聊一聊：四辊轧机轧制磨损的有限元分析

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钢材由于在热轧过程中的温降和温度分布不均而产生厚度小而长度大的薄板产品，冷却上的差异导致产品超出公差。冷轧克服了热轧过程中存在的弊病，因而得到了广泛的应用。冷轧方法可生产出厚度更薄，精度更高的产品。有限元分析公司的相关问题可以到网站了解下，我们是业内领域专业的平台，您如果有需要可以咨询，相信可以帮到您，值得您的信赖！http://www.nataid.com/

冷轧过程中，轧辊与被轧制金属材料之间接触应力较大，并承受周期性的应力应变。轧辊表面产生的磨损对于板形控制和表面质量有重要的影响。轧辊磨损会直接影响到原始辊型，并与轧辊热凸度，弹性变形、机械凸度一同影响板凸度和板直度。轧辊的磨损对轧辊辊型有直接的影响，而轧辊辊型的会影响到板形的控制。本文以影响磨损的主要因素轧制力为分析对象，有限元分析了不同轧制参数板宽和压下率对于轧辊磨损的影响。

轧辊是轧钢厂轧机上的重要零件，利用一对或者一组轧辊滚动时产生的压力来轧碾钢材。轧制过程中轧辊与所轧钢材直接接触，使金属产生塑性变形。由于轧辊与金属钢材之间接触应力比较大，经常会发生轧辊表面磨损、轧辊裂纹、轧辊表面剥落、轧辊断裂等缺陷，统称为轧辊失效。轧制时轧辊与带钢之间的相互接触摩擦导致了轧辊的磨损。在轧制过程中轧辊所受的情况非常复杂，包括机械应力和热应力，并伴有较硬的氧化颗粒的研磨作用。冷轧过程中轧辊所受的磨损主要是由于工作辊与带钢之间及工作辊与支承辊之间的摩擦引起。薄带钢工作辊的磨损，主要发生在与带钢接触部位。故轧辊磨损的表面形状与带钢宽度相类似，接近箱型。且在带钢与轧辊接触的边部，带钢降温较，硬度较高，加剧了轧辊的局部损耗，导致工作辊箱型的边部磨损大些，底部比较平缓。

轧制过程中，板带通过两对旋转的轧辊以施加压力进行加工，使其产生塑形变形，称之为轧制工艺过程。轧机通过工作辊来完成轧制过程。轧制过程中工作辊包含有旋转和移动两种运动。旋转运动靠摩擦力进行轧制运动，由轧机主传动现；移动是用来调节压下量，控制被轧板带的变形程度，由轧机压下装置现。

据统计，轧辊的磨损除了与轧制公里数，带钢的硬度等参数相关外，轧制力是影响较大的因素。而轧辊的应力状态比较复杂，是机械应力、热应力和残余应力综合作用的结果。在冷轧工作辊各类应力中表面接触应力占绝对势。冷轧过程中被轧钢材由于摩擦和变形产生大量的热，热的传播使得轧制区应力情况复杂多变，所以建立一个精度较高的轧制力学模型，能有效提高对轧辊磨损因素的分析。

以下以四辊轧机工作辊为例建立简化模型，依据采里柯夫单位压力公式，采用轧制参数如表所示。用MATLAB编程计算冷轧辊横向轧制压力，得到图所示的曲线。从图中可以看出，轧制压力沿轧辊横向呈抛物线分布，在轧辊与钢材边部接触处达到比较大值，此处是工作辊磨损比较严重的部位，所以轧制压力是造成工作辊磨损的主要原因。

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