第三章軋輥及軋輥軸承

1、第三章軋輥與軋輥軸承第一節(jié) 軋輥的結(jié)構(gòu)與類型 一、軋輥的結(jié)構(gòu) 軋輥是用來對軋件進(jìn)行軋制加工的工具，它是整個工作機(jī)座的中心，機(jī)座的其他組件和機(jī)構(gòu)都是為裝置、支承和調(diào)整軋輥以及引導(dǎo)軋件正確地進(jìn)出軋輥而設(shè)的。 1輥身 輥身是軋輥的中間部分，直接與軋件接觸，經(jīng)常處于高溫、高壓、受沖擊等繁重的工作負(fù)荷以及承受高溫下用水冷卻而產(chǎn)生的內(nèi)應(yīng)力。 鋼板軋機(jī)的軋輥輥身呈圓柱形，冷軋板帶軋輥的輥身微凸，當(dāng)它受力彎曲時，可保證良好的板形。有時熱軋薄板軋輥的輥身微凹，當(dāng)受熱膨脹時，可保持較好的板形。型鋼軋機(jī)軋輥的輥身上有軋槽，根據(jù)型鋼軋制要求安排孔型(圖316)。 2輥頸 輥頸安裝在軸承中，承受軋制壓力，并通過軸承座和

2、壓下裝置把軋制力傳給機(jī)架。輥頸的形狀有圓柱形和圓錐形兩類，圓柱形輥頸用于滑動軸承和滾動軸承，圓錐形輥頸用于液體摩擦軸承。 3輥頭 輥頭和聯(lián)接軸相連接，傳遞軋制扭矩。輥頭的形狀有梅花軸頭、扁頭和帶有鍵槽的圓柱形三種。梅花軸頭(圖31)用于和梅花套筒、梅花接軸相連接；扁頭(見圖34)用于和萬向接軸相連接；帶雙鍵槽的圓柱形輥頭，則用鍵與套筒配合組成裝配式輥頭，與萬向接軸或齒形接軸連接。帶雙鍵槽的軸頭在使用過程中，鍵槽側(cè)壁容易崩裂，目前常用易加工的帶平臺的軸頭(圖32)取代。 在四輥板帶軋機(jī)上，軋輥分為工作輥和支承輥。工作輥一般是驅(qū)動輥，輥徑小，并與高溫軋件接觸，要求有一定的強(qiáng)度、剛度和較高的耐磨性。

3、而支承輥則主要是承受彎曲負(fù)荷，要求有足夠的抗彎強(qiáng)度和抗彎剛度，此外，還要考慮支承輥與工作輥問的接觸應(yīng)力。 工作輥的結(jié)構(gòu)如圖32所示。輥身為光滑的圓柱表面。輥頸使用滾動軸承，在其中部，為了便于拆卸軸承，開有一個小切口(切口寬度應(yīng)大于軸承間隔環(huán)的寬度)。輥頭為平臺結(jié)構(gòu)。工作輥兩端做成對稱的，使傳動端和非傳動端可互換使用。當(dāng)采用裝配式軸頭時，為了拆卸滾動軸承，輥頭上的扁頭必須作成可拆卸的。 軋輥的輥身與輥頸的過渡區(qū)由于直徑的突然變化是受力的危險截面，產(chǎn)生很大的應(yīng)力集中，設(shè)計(jì)翩造時應(yīng)注意采用過渡臺階或過渡圓弧以減少應(yīng)力集中。 軋輥的結(jié)構(gòu)有實(shí)心輥、空心輥和鑲套輥三種，一般為實(shí)心輥。 直徑超過400mm的

4、冷軋軋輥，在鍛造后，多半在中心鏜一個f70f250的通孔，作成空心輥的原因是一方面可使軋輥熱處理后的內(nèi)應(yīng)力分布均勻，另一方面，在軋輥表面淬火時，可對軋輥通水內(nèi)冷，提高淬火效果，保證淬火層的硬度和厚度。 圖33為采用鑲套式輥身結(jié)構(gòu)的支承輥，為節(jié)約高合金材料，輥套媚合金鋼 (8CrMoV，8Mn2MoV)，芯軸用鍛鋼。其優(yōu)點(diǎn)是既能保證輥身表面有較高的硬度(HS70)，又能使輥心有良好的韌性。輥套要加熱到270后熱裝到芯軸上，過盈量可取為芯軸直徑的0.13。為了便于拆卸和安裝液體摩擦軸承，其輥頸作成圓錐形，錐度一般取l:5，錐度公差不大于±0.03mm(在直徑上測量)。 二、軋輥的類型 軋

5、輥按構(gòu)造分類主要有光面軋輥和有槽軋輥，鋼板軋輥按作用的不同又有工作輥和支承輥之分。軋輥的工作表面硬度是軋輥的主要性能參數(shù)之一。根據(jù)輥身表面硬度的不同，軋輥可分為軟面軋輥(HS=2535)、半硬面軋輥(HS=3560)、硬面軋輥(HS=6085)和特硬軋輥(HS=85100)。 三、軋輥材料的選擇 軋輥是軋鋼車間經(jīng)常耗用的工具，其質(zhì)量好壞直接影響著鋼材的質(zhì)量和產(chǎn)量，因此對軋輥的性能(主要是強(qiáng)度、耐磨性和一定的耐熱裂性)的要求是很嚴(yán)格的。因軋機(jī)類型和所軋鋼材種類的不同，對軋輥材料性能的具體要求也有很大差別。 常用的軋輥材料有合金鍛鋼、合金鑄鋼和鑄鐵等。 初軋機(jī)和型鋼軋機(jī)軋輥受力較大，且有沖擊負(fù)荷，

6、應(yīng)有足夠的強(qiáng)度，而輥面硬度可放在第二位。初軋機(jī)常用高強(qiáng)度鑄鋼或鍛鋼，型鋼軋機(jī)多用鑄鋼。含Cr、Ni、Mo等合金元素的鑄鋼軋輥適用于軋制合金鋼；含Mn鋼及高碳鑄鋼軋輥多用于軋普碳鋼的第一架粗軋機(jī)。在型鋼軋機(jī)的成品機(jī)架上，成品形狀及公差要求嚴(yán)格，要求軋輥有較高的表面硬度及耐磨性，一般選用普通鑄鐵軋輥。 帶鋼熱軋機(jī)的工作輥選擇軋輥材料時，以輥面硬度要求為主，多采用鑄鐵軋輥，或在精軋機(jī)組前幾架采用半鋼軋輥，以減緩輥面的糙化過程。而支承輥在工作中主要承受彎矩，且直徑較大，要著重考慮強(qiáng)度和軋輥淬透性，因此，多選用含Cr合金鍛鋼。 帶鋼冷軋機(jī)的工作輥對輥面硬度及強(qiáng)度均有很高的要求，常采用高強(qiáng)度的合金鑄鋼。其

7、支承輥工作條件與熱軋機(jī)相似，材料選用也基本相同，但要求有更高的輥面硬度。 在冷軋機(jī)上為了軋制高碳鋼和其他難變形的合金鋼，也采用帶硬質(zhì)合金輥套的復(fù)合式冷軋工作輥。 盡管冷軋工作輥的硬度要求很高(HS>90)，但卻不使用鑄鐵軋輥，這是因?yàn)楫?dāng)輥徑確定以后，可能軋出的軋件最小厚度值和軋輥材料的彈性模數(shù)E值成反比，即軋輥材料彈性模數(shù)E愈大，可能軋出的軋件厚度愈小，鑄鐵的E值約為鋼的一半，故而冷軋帶鋼使用鑄鐵軋輥是不利的。 在軋輥的常用材料中： 1)用于軋輥的合金鍛鋼，在我國重型機(jī)械標(biāo)準(zhǔn)JBZQ428986標(biāo)準(zhǔn)中列出了熱軋軋輥和冷軋軋輥用鋼。 熱軋軋輥用鋼有：55Mn2、55Cr、60CrMnMo、

8、60SiMnMo等。 冷軋軋輥用鋼有：9Cr、9Cr2、9CrV、9Cr2W、9Cr2Mo)、60CrMoV、80CrNi3W、8CrMoV等。 2)用于軋輥的合金鑄鋼種類尚不多，也沒有統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)。 3)鑄鐵可分為普通鑄鐵、合金鑄鐵和球墨鑄鐵。采用不同的鑄型，可以得到半冷硬、冷硬及無限冷硬鑄鐵。 表31列出了部分軋機(jī)軋輥材料及輥面硬度。第二節(jié)軋輥尺寸 軋輥輥身直徑和輥身長度既是軋鋼機(jī)的主要參數(shù)，也是軋輥尺寸的主要參數(shù)。當(dāng)軋輥直徑D確定以后，軋輥的其它尺寸受強(qiáng)度、剛度或結(jié)構(gòu)上的限制也將隨之確定。 一、軋輥輥身直徑D和輥身長度L的確定 1初軋機(jī)和型鋼軋機(jī) 這些軋機(jī)的軋輥都是有軋槽的，軋輥直徑是以名義

9、直徑(或公稱直徑)表示的：對型鋼軋機(jī)是以齒輪座的中心距作為軋輥名義直徑；初軋機(jī)則把輥環(huán)外徑作為名義直徑。因此，有槽軋輥其名義直徑均大于其工作直徑(指槽底直徑)。為了避免軋槽切入過深，軋輥名義直徑與工作直徑的比值一般不大于14。 軋輥工作直徑D1要根據(jù)允許咬入角a(或壓下量與輥徑之比hD1)和軋輥的強(qiáng)度要求來決定。各種軋機(jī)的最大允許咬人角可參考表32。按照軋輥的咬入條件，軋輥的工作直徑Dl應(yīng)滿足下式要求 (31) 帶有軋槽的軋輥輥身長度L取決于孔型配置、軋輥的抗彎強(qiáng)度和剛度。因此，粗軋機(jī)的輥身較長，以便配置較多的孔型，而精軋機(jī)軋輥尤其是成品軋機(jī)軋輥的輥身較短，這樣可提高軋輥剛度，從而提高產(chǎn)品尺寸

10、精度。通常各種軋機(jī)軋輥的L與D均有一定比例，其比值可參考表33。 按照式(31)計(jì)算后確定的軋輥名義直徑，應(yīng)符合國家規(guī)定的軋鋼機(jī)系列標(biāo)準(zhǔn)。 2板帶軋機(jī)軋輥 板帶軋機(jī)輥身長度標(biāo)志著板帶軋機(jī)的規(guī)格。決定板帶軋機(jī)軋輥尺寸時，應(yīng)首先確定輥身長度，然后再根據(jù)強(qiáng)度、剛度和有關(guān)工藝條件確定其直徑。 輥身長度L比所軋鋼板的最大寬度b大一個適當(dāng)?shù)脑Ａ縜，即 L=b+a式中 a值視鋼板寬度而定，當(dāng) b=4001200mm時 a=100mm b=10002500mm時 a=150200mm b更大時 a=200400mm 輥身長度確定以后，對二輥軋機(jī)可根據(jù)皎人條件及軋輥強(qiáng)度，參照表33確定輥徑D。 對于四輥軋機(jī)，為

11、減少軋制力，應(yīng)盡量使工作輥直徑取得小些，但工作輥?zhàn)钚≈睆绞茌侇i和輥頭的扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度及軋件咬入冬件的限制。支承輥直徑主要取決于剛度和強(qiáng)度要求。 四輥軋機(jī)的輥身長度L確定以后，可根據(jù)表34確定工作輥直徑D1和支承輥直徑D2。比值LD2標(biāo)志著輥系的抗彎剛度，其值愈小則剛度愈高。輥徑比D2/D1的選擇，主要取決于工藝條件，其值視軋機(jī)的用途而略有不同。一般說，當(dāng)軋件較厚時(咬人角較大)，要求較大的工作輥直徑，故選較小的D2D1值；當(dāng)軋件較薄時，則選較大的D2D1值。因此粗軋機(jī)組比精軋機(jī)組的輥徑比小些，熱軋機(jī)比冷軋機(jī)的輥徑比小些。 對于支承輥傳動的四輥軋機(jī)，一般選D2D1=34。在冷軋板帶軋機(jī)上，軋制壓力很大

12、，若工作輥直徑過大，則彈性壓扁值也大，以致無法軋出合格產(chǎn)品。為此，工作輥?zhàn)畲笾睆竭€受所軋板帶最小厚度加的限制。根據(jù)經(jīng)驗(yàn)有張力軋制時 D1<(15002000) 無張力軋制時 D1<1000 3軋輥的重車 在軋制過程中，軋輥輥面因工作磨損，需不止一次地重車或重磨。軋輥工作表面的每次重車量為055mm，重磨量為00105mm。軋輥直徑減小到一定程度后，即不能再使用。軋輥從開始使用直到報廢，其全部重車量與軋輥名義直徑的百分比稱為重車率。 初軋機(jī)軋輥的重車率受咬入能力和輥面硬度的限制；板帶軋機(jī)軋輥只受表面硬度的限制。各種軋機(jī)軋輥的最大重車率見表35。 二、軋輥輥頸直徑d和輥頸長度f的確定

13、輥頸直徑和長度與軸承的型式和工作載荷有關(guān)，直徑d受軸承徑向尺寸的限制，而且輥頸與輥身的交界面，往往是最薄弱環(huán)節(jié)。只要條件允許，輥頸直徑和輥頸與輥身的過渡圓角r均應(yīng)選得大些。 使用滑動軸承的軋機(jī)，輥頸尺寸(dD、/d和rD比值)列于表36中。 使用滾動軸承時，由于軸承外徑較大，輥頸尺寸不能過大，一般近似地選d=(05055)D，/d =0831.0。 三、輥頭的型式與尺寸 各種軋機(jī)由于傳動連接方法的不同，所要求的輥頭型式也不同。選擇輥頭尺寸時，應(yīng)根據(jù)輥頭的型式確定。 1梅花輥頭 梅花輥頭的外徑d1與輥頸直徑d的關(guān)系大致如下： 三輥型銅與線材軋機(jī) d1=d一(1015)mm 二輥型鋼(連續(xù)式)軋機(jī)

14、 d1=d一10mm 中板軋機(jī) d1=(09094)d 二輥薄板軋機(jī) d1=085d 輥頭其余尺寸見表37。 2萬向輥頭(扁頭)的尺寸 圖34為帶有整體扁頭的軋輥，多用于初軋機(jī)，其各部尺寸有如下關(guān)系： D1=D一(515)mm b=(015020)Dl S=(025028)D1 c=(050100)b a=(050060)D1當(dāng)采用可拆卸輥頭時，若使用滑動軸承，則扁頭與軋輥用熱壓配合；若使用滾動軸承時，則扁頭用無鍵聯(lián)接(用手壓泵通過液壓力拆裝扁頭)方式裝在軋輥上。第三節(jié) 軋輥的強(qiáng)度校核 軋輥的破壞可能由于三方面原因造成： 1)軋輥的形狀設(shè)計(jì)不合理或設(shè)計(jì)強(qiáng)度不夠，因而產(chǎn)生軋輥斷裂、輥面疲勞剝落等

15、； 2)軋輥的材質(zhì)、熱處理或加工工藝不合要求，如軋輥的耐熱裂性、耐粘附性及耐磨性差； 3)軋輥在生產(chǎn)過程中使用不合理，比如，熱軋軋輥在冷卻不足或冷卻不均勻時，會因熱疲勞造成輥面熱裂；冷軋時事故粘附也會導(dǎo)致表層剝落；在冬季新?lián)Q上的冷輥突然進(jìn)行高負(fù)荷熱軋，或者冷軋機(jī)停車，軋熱了的軋輥驟然冷卻，往往因溫度應(yīng)力過大，導(dǎo)致軋輥表面剝落甚至斷輥；低溫軋制、壓下量過大，或因工藝過程安排不合理產(chǎn)生過負(fù)荷軋制，也會造成軋輥破環(huán)。 為防止軋輥破壞，延長使用壽命，應(yīng)從設(shè)計(jì)、制造和使用三方面努力。 設(shè)計(jì)軋機(jī)時，通常是按工藝給定的軋制負(fù)荷和軋輥參數(shù)，對軋輥進(jìn)行強(qiáng)度校核。由于對影響軋輥強(qiáng)度的各種應(yīng)力(如溫度應(yīng)力、殘余應(yīng)力

16、、沖擊載荷值等)很難準(zhǔn)確計(jì)算，因此，設(shè)計(jì)時對軋輥的彎矩和扭矩一般不進(jìn)行疲勞校核，而是將這些因素的影響納入軋輥的安全系數(shù)中，為了保護(hù)軋機(jī)其他重要部件，軋輥的安全系數(shù)是軋機(jī)各部件中最小的，一般取=5。 通常對輥身只計(jì)算彎曲力矩，對輥頸則計(jì)算彎矩和扭矩，對傳動端輥頭只計(jì)算扭轉(zhuǎn)力矩。 一、有槽軋輥的強(qiáng)度校核 初軋、型鋼、線材軋機(jī)的軋輥，沿輥身長度上布置有許多孔型軋槽，軋制壓力可近似看成集中力(圖35)。軋件在不同的軋槽中軋制時，軋制壓力作用點(diǎn)是變動的。所以要分別判斷不同軋槽過鋼時軋輥各斷面的應(yīng)力，進(jìn)行比較，找出危險斷面。 (1)輥身 軋制力P所在的輥身斷面上彎曲力矩為 ¨ 輥身的彎曲應(yīng)力為

17、（3-2）式中 R1(R2)軸承支反力，作用在壓下螺絲中心線上； 一兩壓下螺絲中心線間(即R1、R2間)的距離； 所計(jì)算的軋槽與支反力R1間的距離； D1計(jì)算斷面處的軋輥工作直徑。 (2)輥頸輥頸上的彎矩，由最大支反力決定 式中 R最大支反力； c支反力至輥身邊緣的距離，取c=2。 輥頸處的彎曲應(yīng)力和扭轉(zhuǎn)應(yīng)力分別為 （33）式中 輥頸直徑； 軋輥傳動扭矩。 輥頸強(qiáng)度要按彎、扭合成應(yīng)力計(jì)算。 鋼軋輥根據(jù)第四強(qiáng)度理論計(jì)算合成應(yīng)力 鑄鐵軋輥用摩爾理論計(jì)算合成應(yīng)力 (34) (3)輥頭梅花輥頭的最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力發(fā)生在它的凹槽底部，按通常的梅花頭形狀，當(dāng)=066時(表37附圖)，其最大扭轉(zhuǎn)應(yīng)力為 (35)

18、軋輥的安全系數(shù)一般取為=5，則許用應(yīng)力為。軋輥材料的許用應(yīng)力可參照表38數(shù)據(jù)選取。 二、鋼板軋機(jī)軋輥強(qiáng)度校核 二輥鋼板軋機(jī)軋輥的計(jì)算方法與有槽軋輥基本相同，只是軋制力應(yīng)看成沿軋件寬度均勻分布(圖36)，均布載荷 (為軋件寬度)。兩端支反力相等，輥身中部彎矩最大 (36) 四輥軋機(jī)由于有支承輥，給軋輥計(jì)算帶來了新特點(diǎn)，即首先要考慮工作輥和支承輥之間彎曲載荷的分配問題，其次是工作輥和支承輥之間存在著相當(dāng)大的接觸應(yīng)力。 四輥軋機(jī)的支承輥直徑D2與工作輥直徑D1之比一般在1529范圍內(nèi)。顯然，支承輥的抗彎斷面系數(shù)較工作輥大得多，即支承輥有很大的剛性。因此，軋制時的彎曲力矩絕大部分由支承輥承擔(dān)，在計(jì)算支

19、承輥時，通常按承受全部彎曲力矩來考慮。由于四輥軋機(jī)一般是工作輥傳動，因此，對支承輥只需計(jì)算輥身中部和輥頸斷面的彎曲應(yīng)力。 支承輥的彎曲力矩和彎曲應(yīng)力分布見圖37，輥身中部33斷面的彎曲力矩最大，若把工作輥對支承輥的壓力簡化為均布載荷，則同樣可用式(36)計(jì)算彎矩，只是將式中鋼板寬度b換為軋輥輥身長L。式中a仍為兩壓下螺絲闖中心距離。 支承輥輥頸的彎曲應(yīng)力較大(圖37)，應(yīng)對過渡區(qū)ll和22兩個斷面分別計(jì)算強(qiáng)度 式中 軋制總壓力；、11和22斷面的直徑； c1、c211和22斷面至支反力P2處的距離。 工作輥所承受的彎曲力矩值很小，可忽略不計(jì)，故只考慮扭轉(zhuǎn)力矩，即僅計(jì)算傳動端輥頸和輥頭的扭轉(zhuǎn)應(yīng)力

20、 (38)式中作用在一個工作輥上的最大傳動力矩； 工作輥傳動端的扭轉(zhuǎn)斷面系數(shù)(輥頭則決定于輥頭形狀)。 如果在軋制過程中存在很大的前后張力差，或工作輥有彎輥裝置，則對工作輥還要計(jì)算由此引起的彎曲應(yīng)力，并與扭轉(zhuǎn)應(yīng)力合成。 在輥身和輥頸連結(jié)處，由于直徑的突然變化，會產(chǎn)生明顯的應(yīng)力集中，在載荷較大時，軋輥經(jīng)常在這里折斷。計(jì)算應(yīng)力時，應(yīng)考慮應(yīng)力集中系數(shù)。 三、四輥軋機(jī)的輥間接觸應(yīng)力 工作輥與支承輥的接觸面積比工作輥與軋件的接觸面積小得多，故存在很大接觸應(yīng)力。假設(shè)輥間作用力沿軸向均勻分布。 赫茲理論認(rèn)為，兩個圓柱體在接觸區(qū)內(nèi)產(chǎn)生局部彈性壓扁，存在呈半橢圓形分布的壓應(yīng)力(圖38)。半徑方向產(chǎn)生的法向正應(yīng)力

21、在接觸面的中部最大。接觸區(qū)寬度2和最大壓應(yīng)力由下式計(jì)算式中 q加在接觸表面單位長度上的負(fù)荷，q=PL，Nmm；D1、D2及r1、r2工作輥與支承輥的直徑與半徑； 、與軋輥材料有關(guān)的系數(shù)： ,及，工作輥與支承輥的材料泊松比和彈性模數(shù)。 當(dāng)工作輥、支承輥皆為鋼軋輥時，式(39)可簡化為 (3-10) 當(dāng)工作輥為鑄鐵軋輥，支承輥為鋼軋輥時 (3-11) 上式計(jì)算接觸應(yīng)力有一定的近似性，且口認(rèn)為輥間的接觸壓力為均勻分布，并不完全符合實(shí)際情況?，F(xiàn)有軋機(jī)的光彈模擬試驗(yàn)表明，最大輥間壓力值可能比平均值大50。壓力沿輥身長度的分布，在很大程度上取決于工作輥與支承輥的輥徑比和板材寬度與輥身長度的比值。計(jì)算時，式

22、(39)中的q可按加大50考慮。 在輥問接觸區(qū)中，除了須校核最大正應(yīng)力外，對于軋輥體內(nèi)的最大切應(yīng)力也應(yīng)進(jìn)行校核。在距接觸點(diǎn)表面深度為O78b處，切應(yīng)力為最大 (312) 雖然接觸應(yīng)力通常很大，但對軋輥不致產(chǎn)生很大危險，因?yàn)樵诮佑|區(qū)內(nèi)，材料處于三向壓應(yīng)力狀態(tài)，能承受較高的應(yīng)力。但當(dāng)或值超過許用值時，會使軋輥表面產(chǎn)生裂紋或剝落。 接觸正應(yīng)力和切應(yīng)力的許用值與軋輥表面硬度有關(guān)，按照支承輥表面硬度列出的許用接觸應(yīng)力值見表39。第四節(jié) 軋輥的變形計(jì)算 軋輥在軋制力和軋制扭矩作用下，將發(fā)生彎曲、扭轉(zhuǎn)、剪切、輥間彈性壓扁等變形，這些變形均不得超過允許值。 一、軋輥的撓度計(jì)算 軋機(jī)的剛度很大程度上取決于軋輥的

23、剛度，在評定軋機(jī)剛度和設(shè)計(jì)軋輥時，須知在軋制力作用下軋輥的變形撓度值。工程計(jì)算并不要求軋輥軸線上每一點(diǎn)的撓度值，而是關(guān)心某些斷面之間的撓度差值，即：1)軋輥中心與輥身邊緣兩處軸線的撓度差值(制造軋輥原始凸度與此有關(guān))；2)軋輥在鋼板中部與鋼板邊緣兩處軸線的撓度差值(形成鋼板橫向厚度差)。下面以二輥板帶軋機(jī)為例，將軋輥看成簡支粱，用捌。料力學(xué)中汁算短直梁的方法計(jì)算撓度。因軋輥的受力圖相對于軋輥中部具有對稱性，即軋輥中部截面的撓角始終為零，故受力圖可簡化為圖39。 設(shè)軋件與軋輥間作用著均布載荷q,q=為軋制力，b為軋件寬度，L為輥身長度，c為支反力作用點(diǎn)到輥身邊緣的距離，a為兩支點(diǎn)反力間的距離。

24、軋輥軸線上任一點(diǎn)的總撓度為由彎矩和切力所引起的撓度值與之和 式中 系統(tǒng)中僅由彎曲力矩作用的變形能， 系統(tǒng)僅由切力作用的變形能， R在計(jì)算軋輥撓度處所作用的外力，當(dāng)無外力時，需加一虛力R；和在計(jì)算截面上的彎矩和切力； E和G軋輥材料的彈性模數(shù)和剪切模數(shù)。 計(jì)算軋輥軸線上在鋼板中部與鋼板邊緣兩處撓度差值，即求圖39中一截面的撓度值y2。取P2力作用點(diǎn)為坐標(biāo)原點(diǎn)x=0，分三段積分，三段中的計(jì)算參數(shù)見下表：前兩段中偏導(dǎo)數(shù)0，故只積分第三段。將坐標(biāo)原點(diǎn)移至一截面的軸線上。將上述各值代人式(3一14)、(3一15)中積分，并加整理，得到：彎矩引起的撓度或 (316)切力引起的撓度 (3-17)所求之 同理

25、可求出軋輥輥身中點(diǎn)與輥身邊緣兩處撓度差值，即圖39中一截面處軋輥軸 以上二輥軋機(jī)軋輥撓度變形的計(jì)算方法，同樣可應(yīng)用于四輥軋機(jī)支承輥?zhàn)冃蔚挠?jì)算，只要用輥身長度L代替公式中板寬6，并改變相應(yīng)尺寸符號的含義即可。 二、軋輥的彈性壓扁變形 假定工作輥和支承輥之間的壓力分布是均勻的，這時工作輥與支承輥間的彈性壓扁變形使兩輥的中心線相對靠近(圖310)。根據(jù)赫茲定理，工作輥與支承輥間的壓扁公式為 (321)式中各符號意義與式(39)的相同。 同理，工作輥和工作輥之間的彈性壓扁(也將使軋件厚度增大)，可用下式計(jì)算 (3-22)第五節(jié) 軋輥軸承的工作特點(diǎn)和主要類型 一、軋輥軸承的工作特點(diǎn) 軋輥軸承是用來支承軋

26、輥的，和一般用途的軸承相比，軋輥軸承有以下特點(diǎn)： 1)承受很高的單位壓力。由于軸承座外形尺寸受到限制，不能大于輥身最小直徑，且輥頸長度又較短，所以軸承上單位載荷大。通常軋輥軸承的單位壓力P高達(dá)20004800N，為普通軸承的25倍，而pv值(單位壓力和線速度的乘積)是普通軸承的320倍。 2)運(yùn)轉(zhuǎn)速度差別大。不同軋機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)速度差別很大，例如，現(xiàn)代化的六機(jī)架冷連軋機(jī)出口速度已達(dá)42ms，線材軋機(jī)出口速度達(dá)到100ms，而有的低速軋機(jī)速度只有02m/s。顯然，不同速度的軋機(jī)應(yīng)使用不同類型的軸承。 3)工作環(huán)境惡劣。熱軋時軋輥都要用水冷卻，且污水、氧化鐵皮等容易落人。冷軋機(jī)采用工藝潤滑劑(乳化液等)

27、來潤滑、冷卻軋輥與軋件，它們是不能與軸承潤滑劑相混的。因此，對軸承的密封提出了較高的要求。 因此，對軋輥軸承的要求是，承載能力大、摩擦系數(shù)小、耐沖擊，可在不同速度下工作，在結(jié)構(gòu)上，徑向尺寸應(yīng)盡可能小(以便采用較大的輥頸直徑)，有良好的潤滑和冷卻條件。 二、軋輥軸承的類型 軋輥軸承的類型有滾動軸承和滑動軸承兩大類。 滾動軸承主要是雙列球面滾子軸承、四列圓錐滾子軸承及四列圓柱滾子軸承。滾針軸承僅在個別情況下用于工作輥。滾動軸承的剛性大，摩擦系數(shù)較小，但抗沖擊性能差，外形尺寸較大。多用于板帶軋機(jī)、線材和鋼管軋機(jī)上。 滑動軸承有半干摩擦和液體摩擦兩種。 半干摩擦的滑動軸承主要是夾布膠木軸承，它廣泛用于

28、各種開坯軋機(jī)、中厚板軋機(jī)和型鋼軋機(jī)。在有的小型軋機(jī)上還使用銅瓦或尼龍軸承。金屬的滑動軸承，主要材料是青銅，因其摩擦系數(shù)較高、不耐用，又要消耗有色金屬，目前僅用于疊軋薄板軋機(jī)上，由于軋輥工作溫度高(約300)，故采用瀝青做潤滑劑。液體摩擦軸承(油膜軸承)的特點(diǎn)是摩擦系數(shù)小、工作速度高、剛性較好，廣泛用在現(xiàn)代化的冷、熱帶鋼連軋機(jī)的支承輥和其他高速軋機(jī)上。液體摩擦軸承的制造精度要求高、成本貴，安裝維護(hù)要求嚴(yán)格。第六節(jié) 帶夾布膠木軸瓦的開式滑動軸承 一、布膠軸瓦（簡稱膠木瓦) 1材料與特點(diǎn) 布膠軸瓦是一種用棉織品(棉布或帆布)先在酚醛樹脂中浸透，然后一層層迭好，在150155下加高壓(10003000

29、N)壓制而成，是非金屬軸承襯的理想材料。它的特點(diǎn)是： 1)抗壓強(qiáng)度較大(順纖維方向?yàn)?00150MPa，垂直纖維方向?yàn)?30245MPa)； 2)摩擦系數(shù)m=003006，比金屬瓦低得多； 3)能承受沖擊載荷，有良好的耐磨性，使用壽命較長； 4)膠木襯瓦較薄(3040mm)，故可采用較大的輥頸尺寸，有利于提高軋輥強(qiáng)度； 5)可用水作潤滑劑，軸承不需密封。 膠木軸瓦的缺點(diǎn)是它的導(dǎo)熱能力和耐熱性差，工作時需要大量的冷卻水進(jìn)行強(qiáng)制冷卻。另外，它的剛性差，彈性模數(shù)只有(511)×MPa，受力后彈性變形較大。因此，在軋件尺寸要求嚴(yán)格的軋機(jī)(精軋機(jī)座)上不宜采用。 膠木軸瓦冷卻與潤滑用水的水量，

30、可按下面經(jīng)驗(yàn)公式大致確定 (3-23)式中 Q個軸瓦的耗水量，M311； P作用在軸承上的力，N； d軋輥輥頸直徑，CIII； 摩擦系數(shù)；n軋輥轉(zhuǎn)速，rmin。 對于可逆式軋機(jī)，為了減少其起動力矩，最好周期性地往軸承里注入少量于油，這樣可改善軸承工作狀況。軋輥輥頸如果表面淬火，可顯著延長軸瓦壽命。 2軸瓦的結(jié)構(gòu)形狀 軸瓦的形狀有三種，如圖311所示。其中半圓柱形的用料最省，但在軸承盒中需要有切向固定。長方形的切向固定性較好，但用料較多。由三塊組成的組合式軸瓦比較省料。目前應(yīng)用最多的是整體壓制的半圓柱形軸瓦。其優(yōu)點(diǎn)是省料、制造方便，安裝后不需要另行鏜孔。采用拼合軸瓦時，應(yīng)使層紋方向與輥頸表面垂直

31、，否則磨損較快。 整體壓制軸瓦的主要尺寸是它的長度、包角a和厚度 (圖312)。Z決定于輥頸長度。包角a一般在100°140°范圍內(nèi)，當(dāng)確定后，增大a可減小軸瓦的單位壓力。但當(dāng)a增大到120°以上時，對減小單位壓力的作用很小，而且在大載荷下過分增大包角，會產(chǎn)生抱軸現(xiàn)象。軸瓦厚度決定了軸承的剛度、導(dǎo)熱性和壽命，越大則剛度越小，導(dǎo)熱性也越差，而且還會增加軸承徑向尺寸；但厚度過小，會降低使用壽命。一般軸瓦厚度可根據(jù)輥頸直徑選?。很堓伒妮S向力是由支靠在輥身端面上的端瓦(止 推軸承)來承擔(dān)的。二般在輥頸_直徑小于600mm時用整塊的，大于600mm時，常用三塊拼合的(圖31

32、3)。根據(jù)軋輥尺寸的不同，端瓦厚度可在2060mm內(nèi)選取。 徑向襯瓦的最小允許厚度為57mm，軸向端瓦的最小允許厚度為1015mm(兩者都不包括嵌入軸承座凹槽中的部分)。徑向和軸向襯瓦在輥頸上的配置，應(yīng)力求充分利用其有效厚度。在某些中小型軋機(jī)上，徑向襯瓦和軸向端瓦有作成整體的。 3軸瓦在軸承中的配置 如圖3一14所示，主軸瓦裝在承受軋制力的方向，三輥型鋼軋機(jī)的中輥，主軸瓦裝在輥頸上、下兩面。上輥軸承座應(yīng)在輥頸下裝有輔助軸瓦，以便在軋輥空載時承受軋輥重量。二、帶膠木軸瓦的開式軸承座結(jié)構(gòu) 1三輥型鋼軋機(jī)軸承座 如圖315所示，五塊整體壓制的徑向和軸向膠木瓦分別裝在相應(yīng)的五塊瓦座(軸承座)中。上輥上

33、瓦座4通過墊塊(或安全臼)與壓下螺絲端部接觸，上輥下瓦座7通過拉桿6穿過機(jī)架蓋2掛在平衡彈簧1上。中輥的上瓦座作成特殊形式，稱為H形瓦座，它向下伸出兩條腿的內(nèi)側(cè)，有垂直方向的凹槽，用于容納并軸向固定中輥下瓦座8，它向上伸出的兩條腿通過嵌入于機(jī)架蓋燕尾槽中的斜楔3支撐在機(jī)架蓋上。當(dāng)中輥軸瓦磨損間隙增大時，可通過斜楔3進(jìn)行調(diào)整。下軋輥只有下瓦座9，它通過墊塊11直接支承在壓上螺絲上。中輥軸承采用H形瓦座，不僅簡化了機(jī)架的加工，更主要的是使換輥方便。換輥時，上輥部件隨同機(jī)架蓋一起吊走后，H形瓦座和中輥及其下瓦座也可一起吊出。由于H形瓦座的腿部厚度受到機(jī)架窗口尺寸的限制，又受較大的彎矩，易于變形，造成

34、拆裝困難。為了提高其強(qiáng)度和剛度，多采用合金鑄鋼制造。為了換輥方便，防止由于變形而引起的卡塞現(xiàn)象， H形瓦座與機(jī)架窗口間每邊應(yīng)留有050 75mm的間隙，有時留得更大。 三個軋輥及其瓦座的軸向位置，用壓板12、13、14調(diào)整、固定。 2初軋機(jī)的軸承座結(jié)構(gòu) 初軋機(jī)和中厚板軋機(jī)的軸承座結(jié)構(gòu)，不同于三輥型鋼軋機(jī)，它要適應(yīng)軋輥頻繁的上、下調(diào)整，平衡和換輥的需要。 國產(chǎn)1150初軋機(jī)的軸承組件如圖316和圖3一17所示，|南夾布膠木襯瓦、軸承盒和軸承座組成。 軸承盒(瓦座)是開式的，為了便于更換軋輥和軸瓦，將其分成上、下兩半。上輥的軸承盒上蓋9與下輥軸承盒的底座20是相同的，二者可以互換。它們都有兩個長方

35、形的腿，能夠插入各自的另一半15(上輥軸承盒底座)和16(下輥軸承盒上蓋)相配臺的長方形孔中，使軸承盒的兩半可軸向固定。每個軸承盒的上、下兩部分，還分別用四根長螺栓25連成一體。上輥軸承盒的上蓋9中裝有主襯瓦11，底座中裝有輔助襯瓦14。下輥軸承盒上蓋16只起保護(hù)輥頸和換輥時支承上輥及其軸承盒的作用。其中裝有四塊窄的徑向襯瓦17，只是為了防止上蓋碰傷輥頸。徑向襯瓦厚為30mm，其最大容許磨損量為20mm。徑向襯瓦在切向用壓板12固定，在軸向用壓板27(外側(cè))和端瓦5(內(nèi)側(cè))固定。承受軸向力的端瓦5沿圓周由十塊組成，鑲嵌在軸承盒的燕尾槽中，其厚度為60mm，最大容許磨損量為40mm。 上、下軸承

36、盒都裝在各自的軸承座7和21中，上軸承盒的上蓋9和下軸承盒的底座20都帶有開槽的凸耳，分別通過螺栓8和22與各自的軸承座相連，并借以進(jìn)行軋輥的軸向調(diào)整。上輥軸承座7通過法蘭盤2和螺栓3掛在壓下螺絲的端部，在調(diào)整時靠其兩個側(cè)面和與其垂直的兩個凸肩的端面沿機(jī)架窗口和立柱內(nèi)側(cè)表面上下滑動。上軋輥的軸向力就是通過上軸承座的左右止推凸肩傳給機(jī)架立柱的，也正是靠此凸肩，通過螺栓8，上軋輥才能相對機(jī)架進(jìn)行軸向調(diào)整。凸肩與機(jī)架接觸的表面上鑲有銅滑板28，既保護(hù)了軸承座，也保護(hù)了機(jī)架滑板(40Cr鍛鋼)。下軸承座21沒有凸肩，下軋輥的軸向力靠裝在機(jī)架兩側(cè)的壓板傳給機(jī)架。 換輥時，鍵板10是插在上軸承座和軸承盒間

37、配合面的方槽中的。通過壓下裝置將上輥及其軸承盒降下，安放在下輥軸承盒上(中問放有四個換輥支架小板凳26)。解除平衡力后，再將鍵板抽出，松開軸向調(diào)整螺栓8，即可用壓下裝置單獨(dú)把上軸承座提起。下輥兩端軸承座是用橫梁6互相連接的，換輥端的下軸承座有鉸鏈與換輥機(jī)構(gòu)相連。換輥時，整套軋輥組件(上軸承座除外)通過下軸承座下的滑板23沿滑道從非傳動端的機(jī)架窗口抽出。這時兩個相互連接的下軸承座，相當(dāng)于一個裝有上下軋輥的滑動框架。新軋輥也是通過它送入機(jī)架內(nèi)的。由于下軸承座要從機(jī)架中抽出或送入，所以它不能象上軸承座那樣有止推凸肩，而必須采用壓板進(jìn)行軸向固定。 軸承用的冷卻水，從水管引入襯瓦的固定壓塊12(此壓塊同

38、時也是噴水管)并噴向輥頸表面。此外還裝設(shè)有油管24，周期地向軸承內(nèi)壓入干油，以改善軸承的潤滑條件，提高襯瓦壽命。 這種軸承在使用中存在的主要問題，一是下輥軸承密封不良，容易落人氧化鐵皮，因而軸承壽命短；二是采用帶凸肩的上軸承座，雖能簡化上輥的軸向調(diào)整與固定裝置，但其拆裝困難，加之高溫與氧化鐵皮的影響，也使凸肩與機(jī)架之間接觸表面的潤滑條件惡化。因此，在現(xiàn)有初軋機(jī)的改造和新初軋機(jī)的設(shè)計(jì)中，已經(jīng)采用了不帶止推凸肩的上軸承座，此時上軸承座改由四塊很長的壓板在機(jī)架外側(cè)進(jìn)行軸向固定，每塊壓板用五個螺栓固定在機(jī)架立柱上。其缺點(diǎn)是長壓板很笨重，機(jī)架需要加工二十個螺栓孔。第七節(jié) 滾動軸承 一、滾動軸承類型 滾動

39、軸承廣泛用于各種軋機(jī)上，與液體摩擦軸承相比不要求嚴(yán)密的密封裝置，同時換輥也較為簡單。當(dāng)軋制速度很高時，有被液體摩擦軸承代替的趨勢。 由于軋輥軸承要在徑向尺寸受到限制的條件下承受很大的軋制力，所以在軋機(jī)上使用的滾動軸承，多采用多列滾子軸承。這類軸承有較小的徑向尺寸和良好的抗沖擊性能，主要有雙列球面滾柱軸承、四列圓錐滾柱軸承和四列圓柱滾子軸承。前兩種可同時承受徑向力和軸向力，第三種雖要附加軸向止推軸承，但它的徑向尺寸小、承載能力大、允許轉(zhuǎn)速高，因而近年來在高速、重載軋機(jī)上廣泛使用。 四列圓錐滾柱軸承在哀備。已經(jīng)標(biāo)準(zhǔn)化，其結(jié)構(gòu)如圖318所示。它是由兩個內(nèi)圈、三個外圈、滾動體和保持架組成，又有兩個外問

40、隔環(huán)和一個內(nèi)間隔環(huán)，使四列錐柱與座圈間隙相等，以保持工作時受力均勻。 二、滾動軸承裝置設(shè)計(jì)與安裝要點(diǎn) 1)軋輥兩端的軸承座只對換輥端的軸承座進(jìn)行軸向固定，傳動端的軸承座一般沒有軸向固定，這樣做使軋輥有熱膨脹伸長的自由。 2)在四輥軋機(jī)上，當(dāng)支承輥采用滾動軸承時，由于多列滾動軸承本身沒有自位性，而支承輥又在很大的彎曲載荷下工作，這就加劇了各列滾動體受力的不均勻性，急劇降低軸承壽命。為了改善這種情況，必須使支承輥軸承座具有自動調(diào)位的性能。支承輥軸承座的自位性是靠與壓下螺絲端部的球面接觸來達(dá)到，而下支承輥軸承座的自位性是靠把下部做成弧形或加球面墊來實(shí)現(xiàn)的 (圖319)。這一要求在采用油膜軸承時也是一

41、樣的。 3)當(dāng)支承輥采用四列圓錐滾柱軸承時，由于在制造上沒有互換性，所以在裝配時必須按一定標(biāo)記進(jìn)行，使四列錐柱與座圈間隙相等，以保持工作時受力均勻。當(dāng)軸承滾道磨損而使軸向和徑向間隙增大時，可以采取更換壓力區(qū)或重磨間隔環(huán)的方法來調(diào)整間隙值。 當(dāng)采用兩個雙到球面滾柱軸承時，這時軸承本身已無自位性，此外，當(dāng)兩個球面軸承的徑向間隙不等時，則兩個軸承負(fù)荷不均。為了改善上述情況，要求軸承座應(yīng)有自位性。在軸承座有自位性的情況下，將軸承外圈在軸向不過分壓緊，而是留有一定間隙(如圖320中的15mm間隙)，在此條件下，能使座圈在輥頸上自動移位調(diào)整，使兩個軸承間負(fù)荷趨于均勻。 4)當(dāng)軋輥采用圓錐滾柱軸承或球面滾柱

42、軸承時，為了便于換輥，軸承內(nèi)圈與輥頸采用動配合(e8、f8)，為防內(nèi)圈的相對轉(zhuǎn)動，在配合表面加有潤滑油，并將內(nèi)圈軸向壓緊。 為了防止在長期巨大的壓力下軸承座圈邊棱將輥頸及軸承座鏜孔表面壓成凹痕，造成軸承的拆裝困難，在輥頸表面和軸承座鏜孔表面與間隔環(huán)對應(yīng)的部位車有環(huán)形槽(圖320)。槽寬稍大于間隔環(huán)寬度，槽深0812mm。槽邊有與表面成15°角的過渡區(qū)，為的是拆裝軸承時，間隔環(huán)不致卡在槽里。 5)當(dāng)轉(zhuǎn)速很高時(軋制速度超過6ms以上)，為了防止輥頸與軸承內(nèi)座圈間的相對轉(zhuǎn)動而急劇磨損，不得不采用靜配合。為了便于拆裝，往往在兩者之間加一中間錐套(圖321)。錐套的內(nèi)表面帶有l(wèi):12的錐度，

43、與有同樣錐度的輥頸表面相配合，錐套的外表面為圓柱形，與軸承內(nèi)座圈的內(nèi)孔相配合。也可以采用內(nèi)圈帶錐孔的滾動軸承。 拆裝靜配合軸承的最妥善辦法是液壓方法。圖322表示的是往錐面輥頸上壓裝靜配合軸承的一種液壓裝置。將具有錐孔內(nèi)圈(或加錐套)的滾動軸承1套入錐面輥頸5后，裝上一個止推環(huán)，并在半環(huán)螺絲上擰上一個專用的液壓螺母2，在其靠近軸承一面的環(huán)形槽中，裝上帶有密封圈4的環(huán)形活塞3，用手動柱塞泵6通過油管往液壓螺母的環(huán)形槽中打入50l00MPa的高壓油，當(dāng)活塞向左移動35mm時，即將軸承壓緊在錐面輥頸上二。通過移動量和壓力表來確定配合的程度。軸承壓裝好后，把液壓螺母取下，換上原來的軸向固定螺母即可。當(dāng)

44、拆卸軸承時，可將高壓油直接從輥頸端面上的軸向油孔再經(jīng)徑向油孔，打入輥頸表面，使軸承內(nèi)圈在直徑方向產(chǎn)生彈性膨脹，利用錐面產(chǎn)生的軸向推力將靜配合的軸承退下來。圖322所示的裝置，也是其他設(shè)備零件采用“無鍵聯(lián)接”時常用的拆裝方式。 當(dāng)支承輥采用圓柱滾子軸承時，需要附加止推軸承來承受軸向力(圖323)。這種軸承有較高的徑向承載能力，其徑向尺寸較小，允許采用直徑較大的輥頸，而且軸承制造精度高，具有互換性，摩擦系數(shù)電較圓錐滾柱軸承和球面滾柱軸承為小，允許的轉(zhuǎn)速高，適合于高速、重載的場合。通常軸承內(nèi)圈與輥頸采用緊配合，軋輥換下后，軸承座、-夕圈和滾子組成一個整體，一起拆下，可以和任何一對內(nèi)圈相配合。內(nèi)圈與輥

45、頸留在一起，磨輥時內(nèi)圈作為磨削基準(zhǔn)面，這可使軸承與輥身間保持很高的同心度。第八節(jié)液體摩擦軸承 液體摩擦軸承又稱油膜軸承，它的基本特點(diǎn)是，在運(yùn)轉(zhuǎn)中軸頸和軸襯之間被一層油膜完全隔開，形成液體摩擦狀態(tài)。由于精細(xì)的加工和良好的密封，能在高達(dá)25MPa的單位壓力下保持液體摩擦狀態(tài)。軸承中的能耗，只是用來克服油層間很小的內(nèi)摩擦，摩擦系數(shù)僅為000l0008，幾乎沒有磨損，如果使用維護(hù)適當(dāng)，壽命可達(dá)十年以上。這種軸承剛性大，而彈性變形極小，因此軋制精度較高，并且外廓尺寸比滾動軸承小。它與滾動軸承相比，隨著速度的升高，其承載能力不但不減小，反而可以增加。 由于上述優(yōu)點(diǎn)，油膜軸承廣泛應(yīng)用于四輥軋機(jī)的支承輥、冷軋

46、和熱軋鋼板、帶鋼以及線材和小型軋機(jī)上。其主要缺點(diǎn)是精度要求高，加工制造和安裝維護(hù)都比較復(fù)雜。 根據(jù)油膜形成的方法不同，液體摩擦軸承又可分為動壓軸承、靜壓軸承和靜一動壓軸承三種類型。 一、動壓油膜軸承 l動壓軸承工作原理 當(dāng)軸開始轉(zhuǎn)動時，軸頸與軸承直接接觸，相應(yīng)的摩擦屬半干摩擦，軸在摩擦力作用下向右偏移(圖324a、b)。當(dāng)軸的轉(zhuǎn)速升高，具有一定粘度的油被軸頸帶入油楔的油量也增加，逐漸形成油壓，轉(zhuǎn)速越高油壓越大，軸頸的中心向下向左偏移，并達(dá)到一個穩(wěn)定的位置(圖324c、e)，這時軸頸和軸承之間建立了一層很薄的楔形油膜。轉(zhuǎn)動中，動壓力與軸承徑向載荷相平衡。理想狀態(tài)是轉(zhuǎn)速達(dá)到極高時，軸頸中心與軸承中

47、心重合(圖324d)。 2動壓軸承保持液體摩擦的主要條件 動壓軸承保持液體摩擦的主要條件是： 1)軸頸和軸襯間具有楔形間隙，以艇使?jié)櫥瓦M(jìn)入楔縫的狹窄部分建立油壓； 2)軸頸應(yīng)有足夠的轉(zhuǎn)速，以便在油膜中形成與外載荷平衡的壓力； 3)要連續(xù)供給足夠的、粘度適當(dāng)?shù)募儍魸櫥停?4)軸承摩擦面(軸套夕表面和軸承襯內(nèi)表面)應(yīng)有很高的加工精度，尺寸精度為1級，表面粗糙度為01025mm，以保證表面不平度不超過油膜厚度； 5)軸承應(yīng)具有良好的密封。 3油膜軸承用潤滑油 液體摩擦軸承常用兩種潤滑油，即低粘度的透乎油(22號57號)和高粘度的軋鋼機(jī)油 (HJ328)。由于液體摩擦軸承的摩擦系數(shù)為 （324）式

48、中，為油的運(yùn)動粘度；為軸頸表面滑動速度；為名義半徑間隙(=Rr)；p為平均單位壓力。 由上式可見，摩擦系數(shù)隨印和口增大而增大，隨劬乘積減小而增大。為了減小m值，對于輕載、高速的軸承，宜用低粘度的潤滑油，而重載、低速時宜用高粘度的潤滑油。 4動壓軸承結(jié)構(gòu) 動壓軸承的長徑比有06、075和09三種，常用的為075。我國重機(jī)行業(yè)的動壓軸承已形成系列化，成套生產(chǎn)直徑1801300mm的軸承。各國使用最廣的是美國摩根(Morgoil)動壓軸承系列。 圖325為1700連軋機(jī)支承輥使用的摩根型軸承結(jié)構(gòu)圖。它是由錐套、軸承襯套、軸承座、止推滾動軸承、密封裝置及固定裝置組成的。這種軸承拆裝方便，易于更換。錐套

49、和軸承襯套是液體摩擦軸承中的兩個重要零件，錐套外圓和襯套內(nèi)孔加工精度很高，錐套內(nèi)孔為l：5錐度，通過鍵套在錐面輥頸上和軋輥一起轉(zhuǎn)動。錐套上沒有止推凸肩(帶凸肩的結(jié)陶已被淘汰)，不能承受軸向力，故在軋輥的一端傳動端裝設(shè)了雙向止推滾動軸承以承受軸向力。錐套和止推軸承用螺母進(jìn)行軸向固定，而螺母是擰在兩個半環(huán)螺絲上。采用半環(huán)螺絲結(jié)構(gòu)，避免了在軋輥上車削螺紋。 為了防止灰塵、水、氧化鐵皮進(jìn)入軸承，在軋輥輥身端部采用了迷宮式密封(圖325中局部放大部分)，它同時可以防止軸承內(nèi)的潤滑油流出。密封環(huán)4是鋁制的，通過橡膠緩沖墊1固定在輥身上，密封圈6由塑料制成，它被密封環(huán)4、錐套5夾緊，密封圈6內(nèi)部有兩個緊固彈

50、簧，可防止軋輥高速旋轉(zhuǎn)時產(chǎn)生的離心力使密封圈松開。軸承外面的水被4和6擋住，軸承內(nèi)的油由6擋住并導(dǎo)入油槽，經(jīng)軸承回油孔回流。 襯套是由25號鍛鋼制成，內(nèi)表面澆鑄一層厚35n1H1的巴氏軸承合金，工作表面經(jīng)精細(xì)加工。襯套的形狀如圖326所示，襯套的工作表面和其對面的非工作表面是兩個中心筵出來的(偏移量2=04mm)，以保證負(fù)荷區(qū)油楔計(jì)算值的要求，并在對面形成較大的徑向間隙，可使足夠的潤滑油通過，有利于軸承的散熱，防止由于溫度升高而使油的粘鏖降低，因而有利于保持較高的油楔承載能力。襯套內(nèi)孔兩側(cè)也用兩個中心(偏移量1=337rnm)鷲出，形成兩個對稱的油腔，油腔軸向長度為08 (為襯套長度)，使油易

51、于通過油腔中部的徑向油孔而被吸入油楔，同時也有利于改善散熱條件。 二、靜壓軸承 由于動壓軸承的液體摩擦條件只在軋輥具有一定轉(zhuǎn)速情況下才能形成，因此，當(dāng)軋輥經(jīng)常啟動、制動和反轉(zhuǎn)時，就不能保持液體摩擦狀態(tài)。而且動壓軸承在寤動之前不允許承受很大載荷，這就使動壓軸承的使用范圍受到限制。一般它只在轉(zhuǎn)速變化不大的不可逆軋機(jī)上才具有良好的效果。在軋制薄帶鋼的軋機(jī)上，由于軋輥有很大的預(yù)壓靠力，造成有載啟動，辱使動壓軸承壽命大為降低，甚至可能由于軸承中的巨大摩擦力矩而引起主電機(jī)跳閘，或使工作輥和支承輥之間打滑(工作輥傳動時)，造成軋輥破壞或其他生產(chǎn)事故。此外，動壓軸承的油膜厚度還隨軋制速度的變化而變化，而軋輥中

52、心距的相應(yīng)變化則為油膜厚度變化的兩倍，因而對軋制精度有很大影響。 由于上述原因，近年來在某些軋鋼機(jī)上已開始采用靜壓油膜軸承。 靜壓軸承的高壓油膜是靠一個專門的液壓系統(tǒng)供給高壓油產(chǎn)生的，即靠油的靜壓力使輥頸懸浮在軸承中。因此這種高壓油膜的形成與輥頸的運(yùn)動狀態(tài)無關(guān)，無論是啟動、制動、反轉(zhuǎn)，甚至靜止?fàn)顟B(tài)，都能保持液體摩擦條件，這是它區(qū)別于一般動壓軸承的主要特點(diǎn)。 靜壓軸承有較高的承載能力，壽命比動壓軸承更長(主要決定于供油系統(tǒng)的壽命)，應(yīng)用范圍廣，可設(shè)計(jì)成直徑幾十至幾千毫米的靜壓軸承，能滿足任何載荷條件和速度條件的要求，而且軸承剛度高。此外軸襯材料可降低要求，只要比輥頸材料軟即可。 圖327為我國某廠采用滑閥反饋節(jié)流控制的600冷軋機(jī)支承輥用靜壓軸承原理圖。 在軸承襯套內(nèi)表面的圓周上布置著四個油腔，即油腔l、2、3、4，受載方向的大油腔l為主油腔，對面的小油腔3為副油腔，左右還有兩個面