轧机辊系装配结构服役精度研究

赵向阳1,2，焦彦龙3，侯新想1,2，王瑾1,2，邢建康1,2，谢天伟3,4，周娜3，李玉鹏3，姬凤川3，彭艳1,2，5（1.燕山大学机械工程学院；2.燕山大学国家冷轧板带装备及工艺工程技术研究中心；3.北京首钢股份有限公司；4.清华大学材料学院；5.燕山大学起重机械关键技术全国重点实验室）

摘要：轧机系统装配结构精度制约装备服役稳定性提升，其中辊系装配结构服役精度是影响轧机装配刚度的关键。针对四辊热连轧机存在的冲击振动问题，基于能量法建立考虑辊系交叉的辊间接触刚度模型，基于接触力学与统计学理论建立衬板间接触配合刚度模型，进而考虑工作辊准静态轴心位置与刚度关系建立辊系动力学模型，研究辊系装配结构刚度对动特性的影响规律；提出一种轧机辊系服役精度监测系统，结合轧机辊系标定和轧制过程数据获取轧机辊系不同服役阶段的两侧间隙和刚度状态；构建以辊间交叉状态和载荷为变量的轧机刚度数据集，根据正、反转标定过程的实测刚度和刚度梯度进行匹配，获取辊系交叉状态变量，理论计算初始偏差与匹配值相对差在20%以内，建立离线和标定过程辊系装配状态关联性；最后开展轧制试验，分别获取调整前后轧制过程辊系间隙状态，将辊间交叉弧度由120 μrad 调整到20 μrad，衬板公差引起的配合弧度由13 μrad 调整到5 μrad，工作辊水平振动抑制60%以上，建立的动力学模型较好模拟辊系冲击振动。研究表明，考虑衬板配合和辊系交叉的装配结构刚度模型可预测轧机辊系装配结构服役精度，通过厘清辊系离线数据与标定、轧制过程服役精度关联关系，可实现有效的离线调控抑振策略。

关键词：轧机辊系；装配精度；结构刚度；动特性；标定过程