太原科技大学毕业设计说明书
支承辊的弯曲力矩和弯曲应力分布见上图，在辊颈1-1断面和2-2断面的弯曲应力均满足强度条件：
?1?1?PC0.2d131?1?77.48MPa?R
b ?2?2?PC0.2d232?2?59.1MPa?R
b 支承辊辊身中部3-3断面处弯矩是最大的，若认为轴承反力距离l等于压下螺丝中心距l，而且把工作辊对支承辊的压力简化成均不载荷，可得3-3断面 的弯矩表达式：
MW支承辊的扭转力矩 T所以得：
?P(l4?L8)?191.25KN?m
?P2C?116.3KN?m
?3?3?M2W?T2W?138.4MPa?R
b式中： P——总轧制力
d1?1——1-1断面直径，d1?1 d2?2——2-2断面直径，d2?2?220mm?270mmP2
C1、C2——1-1和2-2断面到支反力 C1处的距离
?110mm C2?155mm考虑轧辊磨损重车后的工作尺寸，取D2对于合金锻钢9Cr2Mo，当强度极限?b?400?(1?20%)?320mm时
?700~750MPa- 8 -
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许用应力RB?140~150MPa2?2
所以，?1?1、?、?3?3均小于Rb
即可知支承辊是安全的。 对于工作辊：
如同支承辊，可有 ?1?1?PCW131?10.2dW?7.45MPa?R
B ?2?2?PC0.2dPW312232?2?3.15MPa?R
b ?3?3?0.4D(l?ol2)?13.01MPa?R
b其中：
D12是D1经过重车后的最小直径，重车为6%， 即有：D12?160?(1?2?6%)?140.8
故：可知工作辊是安全的。
1.4 工作辊与支承辊的接触应力
根据文献【3】Hertz理论：两个圆柱体在接触区内产生局部的弹性压扁，
存在呈半椭圆性分布的压应力，半径方向产生的法向正应力在接触面的中部最大。
?
max?2q?b2?2q(D?D)12?(K?K)DD212122
?q(r?r)1?(K?K)rr1212其中： q——加载接触表面单位长度的负载
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q?PL?1500400?37.5
r1、r2——相对接触的两轧辊半径 考虑重车率： r1 r2?70.4mm?180mm
K1、K2——与轧辊材料有关的系数 K1其中：r为泊松比，r?K?21?r2?E
?0.3
?210?10MPa
3 E为材料弹性模数，E带入数据计算得： ?max?2237.42MPa??
根据文献【3】，轧辊材料表面硬度80~95HS 所以，[?]?2400MPa，[?]?730MPa
为保证轧辊不产生疲劳破坏： ?45(max)o?0.304?max?680MPa?[?]
所以，轧辊接触应力满足，辊面是安全的。
1.5轧辊的变形计算 支承辊的变形计算
I1??D6442?4??0.4644002204?1.256?10m4?34
II1?(DD1)?()?10.97
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f?1P384EI1[8a?4aL?L?64c(3233II1?1)]2
?0.135233mm
f?2PG?D22{a?L2?2c[(Dd2)?1]}22
?0.057mm其中：a E?710mm L?400mm c?155mm
?2.1?10 G?8.1?10Pa
54故有支承辊在辊身中部的变形：
f?f?f?0.192233mm12
因此，挠度对班后的影响较小。
1.6 工作辊与支承辊见的弹性压扁
如果把支承辊与工作辊见的弹性压扁看作是两个圆柱体的接触变形，并假
设其压力分布均匀，则根据赫兹订立可推出工作辊与支承辊见的压扁公式： ?2?q?(K?K)ln123.04(D?D)Wbq(K?K)12
其中：DW、Db——工作辊、支承辊的直径 q——作用在工作辊辊身的单位负荷 K1、K2——与轧辊材料有关的系数 故有：
??21500?10400?33.04?(160?400)?ln1500?101.82??2.1?10?400??2.1?10531.825
?0.0396mm
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第2章 轧辊轴承
2.1 轴承的选择
轧辊轴承是轧机工作几座中的重要部件。轧辊轴承的主要类型是滚动轴承
和滑动轴承，本设计采用滚动轴承。 工作辊
两端采用两列滚针轴承（NA4917）以承受径向载荷并在辊子两头分别用一推力球轴承（51114）以承受轴向载荷。 支承辊
两端采用三个单向推力球轴承（51244）以承受径向载荷，辊子两头用四点接触球轴承（QJ1040）以承受轴向分力。
2.2 轴承寿命计算 Lh?10660nP(c)?
其中：c——轴承而定动载荷N
p——当量动载荷 N
n——轴承的转速 ?——寿命指数 球轴承??3
辊子轴承?根据轧制速度v v?103
?60m/min，可推算轴承转速：
1122??Dn??Dn
其中：D1——工作辊直径 D2——支承辊直径 n1——工作辊转速 n2——支承辊转速
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