辊系是整个轧机实现控制目的的终端执行机构，其运行状态直接影响整个生产线的轧制节奏和生产效率，因此，在设计时应对其进行计算和校核。
【摘 要】本文以某钢厂650mm中宽带热连轧生产线改造中所增E立辊轧机为例，介绍了该轧机辊系的主要结构特点，并对关键件进行了校核和寿命计算。
【关键词】研究生期间发表论文,E立辊轧机,辊系结构,校核,寿命计算
一、立辊轧机辊系装配结构介绍
辊系装配主要有整体式和分离式两种结构。整体式结构(见图1)将上下轴承座装入一个滑架内，滑架两侧装有滑板，与机架窗口滑板贴合，滑架轴向由压块固定。滑架上部两侧各有两个滚轮，实现辊系在机架窗口内行走，侧压机构推动滑架实现开口度调整和压下，平衡机构回拉滑架消除压下机构间隙。此结构无法消除轴承座与滑架之间间隙，且上下压下机构不同步时，滑架滚轮对机架产生较大的倾翻力矩，加剧滚轮、机架滑板磨损，影响机架受力。
分离式结构(见图2)在整体式基础上，将滑架从辊系中剥离，保留其平衡作用，简化为带钩头的平衡托架，托架与上下轴承座上的钩头配合，消除AWC缸与轴承座之间力传递路径上零件之间间隙。上下AWC缸直接作用与上下轴承座上，实现开口度调整与压下。上轴承座铸有直耳，通过销轴与摇杆连接，摇杆比整体式固定滚轮增加了一个旋转自由度，避免了压下不同步造成的附加倾翻力矩。轧辊为整体合金钢锻件。轴承座为铸钢件，其上装有滑板，滑板上开有盘状油涵，改善润滑工况，提高滑板使用寿命。轴承应能克服轴向力，又能保证径向力，故轴承应选用双列圆锥滚子轴承。
二、轧辊轴承关键尺寸确定
轧辊设计时要考虑轧制时的最大咬入角和轧辊强度。设计的一般过程为，根据咬入角预选辊身、辊径直径，并对其进行校核。在满足刚度、强度指标前提下选用较小的辊径，减小转动惯量，便于控制。立辊辊身长度(两轴承中心线距离)由轧件厚度、AWC缸等相关件安装尺寸等因素共同决定。按照轧辊的咬入条件，轧辊的工作直径应满足下式 [1]：
三、轧辊校核与轴承寿命计算
在极限轧制工况下对轧辊、轴承进行校核，该极限轧制工况取最小辊径、最大轧制力和最大轧制力矩，如在此情况下能通过校核，则可说明轧辊、轴承的安全性。此外，轧辊的温度应力、残余应力、冲击载荷值等对轧辊的强度都有影响，但这些参数很难准确计算，一般将这些因素归入轧辊的安全系数中。
(一)辊身校核
(二)轴承寿命计算
根据预选轴承尺寸对其进行寿命计算，验证选择的合理性。计算公式如下[3]：
上轴承承受辊系重量，且上、下轴承径向力偏载很小，故对上轴承进行寿命计算即可。轴向力(辊系重)kN，径向力kN。轴向、径向动载荷之比，(，轴承样本查得)，计算式简化为：，由轴承样本查得，，计算得kN。
将各值代入式(1-3)，计算得，在实际使用中，随着压下量减小、轧制节奏变化等，轴承实际使用寿命比该理论计算值要大得多。
四、结语
本文简要介绍了立辊轧机辊系的设计特点和结构特征，并以某钢厂650mm热连轧生产线E立辊轧机为例，通过理论计算对轧辊和轴承进行校核，验证了设计的合理性，为后续类似项目设计提供了计算依据和设计参考。
参考文献：
[1]邹家祥主编.轧钢机械[M].北京.冶金工业出版社.2007，79-81.
[2]白象忠主编.材料力学[M].北京.中国建材工业出版社.2003，191-192.
[3]杨可桢主编.机械设计基础[M].北京.高等教育出版社.1999，258-259.
