轧机主传动轴十字头 轴承烧坏、高强度连接螺栓断裂； （６）主电机的电流不稳定： （７）由于辊系的不稳定，造成生产的钢 万方数据