四辊板带轧机综合刚度模型的开发及应用.pdf

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1、四辊板带轧机综合刚度模型的开发及应用王强雷刚赖宏(中冶赛迪工程技术股份有限公司轧钢事业部)摘要作为轧机机械特性的重要参数，轧机综合刚度是2．2辊系变形的计算轧机设计中重要的目标参数之一因此在轧机设计工作中，如辊系变形的计算采用影响函数法，影响函数法是一种离散果能够开发出一种快速准确的综合刚度算法，并开发出相应软化的方法。它的基本思想是，将轧辊离散成若干单元，将轧辊件，及时对设计中的轧机的综合刚度进行预测，并分析各影响所承受的载荷及轧辊弹性变形也按相同单元离散化，应用数学因素对轧机综合刚度的影响程度，实现最优

2、化设计，具有非常物理中关于影响函数的概念先确定对各单元施加单位力时在辊重要的意义。本文介绍了采用影响函数法计算辊系挠度，采用身各点引起的变形，然后将全部载荷作用时在各单元引起的变材料力学的方法计算出牌坊、垫板、压下系统等的变形量，从形叠加，就可得出各单元的变形值。目前许多重要的板形理论而计算出轧机刚度的方法。将软件的计算结果和轧机的实测刚问题和工程实际问题均采用影响函数法处理轧辊弹性变形，收度进行对比，软件的计算精度很好地满足了轧机设计的需求。到了很好的效果。关键词轧机刚度影响函数法轧机设计四辊板带轧机辊系

3、的弹性变形由支承辊弯曲变形，支承辊1前言与工作辊间的弹性压扁，工作辊间的弹性压扁三部分组成，即在四辊板带轧机设计中，首先根据轧机的电气、液压等响应=2+2+特性，确定出轧机的目标综合刚度，然后确定出合理的牌坊、辊系式中——轧辊的弹性变形总量等受力构件的尺寸，使设计出的轧机达到所需求的综合刚度。——支承辊辊身中部的弯曲变形牌坊、辊系、垫板、压下系统等受力构件的几何形状与——支承辊与工作辊间的弹性压扁——工作辊间的弹性压扁尺寸都是轧机综合刚度的影响因素。在给定的轧制力下，有的结构件变形量大，相应地对轧机综合刚度

4、的影响程度大，变形2．3其他受力构件的弹性变形量计算量小的结构件对轧机综合刚度的影响程度小。在给定的轧制力由于机座中各零件的形状和受力情况较复杂，再加上有关下，采用影响函数法可计算出辊系的挠曲变形，采用材料力学零件的接触面问存在间隙，机座的刚度或弹性变形还没有精确的基本理论可计算出轧机牌坊、垫板、压下系统等受力构件的的理论计算方法，主要是通过对工厂轧机的测定来确定的。但变形量，轧制力与总变形量之比即为轧机综合刚度。是，在设计新轧机时，或在缺乏合适的弹跳曲线时，近似计算基于上述算法开发出的计算软件，根据给定的

5、各受力构件方法仍是提供参考依据的一种手段。而且，通过计算结果与实的几何尺寸，可快速得出各受力构件的弹性变形量及轧机的综合测结果的比较，也将使计算方法不断得到完善和精确。刚度。在轧机设计中，通过优化各受力构件的几何尺寸，对设计下面分别说明各零件的弹性变形计算。中的轧机的综合刚度进行估算和优化，从而实现最优化设计。(1)压下系统的弹性变形2轧机综合刚度计算对于液压压下装置，影响轧辊辊缝的弹性变形包括两部四辊板带轧机在轧制时，轧制力经过轧辊、轴承、轴承分，总变形量f。为：座、压下螺丝或液压缸，最终由牌坊承担。所有

6、受力部分都会{，=莨{发生弹性变形，由于轧制力大，变形量也非常大，给予轧钢生l式中1——液压缸无杆腔腔体的压缩变形；产以重大影响。轧机的弹性变形由各受力构件累加而来，需要f——液压缸活塞杆的压缩变形；I分别予以计算。对于电动压下装置，影,laJ~L辊辊缝的弹性变形包括三部2．1牌坊变形的计算分，总变形f为：牌坊的弹性变形是由横梁的弯曲变形和立柱的拉伸变形组ft=f2+f：+f：式中iI——压下螺母的压缩变形；成的。由于横梁的断面尺寸较横梁的长度来说是较大的，在计——压下螺丝的压缩变形；算横梁的弯曲变形时，应

7、考虑横向切力的影响。牌坊的总变形——螺纹螺牙的弯曲变形。量为：(2)支承辊轴承座弹性变形支承辊轴承座结构较复杂，f：{只能近似地计算，并认为上、下两个轴承座变形相等。对于如式中——机架的弹性变形；——由弯矩产生的横粱弯曲变形；图1所示的轴承座，可将其受力部分简化成一个四棱锥体，则它——由切力产生的横梁弯曲变形的压缩变形6为f——由拉力产生的立柱拉伸变形；基于简化的力学模型和材料力学知识，可求出变形，根据式计算机架的总弹性变形量f。作者简介：王强(1977一)，男(汉)，河南南阳，本科，工程师，主要从事热轧板

8、带工程工艺设计与研究工作。图1支承辊轴承座的压缩变形计算简图2013．No31簿Roh9通过对表中相关数据的累加计算，辊系变形占总变形：——’EnF。量的54．16％，牌坊变形量占总变形量的37．15％，二者之和为式中如——一个支承辊轴承座的压缩变形[m]；——轴承座上的作用力，对于钢板轧机R。取为轧制力的一半[]：91．31％。该轧机没有机械压下系统(压下螺丝)，对于此类轧——轴承座的弹性模数[^轴承座受力部分