第2章 轧辊综述
§2.2. 3轧辊的辊头尺寸
1、梅花轴头尺寸
通常梅花轴头的外径 d 1= 0.85 d (二辊薄板轧机), 其它轧机则取 d 1 = (0.90~0.95) d ; d 2 = 0.66 d 1 ; r1 = 0.207 d 1 ; l 1 = (0.7~0.75)d 1
3、辊头 (1)定义:是轧辊与连接轴相接的部分。 ( 2 )轧辊的辊头有梅花型、万向节型和带 双键型。 (3)参数:d1-辊头直径 l1-辊头长度 当轧辊不传动(工作辊驱动条件下的支 承辊)或只有单侧传动时,轧辊可以不做专 门的辊头,仅在辊颈外留有可供换辊的起吊 部分。
§2.1.2 轧辊的分类 1、按构造分类 ①光面轧辊:应用于轧制板带材。 ②有槽轧辊:应用于轧制型钢、线材和钢 坯。
3、辊身长度 L 是表征板带钢轧机特征的主要参数。板带 钢轧机以(四辊或多辊轧机则指工作辊)辊身 长度作为轧机标称的组成部分。这是因为辊身 长度能直观的反映出轧机所能生产的最大板宽, 而板宽也正反映出了板带材的使用范围和生产 板带材的难易程度。 型钢:L与孔型布置的数目和轧辊强度有关。 板带:L=bmax+Δ (Δ =50mm∽200mm)
2、轧辊的工作直径 Dg 是指轧辊与轧件接触进行变形而直接工作 的直径。在有槽轧辊上是指槽底处直径。 型钢:工作辊直径Dg一般小于公称直径D。 为了防止轧辊切槽过深而影响强度, D/ Dg的 比值一般不大于1.4。 板带:斯通根据轧机最小可轧厚度的临界条 件,推导出计算工作辊直径的公式: D1=(0.28 E hmin) / [f (K-σ p)] ((K为带材的条 件屈服限) D2 ≥K/0.3 (K为刚度系数)
§2.1. 5 轧钢生产对轧辊的要求 1、具有所要求的强韧性; 2、具有所要求的耐磨性; 3、具有一定的耐热性; 4、具有耐剥落性。
2.2 轧辊的尺寸参数
§2.2.1轧辊的辊身尺寸 1、轧辊名义直径 (公称直径)D 通常是指轧钢机人字齿轮的节圆直径 或齿轮座的中心距。对轧辊由两个单独 电机驱动的初轧机而言,公称直径按最 末道次的轧辊中心距计算。
2、辊颈 (1) 定义:是轧辊的支承部分。轧辊依靠辊 身两侧的辊颈支承在轧辊轴承上。 (2)轧辊的辊颈有圆柱形辊颈和圆锥形辊颈。 (图2-1) (3)参数:d-辊颈直径 l-辊颈长度 (4)对轧辊辊颈的要求: ①足够的强度;②有一定的耐磨性; ③表面应平滑、光洁、无麻点和裂纹; ④防护措施。
辊颈与辊身交界处是应力集中的部位, 往往是轧辊强度上的薄弱环节,因而该处 必须具有适当的过渡圆角。
型钢轧机以齿轮座的中心距作为轧辊名义 直径; 初轧机则把辊环外径作为名义直径。 型钢轧机以轧辊的名义直径来作为轧机标 称的组成部分。因为型钢品种规格与轧辊辊身 直径的大小成正比,辊身直径的数值即可反映 该轧机所生产的品种规格。然而由于生产不同 品种规格所对应的轧辊辊身直径不同,因此通 常习惯采用和轧辊辊身直径有一定对应关系而 数值保持恒定不变的人字齿轮机座的中心距 (人字齿轮节圆直径)作为型钢轧机的名义直 径来表征轧机。
§2.2. 2轧辊的辊颈尺寸 辊颈直径d 和辊颈长度 l 与轴承的型 式和工作载荷有关,辊颈的直径受轴承 径向尺寸的限制,而且辊颈与辊身的交 界面,往往是最薄弱的环节。
三辊型钢轧机 中厚板轧机
d / D = 0.55 d / D = 0.67 ~ 0.75
l / d = 0.92 ~1.20 l / d = 083 分类 2.2 轧辊的尺寸参数 2.3 轧辊的材料及选择 2.4 轧辊的强度校核 2.5 轧辊的变形计算 例题讲解
2.1 轧辊的组成与分类
轧辊是用来直接完成轧制过程中金属塑 性变形的主要工具。 §2.1.1 轧辊的组成 轧辊一般是由辊身、辊颈和辊头三部 分组成。
1、辊身 ( 1 )定义:是轧辊的中间部分,直接与轧件接触, 并使其产生塑性变形,是轧辊的工作部分。 (2)轧辊的辊身有光面辊和有槽辊。(图2-1) (3)参数:D-辊身直径 L-辊身长度 (4)对轧辊辊身的要求: ①有很高的强度;②有足够的刚度; ③有较高的表面硬度和耐磨性; ④有良好的组织稳定性,以抵抗轧件的高温影 响。
§2.1.3 轧辊所受的载荷 1、摩擦 轧辊辊身表面和被轧金属间由于变形区 中前、后滑,咬入打滑和卡钢等原因产 生相对运动,导致轧辊辊身表面的剧烈 摩擦。
2、机械载荷 由于轧制时轧辊上受到巨大的轧制压 力和转矩的作用,因此在轧辊上产生弯 曲应力、扭转应力和接触应力。在轧件 咬入轧辊的瞬间以及当轧制速度变化时, 上述应力由动载荷引起。
2、按用途分类 ① 工作辊:一般是驱动辊,辊颈小,并 与高温接触,因此,要求有一定的强度、刚 度和较高的耐磨性。 ② 支承辊:主要是承受弯曲负荷,要求 它有足够的抗弯强度和抗弯刚度。 此外,还要考虑支承辊与工作辊间的接 触应力。
3、按构造分类 ①软面轧辊 ②半硬面轧辊 ③硬面轧辊 ④特硬轧辊(冷硬轧辊)
4、轧辊的重车率 在轧制过程中,轧辊辊面因工作磨损, 需不止一次地重车或重磨。轧辊工作表 面的每次重车量为0.5~5 mm; 重磨量为 0.01~0.5 mm 。轧辊直径减小到一定程 度后,即不能再使用。轧辊从开始使用 直到报废,其全部重车量与轧辊名义直 径的百分比称为重车率。
初轧机轧辊的重车率受咬入能力和辊 面硬度的限制;板带钢轧机轧辊的重车 率只受表面硬度的限制。
3、热载荷 在热轧条件下,轧辊辊身交替受到轧件 高温和冷却水的作用,从而产生热循环 应力。
§2.1.4 轧辊的破坏、失效主要形式 1、磨损 正常轧制时,辊身磨损达到轧辊允许的 总重车量后,就会因辊身的表面硬度丧 失和削弱而报废。
2、折断 过大的轧制压力产生的机械应力是导致 轧辊折断的主要原因。在有足够的冷却水 的情况下,单纯的热应力不会导致断辊, 但由此产生的辊身细小热裂纹将成为轧辊 折断的应力集中源,在一定的机械应力共 同作用下即可断辊。在特殊情况下,高温 无水冷却的二辊叠轧薄板轧机的轧辊,在 极高的热应力作用下即可因单纯的热应力 断辊。轧辊铸造时的残余应力在一般情况 下不致引起断辊。