·376 北京科技大学学报 第36卷 由图7可以看出：在平直段长度和总辊径变化 0.20s 118 量一定情况下，随着辊径变化量比值的增加，带钢跑 0.18 417 偏量逐渐变小，辊形防偏能力有所增强，即靠近平直 0.16 眉014 段的第一级锥度在总辊径变化量中所占比例越大， 0.12 双锥度辊的防偏能力越强，但是趋势比较平缓：带钢 13 最大横向压应力随双锥度辊辊径变化量比值的增大 0.06 12 而逐渐增大，即平直段的第一级锥度在总辊径变化 0.04 1 0.02 量中所占比例越大，带钢越容易瓢曲变形 00 500 600 700 平直段长度/mm 0.25 17 图8 双锥度辊平直段长度对带钢跑偏量和最大横向压应力的 0.20 16 影响 15 Fig.8 Effect of flat section length on the running deviation and maxi- 0.15 mum transverse compressive stress of strips 密0.10 12 表5计算工况 0.05 Table 5 Calculation condition 0.5 1.0 152.02.53.0 3.54 C1+C2/mmC,/C2D/mm Lo/mm L1L2/mm平均张力/kN 辊径变化量比值.C,C2 2 800600 350 4,5,6,7,8 图7双锥度辊辊径变化量比值对带钢跑偏量和最大横向压应 力的影响 接触越紧密，正压力越大，使带钢向中心移动的对中 Fig.7 Effect of roller diameter variation's ratio on the running devia- 力变大，从而横向压缩应力变大.所以张力越大，带 tion and maximum transverse compressive stress of strips 钢发生瓢曲变形的概率越大. 2.3平直段长度的影响 0.25 118 计算双锥度辊中间平直段长度L,对带钢跑偏 0.20 量和最大横向压应力的影响，计算工况如表4所示， 0.15 计算结果如图8所示 13 表4计算工况 Table 4 Calculation condition 0.05 11 (C1+C2) L4,L21 C1/C2 DI Lo/mm 6 10 mm mm mm L1=2= 带钢平均张力及N 400,500,600, 2 800 700,800 (2000-L,）14 图9张力对带钢跑偏量和最大横向压应力的影响 Fig.9 Effect of tension on the running deviation and maximum trans- 由图8可以看出：在相同锥度下，随平直段长度 verse compressive stress of strips 的增加，带钢跑偏量几乎呈线性变化趋势变大，辊形 3 带钢跑偏量的计算模型 防偏能力逐渐减弱：带钢最大横向压应力随双锥度 辊平直段长度的增大呈线性减小趋势.这是因为带 依据有限元模拟计算工况的结果进行对比分析 钢与锥度区域接触面积减小，正压力变小，使带钢向 可得，带钢跑偏量D。与最大横向压应力σm呈反比 中心移动的对中力减小，从而横向压缩应力变小 对应关系，即对中力越大，带钢跑偏量越小，但带钢 2.4张力的影响 发生瓢曲变形的概率越大.假设比例因子为k,和 为研究张力大小水平对带钢跑偏量和最大横向 k2,可用如下公式表示： 压应力的影响，保持前后张力差值1kN不变，带钢 平均张力以1kN为步长进行变化，计算工况如表5 D=- (1) 所示，结果如图9所示 对D和o,m进行数据拟合可得比例系数k和 由图9可以看出：在双锥度辊辊形参数一定情 k的值分别为2.9651和-0.1099. 况下，随张力的增加，带钢跑偏量逐渐变小，辊形防 考虑双锥度辊辊形参数对带钢最大横向压应力 偏能力逐渐增强；带钢最大横向压应力随张力的增 的影响，以及最大横向压应力σ，m=随张应力σ，变大 大呈线性增大.张力越大，带钢与炉辊锥形段区域 而变大，最大横向压应力可用下式表示：北 京 科 技 大 学 学 报 第 36 卷 由图 7 可以看出: 在平直段长度和总辊径变化 量一定情况下，随着辊径变化量比值的增加，带钢跑 偏量逐渐变小，辊形防偏能力有所增强，即靠近平直 段的第一级锥度在总辊径变化量中所占比例越大， 双锥度辊的防偏能力越强，但是趋势比较平缓; 带钢 最大横向压应力随双锥度辊辊径变化量比值的增大 而逐渐增大，即平直段的第一级锥度在总辊径变化 量中所占比例越大，带钢越容易瓢曲变形． 图 7 双锥度辊辊径变化量比值对带钢跑偏量和最大横向压应 力的影响 Fig． 7 Effect of roller diameter variation's ratio on the running devia￾tion and maximum transverse compressive stress of strips 2. 3 平直段长度的影响 计算双锥度辊中间平直段长度 L0 对带钢跑偏 量和最大横向压应力的影响，计算工况如表 4 所示， 计算结果如图 8 所示． 表 4 计算工况 Table 4 Calculation condition ( C1 + C2 ) / mm C1 /C2 D/ mm L0 /mm L1，L2 / mm 4 2 800 400，500，600， 700，800 L1 = L2 = ( 2000 － L0 ) /4 由图 8 可以看出: 在相同锥度下，随平直段长度 的增加，带钢跑偏量几乎呈线性变化趋势变大，辊形 防偏能力逐渐减弱; 带钢最大横向压应力随双锥度 辊平直段长度的增大呈线性减小趋势． 这是因为带 钢与锥度区域接触面积减小，正压力变小，使带钢向 中心移动的对中力减小，从而横向压缩应力变小． 2. 4 张力的影响 为研究张力大小水平对带钢跑偏量和最大横向 压应力的影响，保持前后张力差值 1 kN 不变，带钢 平均张力以 1 kN 为步长进行变化，计算工况如表 5 所示，结果如图 9 所示． 由图 9 可以看出: 在双锥度辊辊形参数一定情 况下，随张力的增加，带钢跑偏量逐渐变小，辊形防 偏能力逐渐增强; 带钢最大横向压应力随张力的增 大呈线性增大． 张力越大，带钢与炉辊锥形段区域 图 8 双锥度辊平直段长度对带钢跑偏量和最大横向压应力的 影响 Fig． 8 Effect of flat section length on the running deviation and maxi￾mum transverse compressive stress of strips 表 5 计算工况 Table 5 Calculation condition C1 + C2 /mm C1 /C2 D/mm L0 /mm L1，L2 /mm 平均张力/ kN 4 2 800 600 350 4，5，6，7，8 接触越紧密，正压力越大，使带钢向中心移动的对中 力变大，从而横向压缩应力变大． 所以张力越大，带 钢发生瓢曲变形的概率越大． 图 9 张力对带钢跑偏量和最大横向压应力的影响 Fig． 9 Effect of tension on the running deviation and maximum trans￾verse compressive stress of strips 3 带钢跑偏量的计算模型 依据有限元模拟计算工况的结果进行对比分析 可得，带钢跑偏量 D0与最大横向压应力 σymax呈反比 对应关系，即对中力越大，带钢跑偏量越小，但带钢 发生瓢曲变形的概率越大． 假设比例因子为 k1 和 k2，可用如下公式表示: D0 = k1 σymax － k2 ． ( 1) 对 D0和 σymax进行数据拟合可得比例系数 k1和 k2的值分别为 2. 9651 和 － 0. 1099． 考虑双锥度辊辊形参数对带钢最大横向压应力 的影响，以及最大横向压应力 σymax随张应力 σt变大 而变大，最大横向压应力可用下式表示: · 673 ·