四辊轧机工作辊辊系稳定性分析

（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
（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
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。
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
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
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。
（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）
反向轧制时
如凼懈ｚ ｍቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ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
·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。
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～
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
（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 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：
７
Ｉ＿止支承辊轴线 ＿ｌ
Ｌ爿…∑…＿ｌ………一ｌ…． ．…一ｉ
【广．．一 刊 ／ｆ‘
｜
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
（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；