第41卷第2期 Vol. 41No. 2
假压技木
FORGING & STAMPING TECHNOLOGY
4300mm轧机支承辑新辊型的设计与研究
陈显望，孙登月，许石民
（燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心，河北秦皇岛066004）
2016年2月 Feb.2016
摘要：利用赫慈理论分析了支承辑和工作辑接触区的应力状态，结合现有的几种辑型倒角曲线，依据辑间接触应力均勾分布的原则提出了一种新的支承辑辑型倒角。利用ABAQUS有限元软件建立三维轧制模型，通过改变轧制力等参数对不同辑型倒角下支承辑的应力场、工作辑挠度以及钢板的厚度差做了分析和对比；结合有限元分析结果，利用FE-SAFE疲劳分析软件并采用Brown-Miller疫劳损伤公式估算不同辑型倒角下支承辑的费劳寿命，证明了新辑型对提高支承辑疫劳寿命的有效性，
关键词：支承辊辊型；应力场；疲劳寿命；板形 DOI: 10. 13330/j. issn. 1000-3940. 2016. 02. 019
中图分类号：TG333.17
文献标识码：A
文章编号：1000-3940（2016）02-0098-06
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4300mmwideplatemill
Chen Xianwang, Sun Dengyue, Xu Shimin
(National Cold Rolled Strip Eqipment and Prxcess Engineering Texchnology Research Center, Yanshan University, Qinhuangrko 06004, China) Abstract : Based on the Heriz theory, the stress state between back-up roll and work moll was analyzed. Combining with several existing back-up roll contour curves, a new back-up roll contour chamfering in accordance with the uniform distribution of contact stress was pro-posed. A 3-D finite element rolling model was also established by the finite element software ABAQUS, and the stress field of the back-up roll, deflection of working roll and thickness difference of steel plate under the different roll contour chamfering were analyzed and com pared by changing the rolling parameters. Combined with the results of finite element analysis, the fatigue life of the back-up roll with the different roll contour chamfering was predicted by FE SAFE fatigue analysis software and the fatigue damage criterion of Brown Miller.
It is proved that the new contour back-up roll is very effective for improving the fatigue life of back-up roll. Key words : contour of back-up mll; stress field; fatigue life; strip shape
板带轧机支承辊是各生产线上的重要备品备件之一，由于消耗量大，制造周期长，轧制价格昂贵，因此其工作寿命越来越引起工程技术人员的重视。四辊轧机支承辊的作用是传递轧制力，提高辑缝横向刚度，降低工作辊的有害弯曲]。由于支承辊的使用周期长、不断承受复杂的交变弯曲应力作用且长期处于高温、腐蚀及高摩擦磨损的工作环境[2] 所以支承辊必须具有极高的表面硬度、良好的韧性和抗断裂性能。合理的支承辑辑型及倒角设计可以使辑间接触应力的均勾化，可以改善辑面疲劳硬化和磨损状态，提高支承辑的安全性，延长支承的使用寿命[3]。本文首先利用ABAQUS有限元软件计
收稿日期：20150720；修订日期：20151020
基金项目：河北省自然科学基金资助项目（E2010001155）
作者简介：陈显望（1990-），男，额士研究生 E-mail: 327766366@ qy com
算不同支承辑辑型下的应力场进行研究，然后利用疲劳寿命分析软件FE-SAFE采用局部应力-应变法估算不同倒角辊型下的支承辑的疲劳寿命，以探讨不同倒角辑型下支承辑的疲劳寿命。
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赫兹理论
关于两弹性体的接触问题，Hertz于1882年对
其接触应力进行了计算4。假设辊间作用力沿轴向均匀分布，由弹性力学知道，辊间接触问题可以简化成一个平面应变问题。Hertz认为，两个圆柱体在接触区产生局部的弹性压扁，存在呈半椭圆形分布的压应力。半径方向产生的法向正应力在接触区的中部最大。四辊轧机辑间接触问题属于典型的赫兹接触问题。设接触区宽度为26，接触区半宽6及最大接触应力的计算表达式为：