D0I:10.13374/j.1ssn1001053x.1998.06.013 第20卷第6期 北京科技大学学报 Vol.20 No.6 1998年12月 Journal of University of Science and Technology Beijing Dec.1998 四辊中板轧机钢板波浪生成与抑制之三 影响辊系稳定性的摩擦弯矩模型 闫晓强)刘先礼) 扬舒拉)夏永海3) 1)北京科技大学机械工程学院，北京100083 2)马骸山钢铁股份有限公司3)济南钢铁集团公司，济南250101 摘要首次建立了摩擦弯矩模型，该模型认为，在确定辊承偏移矩时，应考虑摩擦弯矩的影响：保 持方向接轴铜滑块与工作辊扁头之间良好的润滑状态，可以提高辊系的稳淀性，这为确定辊系最 佳偏移距提供理论基础。 关键词中板轧机；辊系稳定性；摩擦弯矩 分类号TG333 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 轧制过程中工作辊将产生晃动，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3.97mm,而实际偏移距加大到10mm以后，现场观测发现： 在万向接轴铜滑块与工作辊扁头之间的润滑条件较好时，辊系较稳定，而在润滑条件较差时， 辊系又出现晃动现象，这说明铜滑块与扁头之间的摩擦因数大小对辊系的稳定性有较大的影 响.本文通过理论分析来确定摩擦弯矩的变化规律及影响因素， 1摩擦弯矩的确定 随着万向接轴的旋转，月牙铜滑块对扁头的正压力P'的作用点位置也在变化.见图1(a) 所示.很明显，万向接轴通过月牙铜滑块作用在工作辊上的摩擦弯矩为： N=2·AB=P'·4·AB=(P'·AB·cos8)μ/cos8= M·μ/sinp4,(90°-a≤p43≤90°+a) (1) 式中；Q为月牙铜滑块作用在工作辊扁头上的摩擦力，其方向为铜滑块相对于扁头的滑动方 向；P为月牙铜滑块对扁头正压力；AB为P'力作用点A和B的连线距离；8为AB与工作辊轴线 垂线间的夹角：μ为铜滑块与扁头之间的摩擦因数；P,为P'力作用点A和B的连线与工作辊 轴线的夹角；M,为作用在工作辊上的扭矩， 从上式可以看出，只要知道4值，求出P,就可计算出月牙铜滑块作用在工作辊扁头上的 摩擦弯矩N,具体推导如下： 图1（⑥）所示为滑块式万向节的机构简图.图示位置恰好是工作辊扁头工作在垂直位置， 也就是p2=0,P,=0的位置，为了分析问题方便，首先建立两个空间直角坐标系XYZ和X匕 乙，万向接轴轴线与工作辊轴线夹角为α，其交点O为坐标原点；X轴与万向接轴轴线重合； 当P,=0时，Y轴与扁头工作面垂直.Z轴分别与Y轴X轴垂直.轴和轴分别为X轴和Z轴 1998-05-25收猜 闫晓强男，36岁，副研究员第￾￾卷 第￾期 ￾￾￾年 ￾￾月 北 京 科 技 大 学 学 报 ￾￾ ￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾ 歇￾￾ ￾￾ ￾￾ ￾ ￾ ￾￾￾￾￾￾￾ ￾￾￾￾￾ ￾￾￾ ￾ ￾￾ 】￾￾ 。 ￾￾ ￾￾￾吕 四辊中板轧机钢板波浪生成与抑制之三 — 影 响辊系稳定性 的摩擦弯矩模型 闰 晓 强 ‘￾ 刘先礼￾ 扬舒拉￾ 夏永海￾ ￾￾北京科技大学机械工 程学 院 ， 北京 ￾￾￾￾ ￾马鞍山钢铁股份有限公 司 ￾济南钢铁集团公司 ， 济南 ￾￾￾ ￾ 摘要 首次建立 了摩擦弯矩模型 ， 该模型 认为 ， 在确定辊承偏移矩 时 ， 应考虑摩擦弯矩 的影 响 ￾保 持方 向接轴铜滑块 与工作 辊扁头之 间 良好的润滑状态 ， 可 以提高辊系的稳淀性 ￾ 这为确定辊系最 佳偏移距提供理论基础 ￾ 关扭词 中板轧机￾辊系稳定性￾摩擦弯矩 分类号 ￾￾￾￾￾ 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 轧制过程 中工 作 辊将产生 晃 动 ， 从而影 响轧件表面质量 ￾ 根 据传统理 论川 计算 马钢 四 辊 中板 轧机辊系稳定 的临界偏 移距应为 ￾ ￾ ￾ 们。们。， 而 实际偏移距加大到 ￾ ￾ 以后 ， 现场观测发现 ￾ 在万 向接轴铜滑块 与工作辊扁 头之间的润滑条件较好时 ， 辊系较稳定 ， 而 在润滑条件较差 时 ， 辊系又 出现晃 动现象 ￾ 这说明铜 滑块 与扁头之 间的摩擦 因数大小 对辊 系 的稳定性有较大 的影 响 ￾ 本文通 过理论分析来确 定摩擦弯矩 的变化规律及影 响 因素 ￾ ￾ 摩擦弯矩的确定 随着 万 向接 轴 的旋转 ， 月牙 铜滑块 对扁 头 的正 压力 尸 的作 用 点位 置 也在 变化 ￾ 见 图 ￾￾ 所示 ￾ 很 明显 ， 万 向接轴通 过月牙铜滑块作用在工作辊上 的摩擦弯矩 为￾ 从 ￾ ￾ · ￾ ￾ ￾’ · 户 · ￾ ￾ ￾￾’ · ￾ · ￾￾￾￾。 ￾￾￾￾ ￾ 从 · 尸 ￾￾￾叩 ￾￾￾￾￾ 。 一 ￾ ‘ 尹￾， ‘ ￾￾ 。 ￾ ￾￾ ￾￾￾ 式 中￾￾为月牙 铜 滑 块作 用 在 工作 辊 扁 头上 的摩擦力 ， 其方 向为铜 滑 块相 对于扁头 的滑 动方 向￾￾ ， 为月牙铜 滑块 对扁 头 正压力￾￾ 为 尸 ，力作用 点 ￾和 ￾ 的连线距离￾￾为￾与工作辊轴线 垂线 间的夹角 ￾产为铜滑块 与扁 头之 间的摩擦 因数￾叭 ￾为 ￾’ 力作 用 点 ￾ 和 ￾ 的连线 与工作辊 轴线的夹角￾￾ ￾为作 用在 工作 辊上 的扭矩 ￾ 从上式可 以看 出 ， 只要 知道户值 ， 求 出叭 。， 就 可计算出月 牙铜滑块作用在工作辊扁头上 的 摩擦弯矩 从 ￾ 具体推 导如下 ￾ 图 ￾￾所示 为滑块式万 向节 的机构简 图 ￾ 图示 位 置恰好是工作辊扁 头工作在 垂直位置 ， 也就是护￾ ￾ ￾ ， 甲， ￾ ￾的位置 ￾ 为了分析 问题方便 ， 首先建立 两个空 间直角坐标系 ￾ ￾￾和戈丫 武 · 万 向接轴轴线与工作辊轴线夹角为 ￾ ， 其交 点 口 为坐 标原 点￾￾ 轴与万 向接轴轴线重合 ￾ 当甲￾ ￾ ￾时 ， ￾ 轴与扁头工作面垂直 ￾ ￾ 轴分别 与 ￾ 轴 ￾ 轴垂直 ￾ 轴和 轴分别为 ￾ 轴和 ￾轴 ￾￾￾￾刁，一￾ 收稿 闯晓强 男 ， ￾￾岁 ￾ 副研究员 ＤＯＩ：１０．１３３７４／ｊ．ｉｓｓｎ１００１－０５３ｘ．１９９８．０６．０１３