太原科技大学毕业设计说明书
简单轧制不考虑宽展，所以
b0?b1?3000 mm 2将
l?188.5mm，
代入等式(2-8)得
b0?b1?3000mm 2F?3000?188.5?565500mm2
由已知条件
F?565500mm2，Pm?73.3MPa 代入等式(2-7)得
P?4.3?565500?24316500N 2.4.3 轧辊传动力矩
驱动一个轧辊的力矩Mk为轧制力矩MZ与轧辊轴承处摩擦力矩Mf1之和。计算公式为 Mk?MZ?Mf1?P(a??1) (2-9) a?Dsin? (2-10) 2D?1 (2-11) 2 ?1?式中
P—轧制力；
a—轧制力力臂，即合力作用线距两个轧辊中心连线的垂直距离；
?1—轧辊轴承处摩擦圆半径；
D—轧辊直径；
d—轧辊轴颈直径； ?—合力作用点的角度；
?1—轧辊轴承摩擦系数。 选滚动轴承：?1?0.004 将d?630mm代入等式(2-11)得
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?1?630?0.004?1.32mm 4变形区长度l?188.5mm，总压力作用点在接触弧上的作用点在接触弧中心。 简单轧制除了轧辊给轧件的力外，没有其他外力，所以两个轧辊对轧件的法向力N1，
N2和摩擦力T1 ，T2的合力P1，P2必然是大小相等，方向相反，且作用在一条直线上，该
直线垂直于轧制中心线，轧件才能平衡，所以
a?l?94.25 mm； 2由已知条件得：a?94.25mm，?1?1.32mm，P?24316500 N代入等式(2-9）得
Mk?24316500?94.25?1.32??2323927905N?mm
2.5 轧辊的强度校核
设计轧机时，通常是按工艺给定的轧制负荷和轧辊参数对轧辊进行校核，由于对影响轧辊强度的各种因素（如温度应力、残余应力、冲击载荷值等），很难准确计算，为此，设计时对轧辊的弯曲和扭转一般不进行疲劳校核，而是将这些因素纳入轧辊的安全系数中（为了保护轧机其他重要部件，轧辊的安全系数是轧机各部件中最小的）。为防止四辊板带轧机轧辊辊面剥落，对工作辊和支承辊之间的接触应力应该做疲劳校验。
四辊轧机，由于有支承辊，给轧辊计算带来了新的特点。首先是工作辊与支承辊之间有弯曲载荷的分配问题，其次是工作辊与支承辊之间存在着相当大的接触应力。
四辊轧机的支承辊径与工作辊径之比一般在1.5～2.9范围内。显然，支承辊的抗弯断面系数较工作辊大得多，即支承辊有很大的刚性。因此轧制时的弯曲力矩绝大部分由支承辊承担，在计算支承辊时，通常按受全部轧制力的情况考虑。由于四辊轧机一般是工作辊传动，因此对于支承辊只需计算辊身中部和辊颈断面的弯曲应力。
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图2.3 四辊轧机支承辊计算简图
支承辊的弯曲力矩和弯曲应力分布见图3.2，在辊颈的1—1断面和2—2断面上的弯曲应力均应满足强度条件，即
?1-1? ?2?2? 式中
P—总轧制压力；
PC10.2d1?13?Rb (2-12)
PC20.2d2?23?Rb (2-13)
d1?1、d2?2—1-1、2-2断面的直径；
C1、C2—1-1、2-2到断面支反力P/2处的距离； Rb—许用弯曲应力。
由于在计算轧辊强度时未考虑疲劳因素，故轧辊的安全系数n=5，轧辊的许用应力可参考以下数据：
对于合金锻刚轧辊，当强度极限?b?700～750 N/mm2时，许用应力Rb=14～15
KN/cm2
对于铸铁轧辊，当?b=350～400N/mm2时，许用应力Rb=7～8KN/cm2 辊身中部3-3断面的弯曲应力
?3-3?PL(l?)?Rb (2-14) 0320.4Dz- 13 -
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式中
l0—两个压下螺丝的中心距(l0?3300?2?30?2?500?2?100?4560mm)； Dz—以重车后的最小直径代入。
将C1?100mm、C2?500mm，P?24316500N，d1?1?1060mm，d2?2?2200?272?1928mm，Dz?2200?110?2090mm代入(3-19)、(3-20)、(3-21)得
?1?1?10.1?Rb ?2?2?8.48?Rb
?3?3?14.5?Rb
在计算时，认为支承辊两个轴承支反力间的距离l 等于两个压下螺丝的中心距l0，而且把工作辊对支承辊的压力简化为均布载荷。
由于支承辊承受弯曲力矩，故工作辊只考虑扭转力矩，即只计算扭转端的扭转应力。扭转应力
??Mk (2-15) Wk 式中 Mk—作用在一个工作辊上的最大传动力矩； Wk —工作辊传动端的扭转断面系数(Wk??Dg1332?220593929.4)。
四辊轧机在工作时，支承辊与工作辊两圆柱面之间有很大的接触应力，在计算轧辊时，应对此交变局部应力进行疲劳强度校验。见图3.4。
图2.4 轧辊接触应力与深度的关系
半径方向产生的法向正压力在接触表面的中部最大，其值可按赫茨方程式求得
?max?
q?r1?r2? (2-16) 2??K1?K2?r1r2- 14 -
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式中 q—加在接触表面单位长度上的负荷； r1、r2—相互接触的两轧辊的半径；
K1、K2 —与轧辊材料有关的系数。
1??11??2,K2? K1??E2?E122式中 ?1、?2、E1、E2 —两轧辊材料的泊松比和弹性模量。 一般取?=0.3，则公式(2-15)可简化为
?max?0.418Eq?r1?r2? (2-17)
r1r2 将q=43N/mm2，E?212GPa，r1?660mm，r2?1100mm代入(2-16)得
?max?196.5KN/cm2
此应力虽然很大，但对轧辊不致产生很大的危险，因此在接触区，材料的变形近似于三项压缩状态，能承受较高的应力。
在接触区还存在切应力?，为保证轧辊表面不产生疲劳破坏，?max应小于许用值。
?max?0.304?max???? (2-18)
将?max?196.5KN/cm2代入(2-17)得
?max?59.7????
支承辊辊面硬度为45～50Hs，所以许用应力???=61KN/cm2
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