通常在生产当中为消除带钢边部的有害接触区， 获 得 良 好 板 形 ，主 要 通 过 辊 系 辊 型 （支 承 辊 ＋工 作 辊 的 凸度向量）及弯辊力来实现。因原料的板形差异及使用 一 段 时 间 后 ，尤 其 是 支 承 辊 产 生 的 磨 损 ，还 不 能 完 全 靠 辊 型 来 保 证 板 形 ， 使 用 弯 辊 调 整 板 形 灵 活 性 强 ，但 如 前 所 述 ，过 大 的 弯 辊 力 会 对 轴 承 及 轧 辊 寿 命 产 生 影 响 ，因 此 辊 系 采 用 合 适 的 辊 型 ，会 降 低 弯 辊 力 ，同 时 也 会使增加弯辊力调整余度用来调整板形不好的原料。 为构建合理的辊系辊型，先建立辊系的弹性变形方 程 ，通 过 方 程 得 出 曲 线 。 建 立 合 理 的 辊 系 统 插 型 辊 降 低弯辊力。

  产 生 疲 劳 ，导 致 剥 落 发 生 。 根 据 赫 兹 理 论 ，支 承 辊 与 工

  ｂ＝１．５２×［２×ｑ×ｄ１×ｄ２（／ ｄ１＋ｄ２）×Ｅ ］１／２ 式中：Ｈ － 疲劳产生的深度 ｍｍ

  ｄ１ － 支承辊辊径 ｍｍ ｄ２ － 工作辊辊径 ｍｍ ｂ － 支承辊与工作辊接触弧长 ｍｍ

  ８０ ｔ 时轴承的当量载荷 Ｐ３ Ｐ３＝０．４×０．６×Ｐ０３＋Ｋ ×Ｆａ３／２＝１８．５ ｔ

  辊系的弹性变形方程由工作辊和支承辊的弹性 弯 曲 变 形 和 弹 性 压 扁 组 成 。 为 消 除 有 害 接 触 区 ，获 得 理 想 的 板 形 ，通 过 辊 系 的 辊 型 ，弯 辊 力 的 调 节 手 段 补 偿 辊 系 的 弹 性 变 形 ，使 工 作 辊 与 支 承 辊 间 单 位 长 度 上 个 点 的 接 触 力 ，工 作 辊 与 带 钢 单 位 长 度 上 个 点 的 接 触 力 趋 于 相 等 ，辊 间 、工 作 辊 与 带 钢 间 各 点 弹 性 压 扁 差 为零，以此为约束条件建立方程。

  剪力：Ｑ ４＝Ｊ ／２－ ｑ１×（ｘ２－ ２３０）＋ｑ２×（ｘ２－ ４３０） 单位剪力：Ｑ／０＝ｘ１／１ ８６０ 力矩：Ｍ ４＝Ｊ ／２×ｘ２－ ｑ１×（ｘ２－ ２３０）２／２＋ｑ２×（ｘ２－ ４３０）２／２ 单位力矩：Ｍ ／０＝ｘ１／１ ８６０×ｘ１ 变形方程为：

  δｗ ｘ２＝１／（Ｇ ×Ａ １）× Ｑ ３×Ｑ ０ｄｘ１＋１／（Ｅ １×Ｉ１）× Ｍ ３×Ｍ ０ｄｘ１＋１／

  承辊正常情况下可使用 ５～７ 年，外车一次支承辊缩 短 ２ 年，使辊耗上升。另外，生产时支承辊掉下的残渣

  会 硌 坏 工 作 辊 ，使 工 作 辊 产 生 裂 纹 ，较 深 的 裂 纹 会 导 致工作辊的报废。

  到其使用中限 ５０ ｔ，这时 Ｐ２＝Ｐ３＝１４．５ ｔ，Ｐｍ２＝１４ ｔ，在此条 件 下 轴 承 的 计 算 寿 命 Ｌｎ２ 与 Ｌｎ１ 的 比 为 （Ｐｍ２／ Ｐｍ１）１０／３＝ １．４５，从这里可看出，将现在的 ６０～８０ ｔ 的弯辊力 降 到

  我 厂 四 辊 可 逆 冷 轧 机 采 用 正 弯 辊 力 ，最 大 弯 辊 力

  １００ ｔ，使 用 上 限 ８０～１００ ｔ，一 般 情 况 下 一 年 当 中 宽 厚 规格产品占总产量的 １／３，弯辊力为 ３０ ｔ。宽 １ ０００ ｍｍ 左右，厚 ０．５～１．２ ｍｍ 的产品占 ２／３，根据原料板形情况 弯辊力在 ６０ ｔ～８０ ｔ 间，平均统计弯辊力在 ３０ ｔ，６０ ｔ， ８０ ｔ 时间各占 １／３。生产宽厚规格时轧制力取 １ １００ ｔ， 其余轧制力取 １ ０００ ｔ，正常生产时工作辊转速 ｎ＝３００ ｒ／ｍｉｎ，现 场 ４ 对 工 作 辊 轴 承 ，除 去 检 修 及 换 支 承 辊 的 时间每年工作 ３４０ 天，平均每个轴承工作小时数 ｔ＝２ １５０ ｈ，按上述参数计算轴承寿命。

  循 环 次 数 的 关 系 ），因 支 承 辊 使 用 周 期 长 ，在 后 期 当 工

  作 辊 的 辊 型 补 偿 不 了 其 磨 损 时 ，为 保 证 板 形 必 须 加 大

  弯 辊 力 。 较 大 的 接 触 应 力 ，使 支 承 辊 过 早 地 在 浅 表 层

  称 轧 制 会 产 生 轴 向 力 ，每 个 轴 承 的 轴 向 力 约 占 所 受 负

  荷的 １％即 Ｆａ＝１％×（Ｐ１＋Ｐ２），轴承手册说明四列圆锥辊 子轴承负荷最大的那列受 ６０％轴承径向力 Ｔ／２ 及 Ｐ／２

  的合力 Ｐ０，５０％的轴向负荷 Ｆａ１。 目前计算轴承寿命有 ＩＳＯ 及铁姆肯 （ＴＩＭＫＥＮ）两

  （Ｇ ×Ａ １）× Ｑ ４×Ｑ ／０ｄｘ２＋１／（Ｅ １×Ｉ１）× Ｍ ４×Ｍ ／０ｄｘ２

  ＡＸ 段 剪力：Ｑ １＝Ｊ ／２＋ｑ １×（ｘ１－ ２３０） 单位剪力：Ｑ ０＝（１ ８６０－ ｘ１）／１ ８６０ 力矩：Ｍ １＝Ｊ×ｘ１／２－ ｑ１×（ｘ１－ ２３０）２／２ 单位力矩：Ｍ ０＝（１ ８６０－ ｘ１）／１ ８６０×ｘ１ ＢＸ 段′

  力矩：Ｍ ３＝Ｊ×ｘ１／２－ ｑ１×（ｘ１－ ２３０）２／２＋ｑ２×（ｘ１－ ４３０）２／２ 单位力矩：Ｍ ０＝（１ ８６０－ ｘ１）／１ ８６０×ｘ１ ＢＸ 段

  关键词 轧辊 四列圆锥辊子轴承 寿命 弯辊力 辊型 有害接触区 弹性变形方程曲线 辊系凸 度方程曲线 前言

  轧 辊 及 工 作 辊 轴 承 是 辊 系 中 昂 贵 的 部 件 ，其 使 用 寿 命 的 长 短 对 生 产 成 本 有 很 大 影 响 ，通 过 对 影 响 寿 命 因 素 的 研 究 ，采 取 改 进 措 施 是 提 高 其 使 用 寿 命 的 主 要 途 径 。 生 产 实 践 中 可 找 到 影 响 寿 命 的 诸 多 因 素 ，有 些 可 自 行 解 决 ，如 去 除 轧 辊 的 软 点 、裂 纹 、重 新 调 整 轴 承 的游隙。支承辊肋部出现疲劳剥落的现象时有发生， 如 疲 劳 扩 展 较 深 就 需 车 削 剥 落 层 ，这 将 会 造 成 很 大 的 辊 耗 ，同 时 也 影 响 支 承 辊 寿 命 ；工 作 辊 四 列 圆 锥 辊 子 轴承部件也会因疲劳剥落而过早地报废。通过分析 降 低工作辊辊径上的弯辊力可减少上述损伤。下面就弯 辊力对轴承寿命及支承辊寿命的影响进行分析。

  Ｐｍ１＝（［ １３．５３．３３ｎ×ｔ×１／３＋１６３．３３ｎ×ｔ×１／３ ＋１８．５３．３３ｎ×ｔ×１／３）（／ ｎ×ｔ）］３．３３

  ［ 摘要］ 论述了四辊可逆板带冷轧机较大的弯辊力对昂贵的轧辊及轧辊轴承常规使用的寿命的影响，通过研究辊系的弹性变形 曲 线 ，找 出 合 理 辊 系 凸 度 曲 线 来 降 低 弯 辊 力 。

  前面已讲到当宽度≤１ １００ ｍｍ 厚度≤１ ｍｍ 规格 产品目前的弯辊力在 ６０～８０ ｔ，若板形不好的原料，为 稳定轧制，弯辊力还会提高，若将弯辊力变为 ５０ ｔ 时， 轴承寿命提高 １．４５ 倍，下面以普通薄规 格 板 宽 （Ｂ＝ １０００ ｍｍ）为基准，确 立 辊 系 的 弹 性 变 形 方 程 ，通 过 设 立轧制力为 １ ０００ ｔ，弯辊力为 ５０ ｔ 时的辊系的弹性弯 曲 变 形 方 程 的 曲 线 ，找 出 现 有 辊 型 曲 线 的 不 足 ，并 制 定新的辊型曲线 建立辊系的弹性弯曲变形方程

  根 据 公 式（６）、（７）可 计 算 出 支 承 辊 疲 劳 产 生 在 距

  落层。将剥落 层 车 下 时 直 径 方 向 一 般 损 失 ２５ ｍｍ 左

  工作辊受 轧 制 力 Ｐ２，工 作 辊 与 支 承辊间的作用力 Ｐ１，前后张力 Ｔ１、Ｔ２， 弯辊力 Ｊ，由工作辊的受力导出工作

  ２，一半的工作辊与支承辊间的作用力 Ｐ１ 的水平分力 及轧制力 Ｐ２ 的水平分力的合力 Ｐ ／２，由图 ２ 得出在轴 承的径向所受力的合力为 Ｐ（０ 根据有关的资料给出的几 何关系得出 Ｐ０＝６ ｔ，过程这里省略）。铁姆肯（ＴＩＭＫＥＮ） 轴 承 手 册 说 明 因 轧 辊 轴 线 的 交 叉 ，带 钢 的 楔 形 ，不 对

  轧辊的弹性弯曲变形由剪力及弯矩产生的挠度 构 成 ，利 用 材 料 力 学 中 的 虚 功 原 理 其 中 的 单 位 载 荷 法 求工作辊的弹性弯曲变形方程，因辊系受力的对称 性，取半根轧辊的弹性变形方程研究即可。 ４．１．１ 工作辊

  以 上 工 作 辊 为 研 究 对 象 ，其 受 力 情 况 及 弯 辊 力 的 作用点的位置如图 ３ 所示。 （１） 当 ２３０＜ｘ≤４３０ ｍｍ 时工作辊的弹性弯曲变形方 程

  （２） 降低弯辊力条件下轴承寿命 Ｌｎ２ 利 用 辊 型 和 弯 辊 力 是 调 整 板 形 的 主 要 方 法 ，二 者

  种 方 法 ，我 厂 工 作 辊 四 列 圆 锥 辊 子 轴 承 为 美 国 铁 姆 肯

  （１） 目前弯辊力条件下轴承寿命 Ｌｎ１ （ａ） 宽厚规格产品弯辊力为 ３０ ｔ 时轴承的当量载荷

  其 使 用 中 限 ５０ ｔ 时 ，轴 承 的 寿 命 可 比 现 在 提 高 １．４５

  用 下 产 生 的（除 异 常 的 轧 制 事 故 外 ），出 现 剥 落 的 时 间