Vol.28 No.3 吴长春等：轧辊与钢板表面形貌的功能特征参数 ·285· )-总1-]a1<32) 数Rc和储油系数R随R.的变化情况，R和 R都随R。呈线性递增的关系.由此可见，表面 对于二维表面轮廓，▣=R;而三维表面形 形貌功能特征参数对于分析表面承载性能和储油 貌，。=S。·则归一化分布密度为 性能更为具体和准确 p(H)=0.3646[1-(H/3)2]3,1H1≤3 (24) 5 结论 图3是电火花毛化轧辊表面功能特征参数随 (1)提出了二维表面轮廓和三维表面形貌功 能特征参数，即峰顶承载系数、中心承载系数、中 (a) E手三 心储油系数和谷底储油系数，并与表面粗糙度进 行了比较. (2)通过对电火花毛化轧辊表面形貌的分 6 表面粗糙度，Rμm 析，说明不同表面的承载性能和储油性能变化趋 15 势有很大的差异，功能特征参数能够准确地反映 各表面之间的这种差异. 参考文献 6 7 [1]StoutK J.Development of Methods for the Characterization of 8 9 10 表面粗糙度，Rm Roughness in Three Dimensions.London:Penton Press,2000 图3功能特征参数随表面粗糙度的变化 [2]Raja J.Recent advances in separation of roughness,waviness Fig.3 Changes of functional parameters with surface roughness and form.Precis Eng,2002,26:222 [3]Brinkmann S,Bodschwinna H.Accessing roughness in three- 表面粗糙度R,的变化.在不同的电火花加工条 dimensions using Gaussian regression filtering.Int J Mach 件下，R.增大了，但是功能特征参数却具有不同 Tools Manuf,2001,41:2153 的变化趋势.由图3(a)可知，峰顶承载系数Rp [4]Blunt L,Jiang X Q.Advanced techniques for assessment sur- face topography:development of a basis for 3D surface texture 和谷底储油系数R随R。的变化趋势不明显，波 standards.London:Penton Press,2003 动性较大，不同表面间的峰顶承载性能和谷底储 [5]Lin H S.A Mixed Lubrication Model for Cold Strip Rolling 油性能表现出很大的差异.图3(b)为中心承载系 [Dissertation].Northwestern University,1998 Functional characteristic parameters for accessing the surface of rolls and steel sheets WU Changchun,ZHANG Jie,CAO Jianguo,HAO Jianwei,WANG Leichuan2),TAN Ren- e2) 1)Mechanical Engineering School,University of Science and Technology Beijing,Beijing 100083,China 2)Wuhan Iron Steel (Group)Co.,Wuhan 430083,China ABSTRACT The traditionally used parameter for accessing the surface such as surface roughness has a very limited value in relating the functional properties of bearing and lubricant retention capabilities to the surface of rolls and steel sheets.This paper proposed some functional characteristic parameters of 2-D pro- files and 3-D surfaces and presented their calculating methods.By comparing with surface roughness and analyzing the surface of electrical discharge textured rolls with these parameters,it is proved that these pa- rameters more concretely and exactly show the functional properties of surface topography. KEY WORDS surface topography;surface roughness;cold mill roll;steel sheetV o l 。 2 8 N o 。 3 吴 长春等 : 轧辊 与钢板表面形貌的功 能特征参数 , ( 、 。一 瓮[卜 合(合) ’ 〕 ’ , 对于 二 维 表面 轮 廓 , , = R q ; }hl 簇 3 6 ( 23 ) 而 三 维 表 面形 貌 , 。 = S q . 则 归一化分布密度为 必( 月 ) = 0 . 3 6 4 6「1 一 ( 月 / 3 ) 2 」 3 , }H J毛3 ( 2 4 ) 图 3 是 电火 花毛 化轧辊表 面功能特征 参数 随 数 R b c 和 储 油 系 数 R s 。 随 尺 。 的 变 化 情况 , 尺 b c 和 R s c都随 R 。 呈 线性递 增 的关 系 . 由此可 见 , 表 面 形 貌功 能特征参数对 于分析表面承载性能和储油 性能更 为具体和准确 . 一 Rb p 芬叫日牙孟叭 表面粗糙度 , R a/ 林m 5 结论 ( 1) 提 出了二维表面轮 廓和 三维 表 面形貌 功 能特征 参数 , 即峰顶 承 载系数 、 中心承载 系数 、 中 心储油系数 和谷 底 储油 系数 , 并 与表 面 粗糙 度进 行 了 比较 . ( 2) 通 过 对 电 火花 毛 化 轧 辊表面 形 貌 的分 析 , 说 明不 同表 面 的 承载 性能和 储油性 能变化趋 势有很大的差 异 , 功 能特 征 参数 能 够准确 地 反映 各表 面之 间的这种差 异 . 考 文 献 ǐ气飞J. 参 勺1`八j r.L r esL f 0 、叫已过二跪 表面粗糙度 , R a/ 卿 图 3 功能特征参数随表面粗糙 度的 变化 F ig . 3 C h a ng e s o f f u n d i o n a I Pa r a m d e rs w it h s u r fa e e m u g h n e s s 表面粗糙度 R 。 的变化 . 在不 同的 电火花 加工 条 件下 , 尺 。 增大了 , 但是 功能 特征参数却具有 不 同 的变化趋 势 . 由图 3 ( a ) 可 知 , 峰顶 承 载系数 R 印 和谷底 储油 系数 R vs 随 R 。 的变化趋 势 不 明显 , 波 动性较 大 , 不 同表面 间 的峰顶 承 载性 能和 谷底 储 油性能 表现 出很 大 的差 异 . 图 3 ( b) 为中心承 载系 tS o u t K J . D e v e lo p m e n t o f M e t ho d s fo r t h e Ch ar a e t e r i z a t i o n o f R o 呢h n es s i n T h r e e D im e n s i on s . L on d on : P e n t on P r e s s , 2 0 0 0 R aj a J . R e e e n t a d v an e e s i n s e P ar t i o n o f r o u g h n es s , w va i n e s a n d fo r m . P re e i s E n g , 2 0 0 2 , 2 6 : 22 2 B r i n k比 a n n s , oB d s e h w i n n a H . cA e e s s i n g r o ug h n es s 泣 t h r e e - d 泛m 印s i on s u s i n g aG u s s ian r e g r e s s i on f il t er i n g . I n t J M a 比 T o l s M a n u f , 2 00 1 , 4 1 : 2 1 5 3 B l u n t L , Ji a n g X Q . A d va n e e d t e e hn i q u es of r a ss e s s m e n t s u r - acf e t o p o g r叩 h y : d e v e l o p rn e n t o f a b a s i s of r 3 D s u r f a e e t e x t u r e s t a n d a r d s . L o n d o n : P e t i t o n P r e s s , 2 0 0 3 L i n H 5 . A M i x e d L u b r i e a t i o n M o d e l of r OC ld S t r i p R o lil n g [ D i s s e r t a t i o n ] . N ort h w e s t e r n U n i v e r s i t y , 1 99 8 F u n e t i o n a l e h a r a e t e r i s t i e P a r a m e t e r s f o r a e e e s s i n g t h e s u r f a e e o f r o ll s a n d s t e e l s h e e t s w u 以 a n 群人u n l ) , Z HA N G J i e l ) , 以o J乞a n g u o l ) , 以0 J i a n 切e 乞1 ) , w A N G 肠艺e 人u a n Z ) , 狱N 尺e n - we i Z ) 1 ) M e e h a n i e a l E n g i n e e r i n g S e】 1侧〕 1 , U n i v e r s it y o f S e i e cn e an d T e e } , n o log y B e ij i n g , B e ij i n g 10 0 0 8 3 , C h i n a 2 ) W u h a n I ron & S t e e l ( G ro u p ) oC . , W u h a n 4 3 0 0 8 3 , C h i n a A B S T R A C T T h e t r a d i t i o n a ll y u s e d P a r a m e t e r f o r a e e e s s i n g t h e s u r f a e e s u e h a s s u r f a e e r o u g h n e s s h a s a v e r y li m i t e d v a l u e i n r e l a t i n g t h e f u n e t i o n a l P r o p e r t i e s o f b e a r i n g a n d l u b r i e a n t r e t e n t i o n e a P a b i li t i e s t o t h e s u r f a e e o f or ll s a n d s t e e l s h e e t s , T h i s p a p e r p ro p e . s e d s o m e f u n e t i o n a l e h a r a e t e r i s t i e p a r a m e t e r s o f Z 一 D p r o - fi l e s a n d 3 一 D s u rf a e e s a n d p r e s e n t e d t h e i r e a l e u l a t i n g m e t h o d s . B y e o m p a r i n g w i t h s u r f a e e ro u g h n e s s a n d a n a l y z i n g t h e s u r f a e e o f e l e e t r i e al d i s e h a r g e t e x t u r e d ro ll s w i t h t h e s e p a r a m e t e r s , i t 1 5 P or v e d t h a t t h e s e P a - r a m e t e sr m o r e e o n e r e t e l y a n d e x a e t ly s h o w t h e f u n e t i o n a l p r o p e r t i e s o f s u r f a e e t o p o g r a p h y . K E Y WO R D S s u r f a e e t o P o g r a p h y ; s u r f a e e r o u g h n e s s ; e o ld m i ll r o ll ; s t e e l s h e e t