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鋼材由于在熱軋過程中的溫降和溫度分布不均而產(chǎn)生厚度小而長度大的薄板產(chǎn)品，冷卻上的差異導(dǎo)致產(chǎn)品超出公差。冷軋克服了熱軋過程中存在的弊病，因而得到了廣泛的應(yīng)用。冷軋方法可生產(chǎn)出厚度更薄，精度更高的產(chǎn)品。
冷軋過程中，軋輥與被軋制金屬材料之間接觸應(yīng)力較大，并承受周期性的應(yīng)力應(yīng)變。軋輥表面產(chǎn)生的磨損對于板形控制和表面質(zhì)量有重要的影響。軋輥磨損會(huì)直接影響到原始輥型，并與軋輥熱凸度，彈性變形、機(jī)械凸度一同影響板凸度和板直度。軋輥的磨損對軋輥輥型有直接的影響，而軋輥輥型的會(huì)影響到板形的控制。本文以影響磨損的主要因素軋制力為分析對象，有限元分析了不同軋制參數(shù)板寬和壓下率對于軋輥磨損的影響。
軋輥是軋鋼廠軋機(jī)上的重要零件，利用一對或者一組軋輥滾動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的壓力來軋碾鋼材。軋制過程中軋輥與所軋鋼材直接接觸，使金屬產(chǎn)生塑性變形。由于軋輥與金屬鋼材之間接觸應(yīng)力比較大，經(jīng)常會(huì)發(fā)生軋輥表面磨損、軋輥裂紋、軋輥表面剝落、軋輥斷裂等缺陷，統(tǒng)稱為軋輥失效。軋制時(shí)軋輥與帶鋼之間的相互接觸摩擦導(dǎo)致了軋輥的磨損。在軋制過程中軋輥所受的情況非常復(fù)雜，包括機(jī)械應(yīng)力和熱應(yīng)力，并伴有較硬的氧化顆粒的研磨作用。冷軋過程中軋輥所受的磨損主要是由于工作輥與帶鋼之間及工作輥與支承輥之間的摩擦引起。薄帶鋼工作輥的磨損，主要發(fā)生在與帶鋼接觸部位。故軋輥磨損的表面形狀與帶鋼寬度相類似，接近箱型。且在帶鋼與軋輥接觸的邊部，帶鋼降溫較快，硬度較高，加劇了軋輥的局部損耗，導(dǎo)致工作輥箱型的邊部磨損大些，底部比較平緩。
軋制過程中，板帶通過兩對旋轉(zhuǎn)的軋輥以施加壓力進(jìn)行加工，使其產(chǎn)生塑形變形，稱之為軋制工藝過程。軋機(jī)通過工作輥來完成軋制過程。軋制過程中工作輥包含有旋轉(zhuǎn)和移動(dòng)兩種運(yùn)動(dòng)。旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)靠摩擦力進(jìn)行軋制運(yùn)動(dòng)，由軋機(jī)主傳動(dòng)實(shí)現(xiàn)；移動(dòng)是用來調(diào)節(jié)壓下量，控制被軋板帶的變形程度，由軋機(jī)壓下裝置實(shí)現(xiàn)。
據(jù)統(tǒng)計(jì)，軋輥的磨損除了與軋制公里數(shù)，帶鋼的硬度等參數(shù)相關(guān)外，軋制力是影響較大的因素。而軋輥的應(yīng)力狀態(tài)比較復(fù)雜，是機(jī)械應(yīng)力、熱應(yīng)力和殘余應(yīng)力綜合作用的結(jié)果。在冷軋工作輥各類應(yīng)力中表面接觸應(yīng)力占絕對優(yōu)勢。冷軋過程中被軋鋼材由于摩擦和變形產(chǎn)生大量的熱，熱的傳播使得軋制區(qū)應(yīng)力情況復(fù)雜多變，所以建立一個(gè)精度較高的軋制力學(xué)模型，能有效提高對軋輥磨損因素的分析。
以下以四輥軋機(jī)工作輥為例建立簡化模型，依據(jù)采里柯夫單位壓力公式，采用軋制參數(shù)如表所示。用MATLAB編程計(jì)算冷軋輥橫向軋制壓力，得到圖所示的曲線。從圖中可以看出，軋制壓力沿軋輥橫向呈拋物線分布，在軋輥與鋼材邊部接觸處達(dá)到最大值，此處是工作輥磨損最嚴(yán)重的部位，所以軋制壓力是造成工作輥磨損的主要原因。
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