WS轧机结构分析及设计要点
钢材在国家经济发展及居民生活中发挥着重要的作用，现今，我国的钢铁产量居世界第一，在钢材的生产过程中，WS轧机是应用于板材生产中的重要设备，其主要采用的是一个工作辊可移动和工作辊弯辊技术，从而大幅度地提高板材生产的精度。

在WS轧机的设计过程中，做好对于WS轧机的结构和零件的设计能够使得WS轧机的设计更为合理，产量和板材的生产精度更为优秀。

标签：四辊冷轧机；工作弯辊；辊横移；结构设计
前言
在经济快速发展的今天，对于板材的产量与生产精度提出了更高的要求，因此，做好对于新型板材的研制以满足对于板材精度的需要是现今乃至今后一段时间内轧机研究的重点。

冷轧板带是近些年来应用较多的一种板材，同时随着经济的快速发展，冷轧板材的需求将会越来越大，做好对于WS轧机的研发和结构设计对于确保冷轧板材的生产有着十分重要的意义。

1 WS冷轧机工作原理
1.1 冷轧机板形控制中所面临的困难
四辊冷轧机是现今广泛应用于板材生产的重要设备，相对于二辊轧机，其通过采用较小的工作辊径和较大的支撑辊径来降低辊工作时轧制力所带来的挠度，但是，在使用过程中发现，当冷轧机的支撑辊径超过一定的范围后将会使得冷轧机无法降低其挠度对轧机所带来的影响，其主要是由于造成轧机工作辊的挠度多是由于支撑辊和工作辊之间的不均匀接触所带来的，为降低和控制外力所带来的挠度，可以采用在工作辊中突出原始磨削的凸度或是在冷轧机的工作辊中添加液压反弯装置。

在辊表面添加凸度，由于凸度是定值，从而使得在冷轧机轧制过程中无法灵活的应对轧制力的变化，再加上在工作中由于热膨胀/磨损等所带来的影响将会使得冷轧板形的控制较为困难，其缺乏足够的控制能力，因此在冷轧机结构中应用不多。

而在冷轧机中使用反弯装置能够更好的对板形进行控制，但是其在工作的过程中由于受到辊径强度以及轴承寿命方面的考虑，限制了其工作时的工作压力。

同时对于L/D比较大的工作辊液压反弯容易使得轧制的冷轧钢带出现复合波。

从而影响冷轧钢的轧制效果。

随着科技的进步，现今还发展了通过加热或是冷却来对工作辊热凸度进行控制的方法或是通过改变辊内高压油压力来改变辊凸度的方法，但都并未达到预期效果，因此，需要加强对于板形控制的方法来提高板形的精度。

1.2 WS轧机的工作原理（如图1所示）
一般的四辊轧机在工作时由于结构的限制使得其在工作时支撑辊与工作辊的两端存在着“有害区”，其中“有害区”主要是指在工作中由于弯曲应力和辊变形
应力所带来的应力集中区，在这一应力集中区由于压力的影响将会使得冷轧板材的边部无法达到所需要的厚度，为减少应力集中所带来的影响，在上世纪70年代相继设计出了HC轧机和HCW轧机等机型，WS轧机就是在此基础上所设计出来的一种轧机，其主要特点是在辊两端采用了带锥度的形式来减小应力集中所带来的影响，辊的锥度的大小可以通过对轧机中的弯辊力、工作辊轴向移动量等几个参数来进行计算来确定，可以有效的减少板端减薄量和中间浪，从而实现通过锥度来对其“有害区”进行控制，同时随着“有害区”区域的减小或是消除，可以使得轧机对于弯辊力的控制更为高效，有效满足板材轧制的需求，甚至于有时为了满足宽带轧制的需求，支承辊也常常带有类似的锥度。

1.3 WS轧机的结构特点
WS轧机的机架部分主要由两片机架、上横梁、下横梁以及轨座等组成，其中在两片机架窗口的两侧及底面都印有滑板的闭式牌坊，并通过使用上下横梁对其进行连接，对于机架的下端通过使用螺钉固定在轨座上，牌坊窗口两侧面装有抬升轨道，因此，机架是WS轧机中的重要支撑基础，为使得机架具有良好的支撑效果多选用的是铸钢材料。

1.4 WS轧机中的工作辊横移装置
WS轧机中的工作辊主要是由移动缸块、支撑块、弯辊缸以及固定缸块等组成，其中对于WS轧机中的工作辊轴承座主要是由移动缸块上的轴向挡板与移动缸块来进行连接的，在WS轧机工作时其主要是通过横移缸的作用下，使其沿着工作辊轴线方向进行移动，横移量控制在110毫米左右，为确保横移效果，需要使用8个液压缸产生18MPa工作压力，对工作辊施加正向的弯曲力。

1.5 WS轧机中的压下调零装置
WS轧机中的压下调零装置一般被安装在轧机的机架上，其主要采用的是电机带动蜗轮蜗杆的形式与压下、上升螺丝相连，从而带动工作辊的上升、下降，并在压下螺丝附近加装测压装置，通过装在下面的快速垫与上支撑辊轴承相互连接。

1.6 工作辊的横移装置
工作辊的横移装置主要是由移动缸块、支撑块、弯辊缸等部分组成，工作辊轴承座主要是由移动缸块上的轴向挡板与移动缸块进行连接，从而使得工作辊在横移缸的作用下在工作辊轴线方向进行0-110mm范围内的移动，同时还可以通过在移动缸块上加装液压缸的方式来为工作辊提供正弯力。

3 结束语
经济的发展对板材提出了更高的需求，做好对于板材精度的控制是现今乃至今后一段时间板材轧制的重点，相对于热轧制，冷轧制在板材精度的控制以及变
形力等方面都有着不小的优势，WS轧机现今已经广泛应用于板带材的生产中，其有着广泛的发展前景，文章在分析WS轧机工作原理的基础上对其的结构特点等进行了分析阐述。

参考文献
[1]邹家祥.轧钢机械理论与结构设计[M].冶金工业出版社，1993，5.
[2]王海文.轧钢机械设计[M].机械工业出版社，1983，6.
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