D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.03.020 第21卷第3期 北京科技大学学报 Vol.21 No.3 1999年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing June 1999 四辊中板轧机钢板波浪生成与抑制之五 一工作辊附加水平力的确定 闫晓强”赵少华孙复森)肖景顺》衣红钢” 1)北京科技大学机械工程学院，北京1000832)马鞍山钢铁股份有限公司，马鞍山3)邢台锅铁公司，邢台 摘要建立了影响辊系稳定性的附加水平力模型，该模型认为，在确定辊系最佳偏移距时， 还应考虑附加弯矩和摩擦弯矩产生的附加水平力对辊系稳定性的影响，从而给确定最佳辊系 偏移距提供理论依据， 关键词轧机：辊系稳定性：附加水平力 分类号TG333 四辊轧机在轧制过程中，若辊系无固定的 成的力矩与水平弯矩相平衡，参见图1.附加水 侧向约束，将使工作辊处于不稳定工作状态，即 平力的大小为： F=学 (2) 在轧制过程中工作辊产生晃动，从而影响轧件 式中，Nm为水平弯矩，L为工作辊辊颈支承处间 表面质量，根据传统理论计算马钢四辊中板轧 的距离.将式(1)代入(2)得： 机辊系稳定的临界偏移距应为3.97mm,而实际 偏移距加大到10mm以后，在轧制时辊系有时 F= L (cosozsinav1+sin'patan'a)x 仍然晃动，这说明辊系除了承受由于偏移距造 tan cos arctan +μ/sin90°+ cosa 成的水平力以外，还有其他的附加水平力作用. 本文通过理论分析来确定附加水平力的变化规 acos arctantang: cosa) ]s小in(arctan}) (3) 律及影响因素， 举例：将上、下万向接轴的倾角a(a=7.6°， a=3.7)代入得到上下工作辊的附加水平力分 1附加水平力的确定 别为： 为了确定上、下工作辊所承受的附加水平 上银F-0{o.132:c0s9n1+00178sin0.x 力，首先应确定作用在工作辊上的总弯矩 cos[arctan(1.009tan2)]+u/sin[90+ N,+N在水平方向上的投影，即水平弯矩等于 7.6cos(arctan(1.009tan)]x 附加弯矩N与摩擦弯矩N,四在水平方向上的 sin[arctan(1.009tan)] (4) 投影： 下银F-经{0.0645-cosV1+0041l8sin9,x Nin =(coso:sinav1+sin'tan'a).cosM.+ cos[arctan(1.002tan2)]+u/sin[90+ usin9op+aretan2a】小singM. 3.7cos(arctan(1.002tan2)] 因为M≈M,o,=arctantan,所以 sin[arctan(1.002tan) (5) cosa' N=(coso:sina/1+sin'p:tan'a)x 以M=250kN·m,L=3.3m为例，将式(4)和 cos/sin 式(5)分别制成图3和图4. cosa 上下工作辊的附加水平力大小与咬钢相位 acosarctantang.)】 cosasin arctantang 也有关.为了分析问题直观起见，现以铜滑块与 cosa M(1) 水平弯矩作用在工作辊上使其摆动，最终 扁头之间的摩擦因数u=0.3,M=250kNm,L= 在工作辊辊颈支承处产生附加水平力，附加水 3.3m为例，假设上下工作辊咬钢相位差分别为 平力与工作辊两端支承处间的距离的乘积所形 0°，45°，90°时，上下工作辊附加水平力关系如图 5,图6和图7. 1998-05-26收稿闫晓强 男，36岁，副研究贝第 21 卷 第 3 期 1 9 9 9 年 6 月 北 京 科 技 大 学 学 报 J o u r n a l o f U n i v e r s i yt o f S e i e n e e a n d eT c h n o l o gy B e ij i n g V b l . Z I N 0 . 3 J u n e 1 9 9 9 四 辊 中板 轧 机钢 板 波 浪 生 成 与抑 制 之 五 — 工作 辊 附加 水 平 力 的确 定 闰晓 强 ” 赵少 华 ” 孙复森 2 , 肖景顺 ” 衣 红钢 ” l) 北京 科技大 学机械 工程 学院 , 北京 10 0 0 83 2) 马鞍 山钢铁 股份有 限公 司 , 马鞍 山 3) 邢台钢 铁公 司 , 邢 台 摘 要 建立 了影 响辊 系稳定 性 的附加水平 力模 型 . 该模 型认 为 , 在 确定辊 系最 佳偏 移距 时 , 还应 考虑 附加 弯矩和 摩擦 弯矩 产生 的附加水 平力对 辊系稳 定性 的影响 , 从而 给确 定最佳 辊系 偏 移 距提供 理 论依据 . 关键 词 轧 机 ; 辊 系稳 定性 ; 附加水 平力 分类 号 T G 3 3 3 四辊轧机 在轧制过 程 中 , 若辊系无 固定 的 侧 向约束 , 将使工 作辊处 于 不 稳 定工 作状态 , 即 在 轧制过程 中工 作辊 产生 晃动 , 从 而 影 响轧 件 表面质量 . 根据传 统 理论 计 算马 钢 四辊 中板 轧 机辊系稳 定的临界 偏移距应 为 3 . 97 m m , 而 实际 偏 移 距加 大到 10 r n r n 以后 , 在 轧 制 时辊 系 有 时 仍然 晃动 , 这说 明 辊系除 了 承 受 由于 偏移距 造 成 的水平 力 以外 , 还有其他 的 附 加 水平 力作用 . 本 文 通过理论 分析 来 确 定 附加 水 平 力 的变 化 规 律及 影响 因 素 . 成 的力矩与水平弯 矩相平衡 , 平力 的大小为 : F 二 参见 图 1 . 凡 H L 附加水 ( 2 ) 式 中 , 凡 。 为水平弯矩 , L 为工 作辊辊颈 支承 处 间 的 距 离 . 将式 ( l) 代入 (2) 得 : rF 粤{ ( c o s , Z s i n a 了了霭五币五五牙云) · 了 t a n 口 , 、 , . 「 。 。 。 ` C O S I 盯C t a n一 兰 .+ “ / 5 11 } , 0 。 + 、 C O S a 少 ` L 了 t a n 口八 1 . 了 t an 职八 、 a C O S I a r C ta n — 1 I S l n l a r C t a n — l 之 《 j 】 、 C O Sa 夕」 、 C O Sa 少 J 举例 : 将 上 、 下万 向接轴 的倾角 a a( , = 7 . 60 , a 卜 = 3 . 70 )代入 得 到 上 下 工 作辊 的 附加 水 平 力分 1 附加 水平 力 的确定 为 了 确 定 上 、 下 工作 辊所 承 受 的 附 加 水 平 力 , 首先 应 确 定 作 用 在 工 作 辊 土 的 总 弯 矩 风 + 瓦 ` 在水平 方 向 一 上的投 影 , 即水 平 弯矩 等于 附 加 弯矩元 「, ’ 与摩擦 弯矩瓦 ’ 121 在 水 平 方 向上 的 投 影 : 拟 。 一 ( e o s癸 Zs i n a 了l + s i n ,中Z at n , a ) · 。 o s p , · 城 + 「_ _ _ 了 at n 叭、 1 . 双 / 5 11 1夕U 。 + 仪 C O S I 盯C t a fl 二二 里 1 IS l n 少 、 · 八夕 、 . L 、 CO S仪 尹J 因 为、 二 、 , 仍 一 acr t a n 黑 , 所 以 、 一 { ( 。 。 s , 25`an 丫` + s` n Z , 2 ` an ’ a , · 了 . t a n口 , 、 , . 「 。 。 。 C O S I 盯C t s l ~ I + u / 5 1 1 19 0 0 + 、 C O S a Z ’ L 。 c o s f 二c t a n丝坐) 1 . , i n ( ar e t a n 鲤、)飞林 ( l 、 气 C O S a 少」 、 C O S仪 产」 J 水平弯矩 作用 在 工 作辊上 使其摆 动 , 最 终 在工 作辊 辊颈支承 处产生 附加 水平 力 , 附加水 平力与工 作辊两 端支承处 间的距 离 的乘积所形 19 9 8 一 0 5 一 2 6 收稿 闰晓强 男 , 36 岁 , 副研 究员 别 为 : [ 辊 凡 黔于(。 . 13: · 。。 s , 2 」二 气 丫l + 0 . o l 7 s s i n 卫沪: ) x e o s [ a r e t a n ( 1 . 0 0 9该n p Z ) ]切 / s i n 〔9 0 0+ 7 . 6 o c o s ( ar e t an ( l . 0 0 9 t a n 沪2 ))卜 “ n 〔ar c` a n ( , · 0 0 9 ant , 2 ,〕 } ( 4 ) 下 辊 rF 一华 万(。 . 0 6 4 5 · c o s , 2 」 J 气 丫l + 0 . o o 4 18 s in , p : ) x e o s 「a r e t a n ( 1 . O0 2 ant 尹2 )」切 / s in 〔9 0 0 + 3 · 7 o e o s ( ar e ant ( 1 . o o Z ant 沪 2 ))] s i n 〔 a r c t an ( 1 . 。。 Ztan , 2 ): } 以城 = 2 5 0 k N · m , L 二 3 . 3 m 为例 式( 5) 分 别 制成 图 3 和 图 4 . (5 ) 将式 (4 ) 和 上 下 工 作辊的 附加 水平 力大 小 与 咬 钢相 位 也 有关 . 为 了分 析 问题 直 观起见 , 现 以铜 滑块 与 扁 头 之 间 的 摩 擦 因 数群二 .0 3 , 城= 2 50 kN · m 二= 3 . 3 m 为例 , 假设上 下 工 作辊咬钢 相位差 分别为 o0 , 45 “ , 90 “ 时 , 上 下 工 作辊 附加水平 力关系如图 5 , 图 6 和 图 7 . DOI: 10. 13374 /j . issn1001 -053x. 1999. 03. 020