輥系是整個軋機實現(xiàn)控制目的的終端執(zhí)行機構(gòu)，其運行狀態(tài)直接影響整個生產(chǎn)線的軋制節(jié)奏和生產(chǎn)效率，因此，在設(shè)計時應(yīng)對其進行計算和校核。

　　【摘 要】本文以某鋼廠650mm中寬帶熱連軋生產(chǎn)線改造中所增E立輥軋機為例，介紹了該軋機輥系的主要結(jié)構(gòu)特點，并對關(guān)鍵件進行了校核和壽命計算。

　　【關(guān)鍵詞】研究生期間發(fā)表論文,E立輥軋機,輥系結(jié)構(gòu),校核,壽命計算

　　一、立輥軋機輥系裝配結(jié)構(gòu)介紹

　　輥系裝配主要有整體式和分離式兩種結(jié)構(gòu)。整體式結(jié)構(gòu)(見圖1)將上下軸承座裝入一個滑架內(nèi)，滑架兩側(cè)裝有滑板，與機架窗口滑板貼合，滑架軸向由壓塊固定。滑架上部兩側(cè)各有兩個滾輪，實現(xiàn)輥系在機架窗口內(nèi)行走，側(cè)壓機構(gòu)推動滑架實現(xiàn)開口度調(diào)整和壓下，平衡機構(gòu)回拉滑架消除壓下機構(gòu)間隙。此結(jié)構(gòu)無法消除軸承座與滑架之間間隙，且上下壓下機構(gòu)不同步時，滑架滾輪對機架產(chǎn)生較大的傾翻力矩，加劇滾輪、機架滑板磨損，影響機架受力。

　　分離式結(jié)構(gòu)(見圖2)在整體式基礎(chǔ)上，將滑架從輥系中剝離，保留其平衡作用，簡化為帶鉤頭的平衡托架，托架與上下軸承座上的鉤頭配合，消除AWC缸與軸承座之間力傳遞路徑上零件之間間隙。上下AWC缸直接作用與上下軸承座上，實現(xiàn)開口度調(diào)整與壓下。上軸承座鑄有直耳，通過銷軸與搖桿連接，搖桿比整體式固定滾輪增加了一個旋轉(zhuǎn)自由度，避免了壓下不同步造成的附加傾翻力矩。軋輥為整體合金鋼鍛件。軸承座為鑄鋼件，其上裝有滑板，滑板上開有盤狀油涵，改善潤滑工況，提高滑板使用壽命。軸承應(yīng)能克服軸向力，又能保證徑向力，故軸承應(yīng)選用雙列圓錐滾子軸承。

　　二、軋輥軸承關(guān)鍵尺寸確定

　　軋輥設(shè)計時要考慮軋制時的最大咬入角和軋輥強度。設(shè)計的一般過程為，根據(jù)咬入角預(yù)選輥身、輥徑直徑，并對其進行校核。在滿足剛度、強度指標(biāo)前提下選用較小的輥徑，減小轉(zhuǎn)動慣量，便于控制。立輥輥身長度(兩軸承中心線距離)由軋件厚度、AWC缸等相關(guān)件安裝尺寸等因素共同決定。按照軋輥的咬入條件，軋輥的工作直徑應(yīng)滿足下式 [1]：

　　三、軋輥校核與軸承壽命計算

　　在極限軋制工況下對軋輥、軸承進行校核，該極限軋制工況取最小輥徑、最大軋制力和最大軋制力矩，如在此情況下能通過校核，則可說明軋輥、軸承的安全性。此外，軋輥的溫度應(yīng)力、殘余應(yīng)力、沖擊載荷值等對軋輥的強度都有影響，但這些參數(shù)很難準(zhǔn)確計算，一般將這些因素歸入軋輥的安全系數(shù)中。

　　(一)輥身校核

　　(二)軸承壽命計算

　　根據(jù)預(yù)選軸承尺寸對其進行壽命計算，驗證選擇的合理性。計算公式如下[3]：

　　上軸承承受輥系重量，且上、下軸承徑向力偏載很小，故對上軸承進行壽命計算即可。軸向力(輥系重)kN，徑向力kN。軸向、徑向動載荷之比，(，軸承樣本查得)，計算式簡化為：，由軸承樣本查得，，計算得kN。

　　將各值代入式(1-3)，計算得，在實際使用中，隨著壓下量減小、軋制節(jié)奏變化等，軸承實際使用壽命比該理論計算值要大得多。

　　四、結(jié)語

　　本文簡要介紹了立輥軋機輥系的設(shè)計特點和結(jié)構(gòu)特征，并以某鋼廠650mm熱連軋生產(chǎn)線E立輥軋機為例，通過理論計算對軋輥和軸承進行校核，驗證了設(shè)計的合理性，為后續(xù)類似項目設(shè)計提供了計算依據(jù)和設(shè)計參考。

　　參考文獻：

　　[1]鄒家祥主編.軋鋼機械[M].北京.冶金工業(yè)出版社.2007，79-81.

　　[2]白象忠主編.材料力學(xué)[M].北京.中國建材工業(yè)出版社.2003，191-192.

　　[3]楊可楨主編.機械設(shè)計基礎(chǔ)[M].北京.高等教育出版社.1999，258-259.