·260· 北京科技大学学报 1999年第3期 Ra=R. (5)车轮轧制过程中的力学分析. 1)作用在"被轧制的车轮一工作机架"体系 的力. 如图4，将装着主轧辊和导辊的工作机架和 装着导辊的滑座与轮坯看作是一个整体.在轧 制过程中，所有作用在"车轮一工作机架"这一 体系上的力都处于动平衡状态.这一体系的外 图3中锥段与交接部分圆角联接处的附加角构成图 力是：P,为作用在工作机架液压缸柱塞上的力， Px,Ps如为分别为上、下斜辊作用在轮坯上的力 表面，都仅是有限部分金属产生变形，而其周围 在x轴上投影，P.为上、下斜辊作用在轮坯上的 的大部分金属则未经受变形，所有这些未经受 力在x轴上的投影之和，Ps=p+paP为压紧 变形的金属对变形区内的金属流动有很大的阻 辊作用在轮坯上的力在x轴上的投影，G4,为工 力.因而，变形区内金属的受力状态，接近于三 作机架移动时的摩擦力，G为工作机架的质量， 向均匀压缩状态，外区对平均单位压力值的影 为工作机架沿导板移动时的摩擦因数.则有， 响用应力状态系数n,”估算：n,"=plp'=h), Ep,=0,Pr+Gun-2pur+ps=0,P1=2pax-Psx-Gun. p'为压缩短试样时的平均单位压力，p为压缩 2)作用在轧制车轮上的力， 较长试样时的平均单位压力，【为接触面长度， 如图5所示，R,R,分别为主轧辊作用在轮 h为试样长度.系数n."与比例因素、材料和变 坯上的力在x轴y轴上的投影，P,P分别为压 形系数关系很少，在没有张力和压力不大情况 紧辊作用在轮坯上的力在x轴y轴上的投影； 下轧制时，对h<1来说，外摩擦影响是微小的， 可忽略不计.此时，单位压力可按公式p=m,” P,P,分别为导辊作用在轮坯上的力在x轴y 轴上的投影 求得，n"采用经验值，n"=3.5~6,n。”的最小值 Ep:-O,R.+2ps+ps-2pu-O;R.-2pu-ps-2px(1O) 用于软钢和大压下量，而最大值用于硬钢和小 3)作用在滑座上的力. 压下量 如图6，R.为轮坯作用在导辊上的反力在 2)中锥段水平分力，S"=pF. x轴上的投影，Q为作用在滑座液压缸柱塞上 3)中锥段至尾锥段交接部分水平分力， 的力，G2为滑座移动时的摩擦力，G。为滑座 s,"=p.F 质量，k为滑座滑动摩擦因数. 4)初锥段水平分力，因液压缸柱塞螺母位 ∑p.=0,2R+G2-2Q1=0,Rx=21-G4/2(11) 置固定，则上斜辊将不受力，因而s'=0,对上斜 4)作用在上斜辊上的力. 辊初锥段水平分力为Ps=S'+."+s,”；下斜辊 如图7，Q为压紧缸柱塞所施加的力，R', 所承受的压力将等于压紧辊沿z轴作用的力， R”,R”"分别为作用在斜辊初锥段、中锥段、中锥 此力在轧制过程中有变化，在轧制终了时其值 最大，为求得作为在下斜辊初锥段上的力，假定 压紧辊沿z轴作用的力完全由下斜辊初锥段承 受，此力为：R,=pFH,下斜辊初锥段上的水平 分力Sx'=4R,:对下斜辊初锥段水平分力为 Ps2=Sw'+3"+3,w P (4)斜辊垂直分力的计算. 1)中锥段垂直分力：R2"=,"tan(t中-y); tany为摩擦因数，取0.35. 2)中锥段至尾锥段交接部分垂直分力： R."=s."tan(w+φ-y）. 3)初锥段垂直分力，对上斜辊初锥段垂直 图4作用在被轧制的车轮一工作机架体系的 分力，R.'=0;对下斜辊初锥段垂直分力， 力.1一轮还，2一主辊，3一导辊，4一压紧辊.一 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 图 中锥段与交接部分 圆角联接处的附加 角构成图 表 面 ， 都仅是 有 限部分金 属产生 变形 ， 而 其 周 围 的大 部 分金属 则 未经 受 变形 ， 所 有 这 些 未经 受 变形 的金 属 对变形 区 内的金属 流 动 有很 大 的 阻 力 因 而 ， 变形 区 内金 属 的受 力状态 ， 接近 于 三 向均 匀 压 缩状态 外 区 对 平 均 单位 压 力 值 的影 响用 应 力状态 系数 。 “ 估 算 ， ‘ ‘ 八 ， ’ 为压缩短试样 时 的平 均单位压力 ， 为压 缩 较长试样 时 的平 均单位 压 力 ， 为接触 面长 度 ， 为试样长度 系数 。 “ 与 比例 因素 、 材料和 变 形 系数关系很少 在 没有 张 力和 压 力不 大情况 下 轧制时 ， 对 来说 ， 外摩擦影 响是微小的 ， 可 忽 略不 计 此 时 ， 单位压 力 可 按 公 式 。 ‘， 求 得 ， 。 ” 采 用 经 验 值 ， 。 ’‘ 一 ， 。 ” 的 最 小值 用 于 软钢 和 大 压 下 量 ， 而 最 大 值 用 于 硬 钢 和 小 压 下 量 中锥 段 水平 分 力 ， 、 ‘任’ 只 中锥 段 至 尾 锥 段 交 接 部 分 水 平 分 力 ， 二 ‘性 · 凡 初锥 段水平 分 力 ， 因液压 缸 柱塞 螺母 位 置 固定 ， 则上斜辊将不 受力 ， 因而 ’ ， 对上斜 辊初 锥段水平 分 力 为 乃 ，二 。 ‘ “ ’ ， 下 斜辊 所承 受 的压 力将等 于 压 紧辊 沿 轴作 用 的力 ， 此 力在 轧 制过程 中有 变 化 ， 在 轧 制 终 了 时其值 最大 为求得作 为在 下 斜辊初锥段上 的力 ， 假定 压 紧辊 沿 轴作 用 的力完全 由下 斜辊初 锥段 承 受 ， 此力 为 二’ 凡 ， 下 斜辊 初 锥段上 的水 平 分 力 ’ 解 对 下 斜 辊 初 锥 段 水 平 分 力 为 ·， 一 二 ’ 、 ’， 、 ，，， 斜辊 垂 直 分 力 的计 算 中 锥 段 垂 直 分 力 ’任 、 ‘， 伽动 一 力 夕为摩 擦 因 数 ， 取 中锥段至 尾 锥 段 交接 部 分 垂 直 分 力 尺 ，， 二 ‘ ” 几 梦坳 一力 · 初锥段 垂 直分 力 ， 对上 斜辊初 锥 段 垂 直 分 力 ， 扩 对 下 斜 辊 初 锥 段 垂 直 分 力 ， 二 ‘ 。 · 车 轮 轧制 过 程 中的力学分析 作用 在 ” 被轧制的车轮一工 作机架 ” 体系 的 力 如 图 ， 将装着主 轧辊和 导辊的工 作机架和 装着 导辊 的滑 座 与轮坯看作是一个整体 在轧 制 过程 中 ， 所 有 作用在 ” 车轮一工 作机架 ” 这 一 体系上 的力都处 于 动平衡状态 这一体系的外 力 是 为作用在工 作机架液压缸柱塞上 的力 ， 乃 ，乃 为分别为上 、 下 斜辊作用在轮坯 上 的力 在 轴上 投影 ， 乃 为上 、 下斜辊作用在轮坯上 的 力在 轴上 的投 影之和 ，乃 二 乃 ’ 为压 紧 辊作用 在轮坯上 的力在 轴上 的投影 ， 印 ， 为工 作机架移动 时的摩擦力 ， 为工作机架的质量 ， 产 为工作机架沿 导板移动 时的摩擦因数 则有 ， 勒 ， 十印 ，一 如 、 ， ， ， 却 翻 一 叙一 印 ， 作用在轧制车轮上 的力 如 图 所示 ， ，凡分别为主轧辊作用在轮 坯 上 的力在 轴 轴上 的投影 ， 外 ， ’ 分别为压 紧辊作用在轮坯上 的力在 轴 少 轴上 的投影 ， 外 分别为导辊作用在轮坯 上 的力在 轴 轴上 的投影 叉几司 ， 凡 助 五切 公 一 助 七闭 尺 助 七 一 、 一助 作用在滑座上 的力 如 图 ， 凡 为轮坯 作 用在 导辊上 的反 力 在 轴上 的投 影 ， ， 为作用在滑座液压 缸柱塞 上 的力 ， 如 为滑 座移动 时 的摩擦 力 ， 。 为滑 座 质量 ， 产 为滑座 滑动摩 擦 因 数 勒 名 ， 声 一 ， ， 一 尹 作用在 上 斜 辊上 的力 如 图 ， ， 为压 紧 缸 柱 塞 所 施 加 的 力 ， ‘ ， ” 犬 ‘ ，份别 为作用 在斜辊初锥段 、 中锥段 、 中锥 图 作用 在被轧制的 车轮 一 工 作机架体系 的 力 一轮坯 ， 一主 辊 ， 一导辊 ， 一压 紧辊