《轧机的刚度》

⑵工艺因素变化时，轧机刚性与轧件纵向厚度精度的关系
工艺影响因素包括来料厚度、轧制温度、摩擦系数、轧制速度、张力 波动等，当这些工艺参数变化时，轧制压力会发生变化，使轧件厚度产生 波动，但轧机名义辊缝不变。仅由轧制力变化引起轧件厚度波动时，有：
h 1 P
K
此时扰动影响系数为 m 1 。为了尽量减轻引起轧制力波动 K
(1) 轧机工作机座发生弹性变形所需外力，用K表示，t/㎜或 MN/㎜；即表示机座抵抗外力发生弹性变形的能力。
轧制压力 轧辊 轴承 轴承座 压下螺丝 压下螺母 机架
力传递的零部件会发生弹性变形，使得轧辊轧制时的实际辊缝 比空载辊缝大，其差值称为弹跳值，并与轧制压力成正比；弹跳 值会影响轧机最小可轧厚度。
的工艺因素对轧件厚度的影响，应采用刚性系数大的轧机。
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6.2 轧机横向刚度
6.2.1 轧机横向刚度概念
图6-4 四辊轧机轧辊变形情况比较
a-一般四辊实轧用文机档；b-HC轧机
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⑴ 横向刚度的概念
四辊板带轧机由于支持辊弯曲变形和工作辊、支持辊间不均匀 接触变形，工作辊产生弯曲变形，实际辊缝呈凸形，轧件亦呈凸 形，即轧件沿宽度方向产生了厚差，工作辊弯曲程度的大小反映 轧机横向刚度大小，即横向抵抗轧机弯曲变形的能力。
长度和下辊轴承座高度，mm；
A
A 2、 3
、A
' 3
-机架立柱、压下螺丝和下辊轴承座的断面积；
I 1 -上下横梁断面惯性矩mm3；
k-系数。
、
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图6-2轧机的应力回线 a-有机架； b-无机架
* 轧机中受力零件长度之和就是该轧机应力回线的长度，因此缩短
轧机应力回线的长度，便能提高轧机的刚性。根据这个原理设计
冷却水控制； ⑤ 原始辊型车削加工问题 D0 —提高辊型设计水平
及加工制作水平。
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(2) 提高板带材的平直度和缩小横向板厚差的途径
⑴ 轧辊预先加工成凸形辊；操作和管理上是很麻烦的， 需要 准备许多不同凸度的轧辊。
⑵用调节辊温分布的办法来调整辊形，即控制轧辊的热凸 度；采用控制轧辊热凸度的方法烫辊时间长、热凸度变化 缓慢，只能作为辊型调节的一种辅助手段。
第六章 轧机的刚度
6.1
轧机纵向刚度
6.2
轧机横向刚度
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基本要求：
领会轧机纵向、横向刚度的含义；了解影响轧机 刚度的因素及提高刚度的措施；理解轧辊的辊型调 节原理；掌握轧机刚度测定及减小横向厚差的方法。
重点与难点：
轧机横向刚度及轧辊的辊型调节原理
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2
6.1 轧机纵向刚度
6.1.1 轧机纵向刚度的概念
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6.1.3 提高轧机纵向刚度的措施
⑴ 缩短轧机应力回线长度
在普通轧机中，轧机的弹性变形f 可近似地用虎克定律来表示 、
各受力部件的变形之和，即：
、
f E P2lA 22 A l33A l3 3 klI13 1
式中，E-轧机中零件的弹性模数,MPa；
l1 、l 2
l、 3
、l
' 3
-上下横梁、机架立柱、上辊轴承至上横梁的
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有无液压弯辊辊系受力情况的比较
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⑴ 正弯工作辊法 ① 辊系及工作辊支持辊受力图
MP P h h
③ 弹塑性曲线—工作点
轧辊与轧件相互作用力相等P，即轧件受力塑性曲线 与轧机受力弹性曲线交点—工作点；
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④ 辊缝转换函数
h K 1
s KM
表明轧制压力波动引起轧件厚度波动 h，要消除它需
反向调整轧机辊缝 s ，但其效率受 M、K制约
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6.1.2 轧机刚度的测定 ⑴ 轧辊压靠法 ⑵ 轧制法
CP
P
hb
式中，C P -轧机横向刚性系数，kN/mm；
P -轧制力,kN；
h b -板带材中部与边部的厚度差，mm。
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(3) 板带横向厚差产生的原因
① 轧辊弯曲变形 D f —采用凸辊辊型控制；
② 轧辊磨损 Dm —采用凸辊辊型控制； ③ 轧辊弹性压扁Dr —采用液压弯辊控制； ④ 热膨胀不均匀变形热凸度 Dt —采用凹辊辊型，
当辊缝由于轧辊偏心和轴承油膜厚度波动而变化时，会引起辊缝变 化，轧制力也随之而变，对弹跳方程求增量，这时引起板厚变化为：
h S P
K
而： PPh
h
P
其中，
M
称为材料的塑性刚度系数。
h
h K S
KM
此时扰动影响系数为 m K K实M用文。档 为了尽量减轻轧辊偏心和轴承13 油膜厚度波动等外扰量对轧件厚度的影响，应采用刚性系数小的轧机。
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图6-1 轧机弹性、塑性曲线（P-h）图
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⑵ 轧机弹性变形曲线—弹跳方程 ① 轧机弹性变形曲线—轧机在不同轧制压力作用下对应工
作辊实际开口度，即轧件实际厚度 h 构成 P-h 曲线 （见图6-1 曲 线A、A′)；
② 当 PP0 时，曲线近似于直线,曲线的斜率就是轧机的
纵向刚性系数，即表示当轧机的辊逢值产生单位距离
⑶采用机械弯辊的方法，以抵消轧辊在轧制时的弯曲变形 ⑷采用各种新型轧机，改善轧件的凸度和平直度。
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* 目前，在板带轧机中广泛采用了各种板型控制轧机，配合
采用液压弯辊的方法，对轧辊凸度进行有效的控制。
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6.2.2 轧辊的辊型调节
6.2.2.1 液压弯辊装置
图6-5 四辊轧机弯辊受力图 a-正弯工作辊；b-负弯工作辊；c-正弯支撑辊
成的轧机，称为短应力回线轧机实。用文档
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⑵预应力轧机
图6-3 四辊液压型预应力轧机
* 在轧制前对轧机施以预应力，轧机在轧制时的变形量可大大减小，从而提高了 轧机的刚性。凡是未工作时就处于受实用力文状档态的轧机，称为预应力轧机。 12
6.1.4 轧机刚度与轧件纵向厚差的关系
⑴ 设备状态变化时，轧机刚性与轧件纵向厚度精度的关系
的变化时，轧制力的增量值，即：
K P f
式中，P -轧制压力的改变量，kN；
f
-弹跳值的改变量，mm；
K
-轧机刚度系实数用文，档 kN/mm。
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③ 轧出轧件的厚度
hS0f S0P KP0
式中，h-轧件厚度，mm；
f -轧机弹跳值，mm；
S 0 -考虑预压靠变形后的空载辊缝，mm。
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⑶ 轧件塑性变形曲线—轧件塑性变形方程 ① 轧件塑性变形曲线—轧件在不同轧制压力作用下压 扁对应轧件实际厚度h构成 P-h 曲线（见图6-1 曲线 B、B′)； ② 塑性刚度系数