支撑辊
轧机支撑辊与工作辊交叉产生轴向力分析(2)
轧机支撑辊与工作辊交叉产生轴向力分析在工作辊与支撑辊交叉的摩擦区域内，被动支撑辊接触点对的速度场如图所示：图1-1图1-2图1-3图1-4如图所示，支撑辊辊面的线速度等于工作辊面线速度在支撑辊垂直方向上的投影，计算公式如下：cos B W V V θ=∙式中B V 为支撑辊辊面的线速度；W V 为工作辊辊面线速度；θ为交叉角。
由于工作辊和支撑辊的交叉，辊面接触摩擦力使支撑辊相对于工作辊做螺旋运动，作用于支撑辊的轴向力与B W V 矢量同向。
不考虑其他因素，由两辊面平衡原理，获得支撑辊轴向力||sin a BW F F P μθ==式中P 为轧制力，μ为摩擦系数；θ为交叉角。
工作辊的轴向力，由支撑辊的轴向力平衡力系求出，方向必然与支撑辊轴向力相反。
针对现场在入口往出口轧时辊子朝外窜动，出口往入口轧时辊子朝内走；结合图1-1，图1-2，图1-3，图1-4可看出，入口往出口轧时是图1-1所描述的情况，出口往入口轧时是图1-2所描述的情况。
而我们在现场也发现，当入口往出口轧时，轴向窜动力比较大，说明θ角比较大，当出口往入口轧是，轴向窜动力要小，说明θ角在减小。
再结合上次我们测量的间隙数据可知，刚好是和现场实际情况相吻合的。
假设支撑辊实际轴线与与理论轴线未发生交叉，那么结合上面的分析可知工作辊的轴线如图1-5所示：图1-5从现场轧制的板型以及现场窜动情况来看，这和实际是相符合的。
结合“偏心距理论”可知，本身我们的轧机设计是工作辊相对支撑辊轴线在出口方向偏移10mm，理论上来说，当入口往出口轧制时，由于偏心距的存在，钢板对工作辊必然会产生一个沿轧制方向的力，使工作辊轴承座上的耐磨板5与耐磨板1贴合，耐磨板6与耐磨板2贴合。
如果两边耐磨板磨损量一样的话，仅仅是工作辊的轴线发生平移，并不会发生交叉。
但从现场的实际情况来看，确实发生了交叉，这说明耐磨板1远比耐磨3要磨损的剧烈一些，所以我们要对耐磨板1或者耐磨板5进行加垫，以补偿其磨损量。
轧辊失效方式及其原因分析
轧辊失效方式及其原因分析轧机在轧制生产过程中，轧辊处于复杂的应力状态。
热轧机轧辊的工作环境更为恶劣：轧辊与轧件接触加热、轧辊水冷引起的周期性热应力，轧制负荷引起的接触应力、剪切应力以及残余应力等。
如轧辊的选材、设计、制作工艺等不合理，或轧制时卡钢等造成局部发热引起热冲击等，都易使轧辊失效。
轧辊失效主要有剥落、断裂、裂纹等形式。
任何一种失效形式都会直接导致轧辊使用寿命缩短。
因此有必要结合轧辊的失效形式，探究其产生的原因，找出延长轧辊使用寿命的有效途径。
1 、轧辊剥落(掉肉)轧辊剥落为首要的损坏形式，现场调查亦表明，剥落是轧辊损坏，甚至早期报废的主要原因。
轧制中局部过载和升温，使带钢焊合在轧辊表面，产生于次表层的裂纹沿径向扩展进入硬化层并多方向分枝扩展，该裂纹在逆向轧制条件下即造成剥落。
1.1 支撑辊辊面剥落支撑辊剥落大多位于轧辊两端，沿圆周方向扩展，在宽度上呈块状或大块片状剥落，剥落坑表面较平整。
支撑辊和工作辊接触可看作两平行圆柱体的接触，在纯滚动情况下，接触处的接触应力为三向压应力。
在离接触表面深度为 0.786b 处 ( b 为接触面宽度之半 ) 剪切应力最大，随着表层摩擦力的增大而移向表层。
疲劳裂纹并不是发生在剪应力最大处，而是更接近于表面，即在 Z 为 0.5b 的交变剪应力层处。
该处剪应力平行于轧辊表面，据剪应力互等定理，与表面垂直的方向同样存在大小相等的剪应力。
此力随轧辊的转动而发生大小和方向的改变，是造成接触疲劳的根源。
周期交变的剪切应力是轧辊损坏最常见的致因。
在交变剪切应力作用下，反复变形使材料局部弱化，达到疲劳极限时，出现裂纹。
另外，轧辊制造工艺造成的材质不均匀和微型缺陷的存在，亦有助于裂纹的产生。
若表面冷硬层厚度不均，芯部强度过低，过渡区组织性能变化太大，在接触应力的作用下，疲劳裂纹就可能在硬化过渡层起源并沿表面向平行方向扩展，而形成表层压碎剥落。
支撑辊剥落只是位于辊身边部两端，而非沿辊身全长，这是由支撑辊的磨损型式决定的。
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。
一种基于测厚仪厚度反馈的支撑辊偏心补偿方法
第 １ 期
有 色 金属 加 工
ＮＯＮＦＥＲＲＯＵＳ ＭＥ Ｔ ＡＬ Ｓ ＰＲＯＣＥ ＳＳＩ ＮＧ
Ｖｏ１ ． ４２ Ｎｏ．１ Ｆｅｂｒ ｕａｒ ｙ ２０１ ３
２ ０１ ３年 ２月
一
种 基 于测 厚 仪 厚 度 反馈 的支 撑 辊偏 心 补偿 方 法
华 宏
效果 。
步增 大 。这 就 需 要 用 偏 心 补 偿 的 方 法 来 快 速 地 消
除偏心 对厚 差 的影 响。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ２— ０ ８—１ ５
第 １期
有 色金 属 加 工
６ ｌ
当一个 分 区 的 中点 到 达 支撑 辊 横 截 面 圆心 和 工 作 辊 横截面圆心的连线上 时 ， 取 出 对 应 存 储 单 元 的 控 制 量， 叠加 到位 置控 制 器 的 给定 上 。为 使 偏 心 控制 量 平 滑输出， 避 免 出现 台 阶 型 的 控 制 量 输 出 ， 在 相 邻 两 个
图 ２ 偏 心 补 偿控 制 器 结 构
Ｆｉ ｇ． ２ Ｃｏ ｎｔ ｒ ｏ ｌ ｌ ｅ ｒ ｓ ｔ ｒ ｕｃ ｔ ｕ ｒ ｅ ｏ ｆ ｅ ｃ ｃ ｅ ｎ ｔ ｒ ｉ ｃ ｉ ｔ ｙ ｃ ｏｍ ｐｅ ｎｓ ａｔ ｉ ｏ ｎ
１ ． １ 支 撑辊分 区
把支 撑辊 圆周 分为 ｎ个 区域 ， 每个 区域 占用 ２ ， ｒ ｒ ／ ｎ
只介 绍这种 方法 。
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
由于 测厚 仪 安装 位 置 的限 制 ， 只能安 装 在离 辊 缝
一
定距 离处 ， 因此 传 递 给 Ａ Ｇ Ｃ 的厚 差 信 号 有 一 定 滞
后， 一般 在 ２米左 右 ， 而 支撑 辊 周 长也 在 同一 数 量级 ， 也 就是 说偏 心造 成 的厚度 周 期性 波 动 的 波长 较 小 ， 和 测厚仪 信 号 滞 后 的 长 度 相 近 ， 因此 监控 Ａ Ｇ Ｃ不但 无 法消 除轧辊 偏心 造成 的厚 差 波 动 ， 反 而可 能使 厚 差 进
铸钢支撑辊在薄板带生产中的应用
第２ ２卷
第 ４期
甘 肃 科 技
Ｇａ ｓ ｃ ｅ ｃ ｎ ｃ ｎ ｎ ｕ Ｓ ｉｎ ｅ ａ ｄ Ｔｅ ｈ ｏ
ｌ２ ２ ２ ＿
Ⅳ０ ４ ．
２０ ０ ６年 ４月
却 ２ ０ ０６
铸 钢支 撑 辊在 薄 板 带生产 中的应 用
赵 东辉
（ 泉钢铁集 团公司 ， 酒 嘉峪关 ７ ５０ ） ３ １０
摘
要： 随着铸造 支撑辊在 连铸连 轧 生产 工 艺 中的 广泛应 用 ， 轧钢 厂对 支撑 辊 的要 求越 来越 高 ， 在
选择轧 辊 的时候要 充分考 虑轧辊 的材质 、 制造 工 艺、 热处理 以及 实际应 用情 况等 要 素 ， 同时对 复合
辊， 随着辊身 直径 的加 大 ， 的偏 析程 度加 剧 ， 易 碳 容
（） ３ 高的抗剥落性 。
（） ４ 辊身 表面有较 高 的硬 度 。 （ ） 的疲 劳强度 。 ５高 （） ６ 高的表 面抗磨 损性能 。
２ 铸钢支撑辊化学成分要求
（ ） 。碳对 铸 钢支 撑辊 辊 身表 面 的硬度 和 耐 １碳
的优质碳 素铸 钢 。
外层材质中含碳量的确定都是以保证有较高的硬度 和良好的耐磨性为依据。辊芯和浇注辊颈的钢水 ， 含碳 量普遍 较低 。 （ ） 。硅 在铸钢 支撑 辊 钢 中属 于非碳 化物 形 ２硅
成元 素 ， 热时能溶 于 固溶 体 中 ， 强化基体 的作 在加 有 用 。然而 ， 了减少偏 析 ， 防止析 出点状石 墨而 为 以及 使轧 辊辊身表 面硬 度降 低 ， 对铸 钢 支 撑辊 中 含硅 量
铸钢支撑辊辊 身深层剥落的原因进行 了 分析。 关键词 ： 铸造支撑辊 ； 材质 ； 制造工艺； 热处理； 辊身深层剥落 中图分 类号 ： Ｇ１６ ２ Ｔ ４ ．３
强适应性支撑辊的优化设计、制造及应用
不 同 的钢 种 和 规 格 ； 有 效 改 善 成 品 带 钢 板 形 质 量 ； ② ③ 改 善 带 钢 宽 度 以 外 的 辊 间 接 触 状 态 ； 提 高 弯 辊 控 制 ④
板 形 的 能力 。
的 主 要 质 量 问 题 ， 以 设 计 系 统 以 板 形 为 优 化 的 目 标 所 函 数 ， 就 是 以 连 轧 机 各 架 人 口 和 出 口 带 钢 的 相 对 凸 也 度 相 等 作 为 优 化 目标 。 ： 即
钢 冷 连 轧 机 上 的 成 功 应 用及 良好 效 果 。 关键 词 ： 适应性 支 撑辊 强 优化 设计 制 造 及 应 用 冷 连 轧 机
中 图 分 类 号 ： Ｇ ３ ．６ Ｔ ３ ３ １
文献标 识码 ： Ａ
文 章 编 号 ：０ ０—４ ９ （ ０ ２ ０ １０ ９ ８ ２ ０ ） ９—０ ２ ０ ６—０ ３
前 者 使 得 该 算 法 只 需 检 测 少 的 结 构 就 能 反 映 搜 索 空 间 的 大 量 区 域 ， 者 使 遗 传 算 法 具 有 稳 健 性 遗 传 算 法 后 尤 其 适 用 于 处 理 传 统 搜 索 方 法 解 决 不 了的 复 杂 和 非 线
在对 四机 架冷连 轧机进 行综合 测试 的基础上 ． 利 用 矩 阵 计 算 方 法 对 各 架 轧 机 的 辊 系 变 形 、 口带 钢 的 出 断 面 凸 度 、 直 度 和 边 部 减 薄情 况 进 行 了大 量 计 算 。 平 通 过 分 析 发 现 ， 架 轧 机 的 辊 型 配 置 不 太 合 理 ． 制 过 程 四 轧 没 能 很 好 地 按 等 比 例 压 下 的 原 则 进 行 。 形 质 量 一 直 板 是 冷 轧 厂 的 一 个 主 要 问 题 ， 有 板 形 缺 陷 的 废 次 品 给 具 冷 轧 厂 造 成 了 很 大 的 经 济 损 失 。 外 ， 形 质 量 存 在 缺 此 板 陷还 将 直 接 影 响 到 后 面 的 退 火 和 平 整 工 艺 ， 易 使 带 容 钢 在 退 火 过 程 中 产 生 粘 结 和 在 平 整 过 程 中 产 生 边 部 折 印等 缺 陷 。 通 过 对 四 机 架 冷 连 轧 机 辊 系 辊 型 配 置 的 综 合 优 化 设 计 ， 取 四 架 轧 机 最 优 的 支 撑 辊 辊 型 凸 度 和 辊 型 曲 选 线 ， 改 善 成 品 带 钢 的板 形 质 量 。 来
冷轧支撑辊迷宫密封装配注意点
冷轧支撑辊迷宫密封装配注意点今天咱们来聊聊冷轧支撑辊迷宫密封装配的事儿。
这就像是给支撑辊穿上一件特别的保护衣，不过在穿这件保护衣的时候，有好多需要注意的地方呢。
你看啊，就像我们穿衣服要先分清前后一样，在装配迷宫密封的时候，得先把各个零件的方向搞清楚。
比如说，有一些密封的小部件，它一头宽一头窄，那宽的那头可能就是要朝着某个特定的方向的。
要是装反了呀，就像我们把鞋子穿反了，走路会很不舒服，对于支撑辊来说，就不能很好地起到密封的作用啦。
在装配的时候，零件的干净整洁也特别重要。
这就好比我们吃饭的时候，要把碗洗得干干净净一样。
如果零件上有脏东西，哪怕是一点点小灰尘或者小铁屑，就像在我们的碗里有小沙子，那在支撑辊转动的时候，这些脏东西就会捣乱。
它们可能会把密封的地方磨坏，就像小沙子会把我们的牙齿咯坏一样。
我听说有一次，工人叔叔没有把零件清理干净就开始装配迷宫密封，结果没过多长时间，密封就出问题了，支撑辊的工作也受到了影响呢。
还有啊，装配的时候力度也要合适。
不能太用力，也不能太松。
就像我们系鞋带，如果系得太紧，鞋带可能会断掉；要是系得太松，鞋子就容易掉。
迷宫密封的装配也是这样。
要是把螺丝拧得太紧，零件可能会变形，就像我们用力捏一个小塑料片，它就会变得歪歪扭扭的。
要是拧得太松呢，密封就不牢固，就像我们没把瓶盖拧紧，瓶子里的东西就容易洒出来。
另外，在装配的过程中，每装一个小零件都要检查一下。
这就像我们搭积木的时候，每搭一块都要看看搭得正不正。
比如说装了一个密封环，就要看看它是不是稳稳地卡在该在的位置上。
如果发现有点歪，就得及时调整。
有个工人伯伯曾经跟我说，他有一次就是因为没有及时检查，等整个迷宫密封都装配好了才发现有个小零件没装好，结果又得重新拆开再装一遍，可麻烦了。
冷轧支撑辊迷宫密封装配虽然看起来有点复杂，但是只要我们注意这些小细节，就像我们在生活中注意各种小事情一样，就能把这件事做好啦。
废旧支撑辊镶锻钢套修复
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２ 支撑辊镶 套的有 关计算
（】 支＃ 辊 的结 构 形 式 １
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妞 图 １所示 ，从报 废的 支撑辊 中 ，选 择辊 颈完好 无
支撑 辊 垂受 轧 制 力 较 大 （ ： ０ ） 在 工 作 中 主萼 ２４ ０ｔ ， 受 弯 曲 力 其 本 身 材 质 为 ７ Ｃ３ ｉ ． Ｈ ＝ ５ ５ ） ０ ｒＮＭ￣｛ Ｓ ４ —０ ，采 用 辊 套 的 材 质 为 ９ ｒＭ￣ （Ｓ ０ ６ ）锻 钢 ． ｎ像 证 辊 套 的 高 Ｃ２ ｔ ５￣５ ｆ 』
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维普资讯
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【 提要］ ：冷 轧薄板 轧机对轧辊要 求甚高 ，它 不但安 承受较高的轧制压力 ，而且要 求辊 身表 面硬度 高．造 价
昂 贵 ， 目前 夸 轧 辊 吨 价 高速 ３万元 。 奉 文 通过 时 我 厂 四 机 榘轧 机 史撑辊 的 结 构 ， 提 出对 它 的 镶 套修 复 方 毫 的 设 计 分析 。
强度 （ ３ ）辊 套 和 辊轴 采 用过 盈 配 舍
一 一 。
、Ｉ ＼ｆ 一 ／ ／ ， ＋ ＋
①配合面所需最小压力强度 Ｐ ．
刍
２ ０ ４Ｏ ０ ３ １ ｘ ．６ １６ ６４ Ｏ １ ４ Ｏ ９ ｘ ．７ ｘ ．４
：３４ ｘ１ Ｎ／ ．３ ｍ：
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支撑辊
什么是支撑辊？ 在轧机上增加工作辊刚度，直接或间接承受轧制栽荷的轧辊称为支撑辊（back-uproll)。
支撑辊是轧机中用来支承工作辊或中间辊以便在轧制时防止工作辊出现挠曲变形而影响板形质量的重要部件。
支撑辊质量的优劣直接影响轧板的产量及质量。
支撑辊复杂多样的工况条件使其不同于一般的工件。
一方面轧制过程中支撑辊本体要承受很多的弯曲应力和摩擦力；另一方面辊身表面要长时间地承受磨损、冲击、接触应力和激冷激热造成的疲劳现象，支撑辊在使用中常见的损伤有以下五类：
(1)辊面硬度不均造成压痕；
(2)由于断带、冷却不均造成黏辊；
(3)轧制时间过长，辊面冷硬层疲劳等原因造成裂纹；
(4)表面裂纹扩展、疲劳裂纹未磨尽造成剥落；
(5)工作辊带不动支撑辊而在辊身上造成振痕和弧梢。
因此，支撑辊必须满足下列条件的要求：
1）抗断裂性，指辊身、辊颈承受工作应力而不发生横向断裂。
主要应具有足够的强度和韧性，并且不存在可能导致断裂的制造缺陷。
2）耐磨性，指支撑辊辊身工作部位在轧制中抵抗失重和尺寸减少的能力。
应注意的是支撑辊在热态的耐磨性和冷态的耐磨性并不一定相同，也就是说，轧辊在冷态使用时的相对耐磨性好并不等于热态时相对耐磨性也好。
3）抗剥落性，指支撑辊在接触应力长时间作用下而不产生辊身掉块现象的能力。
4)
抗热裂性，指支撑辊要经受来自轧材及冷却水的激冷激热作用而产生热疲劳，抵抗这种作用而不产生网状龟裂或使网状龟裂细
化变浅的能力。
支撑辊的常用材质是什么？
传统的支撑辊材质使用较多的是9Cr2Mo，碳含量0.9%左右，铬含量2%，以及少钕钼，该材料是典型的冷轧工作辊材质，经过加热和剧烈的冷却可以获得较离的表面硬度和一定的耐磨性。
以往的锻钢轧辊生产由于没有专门的支撑辊材料，所以较多采用该材质淬火以后回火到中低硬度作为支撑辊使用。
但是随着轧机设计要求的提高和轧制工况的改变，该材料的不足之处开始体现出来。
这些改变包括：
(1)更深的淬硬层深度要求。
现代轧机往往要求工作辊的单边深度在25mm以上，最多要求50mm,支撑辊的单边深度在35mm以上，最多要求75mm。
9Cr2Mo由于受其自身合金元素含量的影响，其淬透性达不到这样的要求。
(2)工况的变化需要专门的材质来适应。
现代轧机对轧辊的要求越来越高，工作辊要求耐磨，抗事故，抗辊印，均匀性高，而支撑辊的表面要求抗疲劳性能和耐磨性变得更为歌要。
9Cr2Mo由于碳含量较高，基体中存在较多的碳化物，这些碳化物如果处理不当，分布状态不理想，就会降低基体的疲劳强度；另外材料中的Cr/C比决定该材料的碳化物为M3C型，硬度偏低(约900HV)，对轧辊耐磨性的贡献不够。
基于以上的情况，轧辊制造企业会同设计和使用方，共同改进材质。
工作辊的M3C、M5C材质已经成为冷轧工作辊的主流材质；70Cr3Mo系列也已经成为支撑辊的首选材质。
而在一些高速重栽轧机，支撑辊材质甚至使用50Ci4MoV和45Ci5MoV系列材质。
总的发展趋势是史高的合金元素含量（以铬为主，也有镍、钼量的调整），较低的碳含量。
当然制造方也有相应的工艺改进，从而实现
更深的淬硬层深度，更好的抗疲劳性能和附磨性，以及表面硬度的均匀性。