7.1.3四辊机系受力分析与轧制力矩在辊系受力分析中，四辊轧机的受力分析与轧制力矩的确定是重点。四辊轮机的驱动形式有两种：工作辊驱动或支撑辊驱动。现以工作辑驱动为例，讨论轮辊的受力。如图5所示，图中未考虑工作辑和支撑辊的偏移，连轧时，为保证轧制的稳定性，应考虑这一偏移量；一般可逆式轧制时不必考虑之。本例为简便未予考虑。1、支撑辊受力：它受有工作辊作用的力Po，①作用点：接触点处。②方向的确定：根据轧辊轴承处的受力分析可知，支反力由摩擦力T和正压力N构成，而P=N+T由力平衡：·P。=-P°，故其方向可定必沿摩擦园的切向。注意：为何P不垂直？·因若垂直，则Po也必垂直，此时支撑辊的力矩不平衡，即P.的作用线为y轴，无力矩。支撑辊受力分析要点：1、来自工作辊的力Po：①作用点：两个辊的接触处；②作用方向：从如下三方面判断之：I：P不可能通过支撑的轴心O点，·这是因P将产生力矩使支撑辊发生转动，可知P不垂直，那么它往何方向偏斜？IIP达到偏斜方向将导致其对O.点力矩的方向，：即P对支撑辊的力矩应是顺时还是逆时？一一顺时，因工作辊为逆时。这必然向82
82 7.1.3 四辊轧机辊系受力分析与轧制力矩 在辊系受力分析中，四辊轧机的受力分析与轧制力矩的确定是重 点。四辊轧机的驱动形式有两种：工作辊驱动或支撑辊驱动。现以工 作辊驱动为例，讨论轧辊的受力。如图５所示，图中未考虑工作辊和 支撑辊的偏移，连轧时，为保证轧制的稳定性，应考虑这一偏移量； 一般可逆式轧制时不必考虑之。本例为简便未予考虑。 １、支撑辊受力： 它受有工作辊作用的力 P0， ①作用点：接触点处。 ②方向的确定： 根据轧辊轴承处的受力分析可知，支反力由摩擦力Ｔ和正压力Ｎ 构成，而 P0 = N + T 由力平衡：• P0 = −P0 ，故其方向可定——必沿摩擦园的切向。 注意：为何 P 0 不垂直？• 因若垂直，则 P0 也必垂直，此时支撑辊 的力矩不平衡，即 P0 的作用线为ｙ轴，无力矩。 支撑辊受力分析要点： １、来自工作辊的力 P0 ： ①作用点：两个辊的接触处； ②作用方向： 从如下三方面判断之： Ⅰ. P0 不可能通过支撑辊的轴心 O1 点，• 这是因 P0 将产生力矩使 支撑辊发生转动，可知 P0 不垂直，那么它往何方向偏斜？ Ⅱ. P0 达到偏斜方向将导致其对 O1 点力矩的方向，• 即 P0 对支撑 辊的力矩应是顺时还是逆时?——顺时，因工作辊为逆时。这必然向
入口方向偏斜（如图）。III.如何确定其作用方向？利用辊颈轴承处的支反力来分析，·可知必有一个力P"与P.相平衡，则P.的方向可定一沿摩擦圆的切线方向。③.上支撑辊摩擦圆半径pi的确定：对O点取力矩平衡：ZMo.=0，有(*)Pr-Po= Tr= f -N-ri其中, P= P=/?+f?2= N./1+ f2Po..N:/1+ f?注意，这里的f是机械摩擦系数。则（＊）式为：Pi- Po = f-N.r1Po(: f2 <<1).=f-n.fnP/1+ f2: Pi=fri=fd,/2其中，d,为辊颈直径。2、工作辊受力：①支撑辊给工作辊的力Po，前已分析；②轧制力P：因无张力，故垂直向上。图6.工作辊轴承支反力③工作辊轴承座处的支反力X由力的平衡分析可知，P.的垂直分量与轧制力相平衡（垂直方向），那么P的水平分力与谁平衡呢？如图6所示，X=N+T，即X与P.的水平分力相平衡；X的作用方向若不水平，则它必有垂直方向的分力，那么垂直方向将不能够保持力的平衡。由以上分析可知，驱动一支工作辊所需的外力矩需克服如下三种力矩：1、轧制力矩：Pa；2、使被动的支撑辊转动所需的摩擦力矩：Poαo；83
83 入口方向偏斜（如图）。 Ⅲ. 如何确定其作用方向？ 利用辊颈轴承处的支反力来分析，• 可知必有一个力 P 0 与 P0 相平 衡，则 P0 的方向可定——沿摩擦圆的切线方向。 ③. 上支撑辊摩擦圆半径 1 的确定： 对 O1 点取力矩平衡： M01 = 0 ，有 1 0 1 1 0 0 2 2 2 2 0 2 1 1 = = = = + = + = + P T r f N r P P N f N N f N P f (*) 其中， 注意，这里的ｆ是机械摩擦系数。则（＊）式为： 1 0 1 1 0 2 1 0 2 1 1 = = + P f N r f r P f f r P ( f ) = = 1 1 1 f r f d 2 其中， d1 为辊颈直径。 ２、工作辊受力： ①支撑辊给工作辊的力 P0 ，前已分析； ②轧制力Ｐ：因无张力，故垂直向上。 ③工作辊轴承座处的支反力Ｘ 由力的平衡分析可知， P0 的垂直分量与轧制力相平衡（垂直方 向），那么 P0 的水平分力与谁平衡呢？如图６所示， X = N + T ，即Ｘ 与 P0 的水平分力相平衡；Ｘ的作用方向若不水平，则它必有垂直方向 的分力，那么垂直方向将不能够保持力的平衡。 由以上分析可知，驱动一支工作辊所需的外力矩需克服如下三种 力矩： １、轧制力矩：Ｐａ； ２、使被动的支撑辊转动所需的摩擦力矩： P0 a0 ； x 图6. 工作辊轴承支反力