第5期 闫晓强等：2250热连轧R2轧机轴向力生成机理 ·639· 叉的八种水平交叉组合形式对轴向力的影响是十分 3500 微小（图10），即因交叉形式变化引起的轴向力变化 3000 很小.可以认为，轴向力的大小与交叉形式几乎没 2500 有关系，主要取决于轧辊间的交叉角，交叉形式只影 2000 ■一措施实施后下轴 响轴向力的传递方向 亘1500 →措施实施后上轴 1000◆ 措施实施前下轴 500 ★措施实施前上轴 12345678910 钢坯块数m 图11措施实施前后轴向力大小对比图 Fig.11 Contrast diagram of axial force before and after adopting the measure 4结论 (1)轧机的轴向力主要与交叉角有关，交叉角 越大轴向力越大，交叉角增大到约0.04°时轴向力 就不随交叉角的增大而变化，而是趋于某一个稳 定值 2440 (2)轧机在交叉状态下的轴向力最大约为轧制 2430 力的8.6%，通过这个比例关系可以对辊系轴向力 三2420 2410 进行预测. 2400 (3)轧机轴向力与辊系交叉组合方式关系 2390 很小. 2380 abed。fgh (4)控制辊系交叉角可以有效减小轴向力. 八种水平交叉形式 图10辊间交叉的八种水平交叉形式下的轴向力 (5)轧机轧辊轴承座与机架间的间隙增大会大 Fig.10 Axial force under eight level cross situations 大增加轴向力，因此应该引起现场轧机维护人员足 够的重视，以降低由于轴向力增大带来的危害. 3抑制轴向力的措施和效果 参考文献 通过现场测试和仿真分析，认为2轧机轴向 1]Gao Y S.Study on the Axial Force Behavior of 4-High rolling Mill 力生成的主要原因是轧辊水平交叉造成的.由于衬 DDissertation].Beijing:University of Science and Technology 板磨损，导致轧辊轴承座尺寸变小和机架窗口尺寸 Beijing,1991:94 扩大，使得轧辊轴承座与机架窗口之间的配合间隙 (高永生.四辊轧机轴向力学行为的研究[学位论文].北京： 北京科技大学，1991：94) 增大.所以，当轧辊轴承座装入机架后将无法准确 [2] Prashad H.Investigation of damaged rolling-element bearings and 保证工作辊与支撑辊轴线的平行度，使得轧辊之间 deterioration of lubricants under the influence of electric fields. 轴线出现空间交叉.为了减小轴向力必须控制交叉 Wear,1994,176:151 角的大小，现场通过更换机架的衬板，减小了装配间 B]Zhao L,Jin G T,Song L,et al.The general situation and develo- 隙对辊系轴线平行度的影响.经过对轴向力的测 ping trend of study on roll system force.Steel Rolling,1997,14 (1):47 试，措施实施前和措施实施后轴向力对比图如图11 (赵林，金国田，宋岚，等轧制轴向力问题研究现状与发展 所示 轧钢，1997,14(1)：47) 通过对比明显看出：措施实施前上轴向力为 [4]Qiu JJ,Duan W H.Axial displacement and axial electromagnetic 1000~1500kN,措施实施后降至160~280kN,下工 force of rotor system in hydrotrubine generator.Mech Strength, 作辊轴向力措施实施前为2200~3300kN,措施实 2003,25(3):285 施后降至1000~1600kN,降幅为1200kN.由此证 (邱家俊，段文会。水轮发电机转子轴向位移与轴向电磁力. 机械强度，2003,25(3)：285) 明控制交叉角可以有效地控制轴向力的大小 [5]Liu D Y.Three Dimensional Multipole BEM for Elasto-Plastic第 5 期 闫晓强等: 2250 热连轧 R2 轧机轴向力生成机理 叉的八种水平交叉组合形式对轴向力的影响是十分 微小( 图 10) ，即因交叉形式变化引起的轴向力变化 很小． 可以认为，轴向力的大小与交叉形式几乎没 有关系，主要取决于轧辊间的交叉角，交叉形式只影 响轴向力的传递方向． 图 10 辊间交叉的八种水平交叉形式下的轴向力 Fig． 10 Axial force under eight level cross situations 3 抑制轴向力的措施和效果 通过现场测试和仿真分析，认为 R2 轧机轴向 力生成的主要原因是轧辊水平交叉造成的． 由于衬 板磨损，导致轧辊轴承座尺寸变小和机架窗口尺寸 扩大，使得轧辊轴承座与机架窗口之间的配合间隙 增大． 所以，当轧辊轴承座装入机架后将无法准确 保证工作辊与支撑辊轴线的平行度，使得轧辊之间 轴线出现空间交叉． 为了减小轴向力必须控制交叉 角的大小，现场通过更换机架的衬板，减小了装配间 隙对辊系轴线平行度的影响． 经过对轴向力的测 试，措施实施前和措施实施后轴向力对比图如图 11 所示． 通过对比明显看出: 措施实施前上轴向力为 1 000 ～ 1 500 kN，措施实施后降至 160 ～ 280 kN，下工 作辊轴向力措施实施前为 2 200 ～ 3 300 kN，措施实 施后降至 1 000 ～ 1 600 kN，降幅为 1 200 kN． 由此证 明控制交叉角可以有效地控制轴向力的大小． 图 11 措施实施前后轴向力大小对比图 Fig． 11 Contrast diagram of axial force before and after adopting the measure 4 结论 ( 1) 轧机的轴向力主要与交叉角有关，交叉角 越大轴向力越大，交叉角增大到约 0. 04°时轴向力 就不随交叉角的增大而变化，而是趋于某一个稳 定值． ( 2) 轧机在交叉状态下的轴向力最大约为轧制 力的 8. 6% ，通过这个比例关系可以对辊系轴向力 进行预测． ( 3) 轧机轴向力与辊系交叉组合方式关系 很小． ( 4) 控制辊系交叉角可以有效减小轴向力． ( 5) 轧机轧辊轴承座与机架间的间隙增大会大 大增加轴向力，因此应该引起现场轧机维护人员足 够的重视，以降低由于轴向力增大带来的危害． 参 考 文 献 ［1］ Gao Y S． Study on the Axial Force Behavior of 4-High rolling Mill ［Dissertation］． Beijing: University of Science and Technology Beijing，1991: 94 ( 高永生． 四辊轧机轴向力学行为的研究［学位论文］． 北京: 北京科技大学，1991: 94) ［2］ Prashad H． Investigation of damaged rolling-element bearings and deterioration of lubricants under the influence of electric fields． Wear，1994，176: 151 ［3］ Zhao L，Jin G T，Song L，et al． The general situation and develo￾ping trend of study on roll system force． Steel Rolling，1997，14 ( 1) : 47 ( 赵林，金国田，宋岚，等． 轧制轴向力问题研究现状与发展． 轧钢，1997，14( 1) : 47) ［4］ Qiu J J，Duan W H． Axial displacement and axial electromagnetic force of rotor system in hydrotrubine generator． J Mech Strength， 2003，25( 3) : 285 ( 邱家俊，段文会． 水轮发电机转子轴向位移与轴向电磁力． 机械强度，2003，25( 3) : 285) ［5］ Liu D Y． Three Dimensional Multipole BEM for Elasto-Plastic ·639·