热轧支承辊载荷谱编制理论研究

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支承辊是轧机中用来支承工作辊或中间辊,用于减小工作辊挠曲变形,控制出口板形的重要部件。在正常的工作条件下,支承辊在使用一定周期后都要下架修磨,以去除支承辊在轧制过程中因循环接触载荷作用引起的疲劳裂纹;合理的修磨量既能避免因修磨量偏小,残留疲劳裂纹扩展引起的支承辊掉块、剥落等事故,又能避免磨削量过大而造成支承辊辊耗过大引起的经济损失。  合理磨削量的确定涉及两个关键问题:一是能正确反映支承辊材料性能的可靠接触疲劳实验结果,二是在稳定的生产周期中,一个修磨周期内能够稳定代表支承辊载荷变化的典型载荷谱。  本文以某钢厂1880热轧机F1机架为例,应用弹性力学理论,完善了辊间接触压扁影响函数的表达形式,使其更适用于编程,在此基础上,结合轧辊的力—变形关系,利用影响函数计算轧辊弹性变形的方法,构造出用矩阵和向量表示的五个基本力学方程,结合Hertz理论,建立影响函数矩阵法数学模型。应用matlab软件,采用牛顿迭代法求解辊间接触线压,通过计算辊间接触应力值与接触面半宽值,得到了辊间最大接触应力沿轴向分布规律,分析了引起支承辊疲劳失效的主导应力,结合弗拉芒理论,可计算出在给定板宽、轧制力工况下,接触面下任意位置的疲劳失效主导应力值。  通过分析2011年5月-10月的现场轧制数据,给出不同轧制力、不同板宽区间内,支承辊转动周次的统计方法,将轧制力划分为20段,板宽划分为9段,组成20×9的二维数组,数组的每个子区间包含最大接触应力、接触面半宽、支承辊转动周次,选出转动周次大于1000子区间生成最终形式载荷谱。  分析2011年5月-10月各月总转动周次与轧制钢材卷数的比值和等效疲劳损伤度值,发现两者稳定,各月份与六个月平均波动差值在接受范围内,验证了此种载荷谱编制方法的合理性和可行性。
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