1780粗轧机刚度有限元分析

吴索团

(上海梅山钢铁股份有限公司热轧板厂 江苏南京 210039)

1 前言

轧机两侧的刚度是计算机自动控制调节热轧板厚度的一个基础数据[1]，影响轧制精度和设备事故发生率[2]，因此，通过实测或者计算得到轧机两侧的刚度值对于轧机的压下控制以及获得良好的板带质量非常重要。通常在分析轧机刚度时，主要考虑机架、辊系和轴承的弹性变形[3-4]，而忽略丝杆和螺母、油缸、侧导板、上下横梁、阶梯垫等的影响，很难获得轧机刚度的准确值[5-7]。本文针对某厂1780四辊粗轧机由于两侧刚度不对称引起的轧制质量问题，采用三维有限元方法，建立了完整的有限元模型，模拟了轧机操作侧和传动侧的整体位移和变形。通过分析各部分刚度所占的比例，为热轧板的精确控制提供理论依据和现场调节准则。

2 结构模型

2.1 1780四辊粗轧机主要参数

轧机的设计参数：辊身长度1780mm，工作辊直径1100～1250mm，工作辊偏移距10mm，工作辊辊颈直径700mm。支承辊直径1400～1550mm，支承辊锥形端头辊颈直径1050mm，锥度15.6475223。轧辊轴承摩擦系数为0.003，轧机的工作辊与支承辊之间属于滚动接触，其滚动摩擦系数取0.003。

2.2 整体结构模型

机上所有受力部件均对刚度存在影响，要获得更加接近实际的轧机刚度计算值，必须采用全尺寸结构进行精确建模。如图1所示，考虑整个机架、辊系、丝杆和螺母、油缸、阶梯垫、滑架、机架上下横梁等，建立精确的全结构模型，以保证轧机部件通过接触传力的过程符合现场轧制工况。轧机机上设备结构较为复杂，精确建模所涉及的工作量大，需要认真分析各部件的位置关系，特别重要的是各部件的受力关系，以及在受力状态下的位置变化情况。……