轧辊
轧辊爆裂原因
轧辊爆裂是轧制生产中常见的一种失效形式，可能会导致严重的生产事故和经济损失。
以下是几种可能导致轧辊爆裂的原因：
1. 轧辊材质不适：轧辊材质应该具有高的强度、韧性和耐磨性。
如果材料不符合轧辊的使用要求，则会引起轧辊疲劳失效和裂纹扩展，导致轧辊爆裂。
2. 轧辊表面缺陷：轧辊表面缺陷、裂纹、凹坑等缺陷也可能导致爆裂。
这些缺陷将在轧制过程中扩展并使轧辊破裂。
3. 轧辊使用过程中温度过高：过高的轧辊表面温度会使轧辊产生变形和热疲劳裂纹，最终导致轧辊爆裂。
4. 轧辊使用寿命过长：轧辊在使用过程中会不可避免地出现疲劳损伤和磨损，长期使用可能导致轧辊的强度减小，出现裂纹和爆裂。
5. 非正常操作：轧辊在使用过程中需要严格遵循规定的操作程序和参数范围。
如果操作不当，例如过多受力或者运转速度过快，就有可能导致轧辊疲劳损伤和爆裂。
综上所述，预防轧辊爆裂需要严格控制轧辊的材质、缺陷、温度、使用寿命和操作规范，定期检测和维修轧辊以及合理调整轧制过程参数等措施。
轧辊直径计算
2．轧辕的类型和结构如何?轧辊是轧机的重要部件，按照轧机类型可分为领带轧机轧辊、型钢轮机扎辊和钢管轧机轧辊三大类。
板带轧机轧辊的辊身呈圆柱形，热乾板带轧辊的辊身微凹，当受热膨胀时，可保持较好的扳形；冷轧板带轧辊的辊身呈微凸，当它受力弯曲时可保证良好扳形；型钢轧机轧辊的辊身上有轧槽，根据型钢轧制工艺要求，安排孔型。
钢管轧制中采用斜轧原理轧制的轧辊有圆锥形、腰鼓形或盘形。
轧辊按辊团硬度可分为：(1)软辊；肖氏硬度约为30一40，用于开坯机、大型型钢轧机的租轧机等。
(2)半硬辊：肖氏硬度约为40一60，用于大型、中型、小型型钢轧机和钢板轮机的租轧机。
(3)硬面辊：肖氏硬度约为60一85，用于薄板、中板、中型型钢和小型型钢轧机的稿轧机及四辊轧机的支撑辊。
(4)特硬辊le氏硬度约为85—100，用于冷轧机。
轧辊由辊身、辊颈和轴头二部分组成。
辊颈安装在轴承中，并通过袖承座和压下装置把轧制力传给机架。
铂头和连接轴相连接，传递轧制扭矩。
轴头有三种主要形式；梅花轴头、万向轴头、带键槽的或圆柱形轴头。
实践表明，带双镀槽的轴头在使用过程中，镶槽壁容易崩裂，目前常用易加工的带平台的袖头代替双因槽的抽头。
直径超过400mm的冷轧轧辊，在锻造后，多半在中心馒一个670一250mm的通7L。
这样，一力面可以使轧辊经热处理店的内应力分朽均勾；另一方面在轧辊表面淬火时，可对轧辊通水冷却，提高淬火效果。
3P轧辊的技术要求是什么?不论热轧或冷轧，轧相都是实现轧制过程中金属变形的直接工具，因此，对轧辊质量要求严格。
其主要质量要求有强度、硬度、耐热性及耐用性。
轧制强度是最基本的指标，在满足强度要求的同时，还必须有一定的耐冲击韧性。
要使轧辊具有足够的强度，主要从选择轧辊材质及确定合理的轧辊结构与尺音上全面考虑。
轧辊强度足够与否，可根据轧辊强度计算确定。
硬度通常是指轧辊工作表面的硬度，也是轧辊的主要质旦指标。
它决定轧辊的耐磨性，在一定程度上决定轧辊的使用寿命。
轧辊种类的划分
轧辊种类的划分
轧辊是用于金属轧制的设备，根据其用途和材质不同，可以分为以下几种类型：
1. 热轧辊：适用于热轧工艺，一般由合金钢制成，具有较高的热强度和磨损耐受能力。
2. 冷轧辊：主要用于冷轧工艺，一般由高速钢或工具钢制成，具有较高的硬度和表面光滑度。
3. 镀膜轧辊：表面经过涂层处理，如镀铬、镀钛、镀钨等，以增加轧辊的耐磨性和耐腐蚀性。
4. 粗轧辊：主要用于对厚板坯进行初轧的辊子，通常由铸铁或钢制成。
5. 精轧辊：用于对轧制薄板或带材进行精密轧制的辊子，一般由合金钢或特殊钢制成。
6. 工艺轧辊：用于特殊工艺要求的轧制过程，如钢管轧辊、轧辊修磨辊等。
7. 形状轧辊：具有特殊形状的辊子，如花纹辊、包覆辊等，用于定制特殊形状的轧制产品。
8. 支撑辊：用于支撑轧辊运转的辅助辊子，常见的有支撑辊、导向辊等。
以上为一些常见的轧辊种类划分，根据具体的工艺需求和被轧制材料的特性，还可以有更细分的分类。
第2章轧辊
型钢轧机以齿轮座的中心距作为轧辊名义 直径；
初轧机则把辊环外径作为名义直径。
型钢轧机以轧辊的名义直径来作为轧机标 称的组成部分。因为型钢品种规格与轧辊辊身 直径的大小成正比，辊身直径的数值即可反映 该轧机所生产的品种规格。然而由于生产不同 品种规格所对应的轧辊辊身直径不同，因此通 常习惯采用和轧辊辊身直径有一定对应关系而 数值保持恒定不变的人字齿轮机座的中心距 （人字齿轮节圆直径）作为型钢轧机的名义直 径来表征轧机。
鉴于影响轧辊强度的某些因素如轧辊的铸 造缺陷、温度应力、轧辊断面的应力集中系数等 难以精确确定，轧制时的冲击负荷也只有通过一 定的测试手段才能获得，加之轧辊本身又是轧钢 车间的主要损耗件，因此轧辊的强度通常只按静 载荷验算，并将上述因素的影响纳入安全系数中。
型钢轧机与板带轧机的生产工艺、轧机结 构有所不同，故轧辊的强度计算方法亦有区别。
（3）参数：d1－辊头直径 l1－辊头长度 当轧辊不传动（工作辊驱动条件下的支
承辊）或只有单侧传动时，轧辊可以不做专 门的辊头，仅在辊颈外留有可供换辊的起吊 部分。
§2.1.2 轧辊的分类 1、按构造分类
①光面轧辊：应用于轧制板带材。
②有槽轧辊：应用于轧制型钢、线材和钢 坯。
2、按用途分类 ① 工作辊：一般是驱动辊，辊颈小，并
3．辊头的强度计算
型钢轧辊的辊头通常是梅花形结构，它只受扭
矩的作用。对一般结构的梅花头，当d2 = 0.66d1 时，最大扭矩应力产生在梅花头的槽底部分，
其值为：
d1
M d1
0.07
d
3 1
式中 Md1--作用在梅花头上的扭矩； d1 --梅花头的外径； d2 --梅花头槽底处的直径。
§2.4.2 二辊板带钢轧机轧辊的强度验算 板带轧辊强度验算的特点：
轧辊
长度确定原则：I 孔型布置数目 II 强度条件 Ⅲ经验：
轧辊名义直径应符合国家规定的初轧机与型钢轧机系列标准。我国 初轧机系列有750、850、1150mm几种，横列式型钢轧机有300、500、 650、800mm等。
(2)板带轧机：原则：先定L，后定D L的确定：
Bmax/mm a/mm D的确定： <200 50 400～1200 100 1200～2000 >2000 200 400
（2）轧辊的材料热处理或加工工艺不合要求。
例如：轧辊的耐热裂性、耐黏附性极耐磨性差，材料中有夹杂物或 残余应力过大等。 （3）轧辊在生产过程中使用不合理。
例如：热轧轧辊在冷却不足或冷却不均匀时，会因热疲劳造成辊面 热裂； 冷轧时事故黏附也会导致热裂，甚至表面剥落； 在冬季，新换上的冷辊突然进行高负荷热轧。或者冷轧机停车，轧 热的轧辊骤然冷却，往往会因为温度应力过大，导致辊面表层剥落 甚至断辊； 压下量过大，或因工艺安排不合理，造成过负荷轧制，也会造成轧 辊破坏。 二、轧辊的安全系数及许用应力
M 2 D2E J4 所以 M ( D ) 1 1
1 1 1 1
M2 2 E2 J 2
1
支持辊和工作辊的曲率半径可以认为相等，假设E1=E2 1 M 如果D2=2000，D1=800，M1=0.0256M2
作用于工作辊上的弯曲力矩甚小，可以不予计算，即可以不予计算轧制 力所在平面的弯曲应力。 （2）支持辊：与二辊方法相同
工作辊驱动：M=Pa+Ptgβρ1+PtgβD1/2
支持辊驱动
支撑辊驱动：M=Pa/(D1/2-ρ1) ×D2/2+P/cosβ×ρ2
第五节 轧辊强度计算
一、目的及原因 1、目的：使轧辊不发生破坏性事故，保证轧机生产率及降低生产 成本。 2、原因
轧辊种类的划分
轧辊种类的划分轧辊是金属加工中常用的一种工具，广泛应用于轧钢、轧铝、轧铜等行业。
根据不同的使用场景和工艺要求，轧辊可以分为多种类型。
下面将对轧辊的几种常见分类进行介绍。
一、工作辊和支撑辊根据轧机的结构和作用方式，轧辊可以分为工作辊和支撑辊两种类型。
工作辊是直接参与金属材料压制和塑性变形的辊子，其表面通常需要具备一定的硬度和耐磨性。
而支撑辊则是用来支撑工作辊和金属材料的辊子，其主要作用是为工作辊提供支撑和稳定。
二、冷轧辊和热轧辊根据轧制过程中的温度条件，轧辊可以分为冷轧辊和热轧辊两种类型。
冷轧辊主要用于对室温下的金属材料进行轧制，如冷轧钢板、冷轧铝板等。
由于冷轧过程中金属材料硬度较高，所以冷轧辊的表面需要具备较高的硬度和耐磨性。
而热轧辊则主要用于对高温下的金属材料进行塑性变形，如热轧钢坯、热轧铝坯等。
热轧辊的表面要求相对较低，主要是为了保证辊面的光洁度和平整度。
三、工作辊和支撑辊的结构形式根据轧辊的结构形式，轧辊可以分为整体式轧辊和组合式轧辊两种类型。
整体式轧辊是指轧辊的辊身和辊颈为一体的结构，适用于较小的轧机。
组合式轧辊是指轧辊的辊身和辊颈分开制造后再进行组合的结构，适用于大型轧机和冷轧机组。
四、硬质合金轧辊和高铬铸铁轧辊根据轧辊的材质，轧辊可以分为硬质合金轧辊和高铬铸铁轧辊两种类型。
硬质合金轧辊的辊面通常采用硬质合金材料制造，具有较高的硬度和耐磨性，适用于高强度金属材料的轧制。
高铬铸铁轧辊的辊面则采用高铬铸铁材料制造，具有较好的耐磨性和耐腐蚀性，适用于一般金属材料的轧制。
五、镀铬轧辊和镀硬铬轧辊根据轧辊的表面处理方式，轧辊可以分为镀铬轧辊和镀硬铬轧辊两种类型。
镀铬轧辊是将铬层镀在轧辊表面，提高轧辊的耐磨性和耐腐蚀性。
镀硬铬轧辊则是在镀铬的基础上，再进行热处理，使轧辊表面形成一层硬度更高的硬铬层，提高轧辊的耐磨性和使用寿命。
轧辊根据不同的分类标准可以分为工作辊和支撑辊、冷轧辊和热轧辊、整体式轧辊和组合式轧辊、硬质合金轧辊和高铬铸铁轧辊、镀铬轧辊和镀硬铬轧辊等多种类型。
轧辊技术(带英语)
一、轧辊介绍（Introduction roll）轧辊与轧辊轴承是轧机的重要部件。
在轧制过程中，轧辊要与所轧金属直接接触，使金属产生属性变形。
轧辊是轧机的主要变形工具。
轧辊是由各类轴承支承的。
Rolls and roller bearings are important components in a rolling mill. In the rolling process, roll to metal direct contact with the rolling. Rolls cause the rolled metal to deform plastically. Various types of roller bearings supporting the rolls.轧辊的分类：按轧机类型可分为板轧机轧辊和型钢轧机轧辊两大类。
Roll Category: By rolling mill can be divided into panels and the steel mill roll mill roll two categories 型钢轧机轧辊是指轧辊辊身上有轧槽，根据型钢轧制工艺要求，安排孔型及尺寸。
steel mill roll body roll is a rolling groove, according to steel rolling process of arranging and size of pass1.1轧辊的组成 1.1 Composition Roll轧辊的组成由辊身、辊颈和轴头三部分组成。
辊颈安装在轴承中，并通过轴承座和压下装置把轧制力传给几家。
轴头和连接轴相连，传递轧制扭矩。
composed of the roll body roll, roll neck and the axis of the first of three parts. Roll neck bearings mounted in bearing and pressurethrough the device to pass a few rolling force.Connected to the shaft head and shaft connection, passing the rolling torque.轴头有三种主要形式：梅花轴头、万向轴头、带键槽的或圆柱形轴头。
轧辊的分类方法及种类
轧辊的分类⽅法及种类
轧辊有不同的分类⽅法：按辊⾝形状分为圆柱形和⾮圆柱形，前者主要⽤于板材、带材、型材和线材⽣产，后者主要⽤于管轧辊
材⽣产。
按是否接触轧件分为⼯作轧辊和⽀承辊。
直接接触轧件的轧辊称⼯作轧辊；为增加⼯作轧辊的刚度和强度⽽置于⼯作轧辊背⾯或侧⾯⼜不直接接触轧件的轧辊称⽀承辊。
按使⽤机架分为初轧辊、粗轧辊、中间轧辊和精轧辊。
按轧材的品种分为板带轧辊、轨梁轧辊、线材轧辊和管材轧辊等。
还可按轧制时轧件的状态分为热轧辊和冷轧辊。
轧辊种类：轧辊品种很多，主要有以下⼏类：①铸铁轧辊。
⼀般按制造⼯艺分类：⼯作层因⾦属型的激冷作⽤呈⽩⼝组织（基体＋碳化物）的轧辊称冷硬铸铁轧辊；⽤上述⽅法，但适当提⾼铁⽔碳当量⽽得到⿇⼝组织（基体＋碳化物＋⽯墨）的轧辊称⽆限冷硬铸铁轧辊。
“⽆限”—词源于英⽂“indefinite”，原意为“不明确”,指激冷层在断⼝上⽆明确界限,被误译为“⽆限”，现已沿⽤成习。
采⽤衬砂⾦属型并继续提⾼碳当量可得粗⿇⼝组织的轧辊，称半冷硬铸铁轧辊。
所有上述品种的组织中凡⽯墨呈球状的，称球墨铸铁轧辊；复合浇铸的轧辊加“复合”⼀词。
②铸钢轧辊。
⼀般按含碳量分类：含碳极⾼(1.4～2.4％)的过共析钢轧辊，俗称半钢轧辊，⾼碳的半钢轧辊实际已伸⼊铸铁领域；⾼碳过共析钢轧辊还有⼀类为⽯墨钢轧辊，其⽯墨是通过孕育和热处理获得的。
③锻钢轧辊。
⼀般按⽤途分类。
④其他，除采⽤特殊加⼯⼯艺的以外，都直接以材质称呼。
如⽤电渣重熔铸造坯料锻压的轧辊称为电渣重熔锻压轧辊。
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精轧机座：一般为碳化钨的硬质合金。因为它具有良好的热传导性， 在高温下有硬度下降小，耐热疲劳性能好，耐磨性好，强度高等特 点
第四节 轧辊受力及轧制力矩的计算
一、摩擦圆概念
Q—外力；N—正压力；T—摩擦力；R—N与f的合力；
φ—摩擦角：正压力N与合力R之间的夹角
平衡状态：∑F=0
Q-R=0
∑M=0
M=Rρ
ρ—摩擦圆半径
ρ=d/2sin φ
因为φ<50,很小,sin φ≈tg φ ≈f(摩擦系数）
所以
ρ=d/2 ·f
结论：
（1）合反力永远与摩擦圆相切；
（2）合反力形成的力矩与M方向相反。
初始状态
稳定状态
二、二辊轧机轧制力矩计算 （1）简单轧制：两辊都驱动； 直径相同，转速相同；轧制时，除 了轧制力外不受其他力作用；相对轧制线受力相同 （2）受力分析
四、轧辊材料的选取 （1）初轧机、钢坯轧机、厚板轧机、大型轨梁轧机、型钢粗轧机： 一般选用锻钢轧辊，要求较高的用合金钢轧辊。型钢粗轧机多采用 铸钢轧辊。 原因：压下量大，轧制力大，有冲击负荷，要求轧机具有高强度和 较大的摩擦系数（因为易于咬入，从而加大压下量）
（2）中小型轧机的精轧机座轧辊： 大多采用铸铁轧辊，也有采用球墨铸铁的。 原因：这类轧机着重要求硬度和耐磨性，使产品尺寸精确，表面质 量好，并能减少换辊次数，提高生产率。
是梅花形的，力的作用方式如下图所示，试校核轧辊强度。
5、已知某1200初轧机轧辊第一孔型轧制力P1=3MN，压下螺丝中心 距a=3000mm；第一孔距一端压下螺丝中心距离为1000mm；第一孔型 轧辊工作直径D1=900mm；轧辊辊颈直径d=600mm；辊颈与辊身交接 面距压下螺丝中心线距离e=300mm；轴承摩擦系数f=0.01.，辊头为 扁头，轧辊材质为锻钢辊，σb=700MPa。传动端为A端，如图所示。 请设计扁头并校核轧辊强度。
（3）线材轧机
粗轧机机座：软化退火的珠光体球墨铸铁或普通铸钢，
如果热裂性问题是主要问题：其硬度值低些（HS=38～45）
如果耐磨性问题是主要问题：选择硬度稍高些（HS=45～55）。
优选铸铁，原因：硬度相同的轧辊，软化退火的球墨铸铁轧辊较普 通铸钢轧辊寿命高2倍。
中轧机座：优选珠光体球墨铸铁或贝氏体球墨铸铁，硬度稍高 （ HS=60～70）。
二辊轧机受力分析
辊身受力分析
（3）轧制力矩的推导：M=P（a+ρ）
轧辊受力分析
三、四辊轧机轧制力矩计算 （1）受力分析
D1 2
工作辊驱动 （2）轧制力矩推导
支持辊驱动
工作辊驱动：M=Pa+Ptgβρ1+PtgβD1/2
支撑辊驱动：M=Pa/(D1/2-ρ1) ×D2/2+P/cosβ×ρ2
第五节 轧辊强度计算
辊身 不计算 不计算
工作辊
辊颈
辊头
辊身
不计算 扭转应力 弯曲应力头
弯曲应力 不计算
弯扭合成 扭转应力
4、接触强度的计算
六、例题
1、钢板轧机轧辊的尺寸选择及强度计算
已知在2500二辊式热轧机上轧制1750mm宽度的钢板，最大 轧制力为9.8MN，试选取轧辊其他尺寸，并加以验算。假定最大压 下量Δh=15mm，轧辊与轧件之间的摩擦系数μ=0.3，轴承摩擦系数 μ1=0.1，辊头选用梅花头。
4、某二辊可逆钢板轧机的下辊由σ=588---666.4Mpa的碳素锻钢制 成，取安全系数年n=5。所轧钢板的最大宽度b=2100mm，两压下螺 丝之间的距离a=2910mm，作用在下辊的最大压力P=7.4MN，轧辊辊 身直径D=850mm，轴承内的摩擦系数f=0.03，辊颈直径d=620mm，辊 头d1=530mm，辊身长度L=2290mm，最大压下量Δh=30mm，轧辊辊头
22
支持辊和工作辊的曲率半径可以认为相等，假设E1=E2
所以
1 M1
M ( D ) 2
1
E2 1 J41
M 1 D1
如果D2=2000，D1=800，M1=0.0256M2
作用于工作辊上的弯曲力矩甚小，可以不予计算，即可以不予计算轧制
力所在平面的弯曲应力。
（2）支持辊：与二辊方法相同
驱动方式 工作辊驱动 支撑辊驱动
三、平辊二辊轧机强度计算
计算内容： 1、辊身：因为辊身所承受的扭转应力比弯曲应力小得多，所以只 计算弯曲应力 2、辊颈：计算弯曲和扭转合成应力 3、辊头：只有扭转应力
四、有槽轧辊的强度计算
五、四辊轧机的强度计算方法
1、计算内容：
(1)工作辊的计算
因为
1 M1
1
E1 J1
1M
2
EJ
2
一、目的及原因 1、目的：使轧辊不发生破坏性事故，保证轧机生产率及降低生产 成本。 2、原因 （1）轧辊形状及尺寸设计不合理或设计强度不够。 例如：在额定负载下，轧辊因强度不够而断裂；因接触应力超过许 用值，使辊面出现疲劳剥落。 （2）轧辊的材料热处理或加工工艺不合要求。 例如：轧辊的耐热裂性、耐黏附性极耐磨性差，材料中有夹杂物或 残余应力过大等。 （3）轧辊在生产过程中使用不合理。
三、轧辊常用材料 （1）合金锻钢：（JB/ZQ4289-1986） 热轧辊：55Mn2，55Cr，60CrMnMo，60SiMnMo等 冷轧辊：9Cr，9Cr2，9Cr2W，9Cr2Mo，60CrMoV，80CrNi3W 优缺点：综合力学性能较好，但价格昂贵，加工制造困难。 （2）铸钢：ZG70，ZG70Mn，ZG8Cr，ZG75Mo （3）铸铁：普通铸铁、合金铸铁、球墨铸铁。 根据铸型不同，可以得到不同硬度：半冷硬、冷硬、无限冷硬。 优点：铸铁硬度高、表面光滑、耐磨、制造过程简单且价格便宜。 缺点：强度低于钢轧辊，只有球墨铸铁强度较好。 （4）高速钢 优点：耐磨性好、耐表面粗糙性能好。近20年新进展，应用前景广。
2、型钢轧机轧辊强度计算
3、四辊轧机强度计算
不计轴承摩擦，工作辊辊头为圆柱形，直径 为40mm.支持辊HS=36-46
本章将讲述的主要内容 1、轧辊基本结构用途及分类 2、轧辊几何尺寸的设计 3、轧辊材质的设计 4、轧辊的强度计算
重点 了解 了解 重点
作业题 1、轧辊有哪几部分组成？各部分的作用？ 2、计算轧辊辊头强度时，为什么只计算传动端扭转应力？ 3、画出四辊轧机受力分析图，并推导轧制力矩计算公式。