第二章介绍四辊轧机的相关知识,主要包括结构和受力特点等。

第三章介绍有限元原理,以及ansys的简介、发展和功能。文献综述

第四章介绍了四辊轧机建模所需相关软件的发展及应用,以及相关材料的性能和参数,为建模作依据。

第五章介绍了四辊轧机的有限元分析过程,包括建模、约束、加载、计算结果以及理论计算值,并通过计算结果进行应力应变及刚度的分析,并得出研究理论。

第六章介绍了建模与加载时遇到的问题及解决方法。

2 四辊轧机的概述

2.1四辊轧机的发展

18世纪末,英国H. 科特首创水力驱动的二辊轧机;1779 年, J. 皮卡德用蒸汽机驱动轧机,使轧机得到广泛的应用;1848 年,德国发明万能式轧机;1891年,美国钢铁公司创建四辊厚板轧机;1897 年德国成功地应用电动机驱动轧机;到20 世纪,美国J. B. 泰勒斯发明带钢热连轧机组,同期美国又出现宽带冷轧机;30 年代开始有带钢冷连轧机组;50 年代以后,张力和板型控制的大型冷连轧机组得到发展,同期还发明了连续铸坯机,基本上取代了粗轧机,与热连轧机构成联合机组[2]。

四辊轧机是为了解决板、带材厚度和宽度的矛盾而设计的,随着工业技术的不断进步,对板、带材的宽度要求越来越高。如果要轧制宽板、带材,则需要增加辊身长度,轧制力作用于轧辊两端,轧辊中间产生弯曲,导致板、带材厚度不均。为了轧出宽而薄的板、带材,设计了四辊轧机,较粗的支承辊用来限制轧辊

的弯曲变形,较细的工作辊用来减小接触面积,实现较薄材料的轧制[6]。

现在板带轧机发展,尤其是为数众多的四辊轧机,出现一种新趋势,即要优先考虑投资效益和产品质量,而不仅仅是高的生产能力。在规划新的板带轧机时,必须考虑下列因素[1]:

①带钢的高质量,即尺寸精度,机械性能、工艺性能和表面质量都要优异。

②产品范围广。

③生产灵活性大。

④作业率高,操作稳定。

⑤全盘自动化。

⑥实行分期建设,以减少基建投资和提高投资效益。

⑦降低操作费用,节省人工、材料和能源。

从70年代到80年代以来,世界上所研制出来的各种新型轧机,除了能满足新时代社会对产品的要求这一特性之外,基本上都是立足于现有四辊轧机的技术改造,比如Hc轧机(High crown Control mill)、K-WRS轧机(Kawasaki steelwork Roll Shifting Mill)、PC轧机、FFC轧机(Flatness Flexibility Control Mill)、VC辊轧机(Variable Crown Mill)、CVC轧机[6]。

2.2 四辊可逆粗轧机的结构源.自/优尔·论\文'网·www.youerw.com/

本文研究的是1422-R2轧机,也就是四辊可逆粗轧机,是由一对水平工作辊和一对在其上下的支承辊组成,且轧辊可正反2个方向旋转,从而实现轧件多道次往复轧制。

轧机机架是工作机座的重要部件。轧辊轴承机架要承受轧制力,因此必须有足够的强度和刚度。四辊可逆粗轧机闭式机架是一个整体框架,其存较高强度和刚度。

轧机本体刚度较高,能够提高中间坯的厚度精度和板形质量。如图所示,四辊可逆粗轧机由2片机架上部通过箱型横梁和螺栓联接,键定位。机架的下部则通过2根横梁用螺栓联接

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