七辊卧式车轮轧机调整参数的分析计算

D0I:10.13374/j.issn1001-053x.1999.03.012 第21卷第3期 北京科技大学学报 VoL.21 No.3 1999年6月 Journal of University of Science and Technology Beijing June 1999 七辊卧式车轮轧机调整参数的分析计算 秦国庆韩静涛李连诗 北京科技大学材料科学与工程学院，北京100083 摘要对太原重型机械（集团）有限公司钢轮厂七辊卧式车轮轧机调整参数进行了分析计算， 确定了斜辊、车轮与主辊间的速度关系与斜辊中锥段处的截面曲线方程：计算了斜辊各部位、 压紧辊与车轮的接触面积，以及斜辊各段的水平、垂直分力.此外，通过对车轮轧制过程中作用 在各动态平衡体系力进行分析，得到了相互间各作用力. 关键词机车车轮：铁路：轧机：轧制 分类号TG334.1 七辊卧式车轮轧机分别由主轧辊、上下斜 半径，R表示基点的主辊半径，w表示主辊的 辊、2根压紧辊和2根导向辊组成.主轧辊主要 角速度.则： 用于车轮踏面和轮缘的成形，并能控制被轧车 0阳=R/R; 轮的长大速率，导向辊主要用于给被轧车轮导 ng=mR/Ra=Rx/RR2(nr+vW2π； 向和定位，该辊为非传动辊，分别布置于主辊两 ne为轮坯转速，mk为主辊转速. 侧.上下斜辊主要用于轧制车轮辐板、轮辋内径 取y=200mm/s,按上述公式计算各接段速 与轮辋高度.上下斜辊对称布置于轧制中心线， 度，并采用先低速，后高速，再低速轧制，最后调 该中心线与轧制平面夹角为35°.2根压紧辊对 整速度制度，合理分配各阶段的轧制时间，确定 称布置于轧机中心线两侧，在轧制过程中紧紧 出经现场使用证明合理的轧制速度制度 压在被轧车轮的踏面上，轧出轮缘与踏面：压紧 1.2中推段处的截面曲线方程式 辊与上下斜辊之间形成的孔型，在压紧辊逐渐 斜辊的工作部分是由3个各以底面相连的 压下的同时，将轮辋断面轧小， 圆锥体组合而成.初轮坯在碾轧时，中锥段和中 锥段与尾锥段的连接处，起着主要的变形作用， 1轧机参数计算与分析 斜辊这些部分的形状决定着轮坯每旋转1周的 1.1车轮轧制的速度制度 3100 文献[1]提供了斜辊和轮辋的速度曲线图. 2700 在图1中，A一A'线上选取一点，以便确定轮坯 在主辊带动旋转时的速度.对直线2有，tana= 2300 (y+v)/Rz,a为直线2的倾角，y,为斜辊缩颈点处 ww/ 的圆周速度与斜辊缩颈上的速度之差，为斜 1900 辊缩颈点处的圆周速度，ω：为轮坯的旋转角速 度，R为缩颈点处轮坯内径半径，r为斜辊缩颈 1500 处半径，m,为斜辊转速，则轮坯转速 1100 n=(o+y)/2元R2=n,r/R+v,/2πR2 (1) 230 280330380430480轧制开始 300350 对基点，即主辊和轮坯圆周速度相同点，有 400450500550轧制结束 距车轮中心mm @Rs=@BRB (2) 式中，R,表示与主辊断面基点相接触点上轮坯 图1斜辊和轮还轮辋的速度曲线图.1一轧制结束时主轧 辊传给轮坯的速度：2一轧制开始时主轧辊传给轮还的速 度：3一斜辊传给轮坯的速度 1998-12-29收稿秦国庆男，35岁，博士生

第 卷 第 期 ，年 月 北 京 科 技 大 学 学 报 七 辊 卧式 车轮 轧机 调 整 参数 的分析 计 算 秦 国庆 韩静涛 李连诗 北京科技大学材料科学 与工 程 学院 ， 北 京 摘 要 对太 原重 型 机械 集 团 有 限 公 司钢 轮 厂 七辊 卧式车轮 轧机调 整参数进行 了分 析计 算 ， 确定 了斜辊 、 车轮与主 辊 间 的速度关系与斜辊 中锥段 处 的截面 曲线方程 计算 了斜辊各部位 、 压 紧辊与车轮 的接触面积 ， 以及 斜辊各段 的水平 、 垂 直分力 此外 ， 通过对 车轮 轧 制过程 中作用 在各动态平衡 体 系力 进行 分析 ， 得 到 了相 互 间各作 用 力 关键词 机车车轮 铁 路 轧机 轧制 分 类号 七辊 卧式车轮轧机分 别 由主 轧辊 、 上 下 斜 辊 、 根压 紧辊和 根 导 向辊 组成 主 轧辊 主 要 用 于车轮踏面和 轮缘 的成形 ， 并 能控制被轧车 轮 的长 大速率 导 向辊主 要 用 于 给被轧车轮 导 向和 定位 ， 该辊为非传动辊 ， 分别布 置 于主 辊两 侧 上 下 斜辊主 要用 于 轧 制车轮辐板 、 轮辆 内径 与轮辆 高度 上下 斜辊对称 布 置于 轧制 中心 线 ， 该 中心 线 与 轧 制平 面 夹角 为 “ 根压 紧辊对 称 布 置 于 轧 机 中心 线 两 侧 ， 在 轧 制 过程 中紧 紧 压 在 被轧车轮 的踏面 上 ， 轧 出轮缘 与踏 面 压 紧 辊 与 上 下 斜辊之 间形 成 的孔 型 ， 在 压 紧辊 逐 渐 压 下 的 同 时 ， 将轮辆 断 面 轧 小 轧机参数计算 与分 析 车轮 轧 制 的速度 制 度 文 献【 提供 了斜辊和 轮惘 的速 度 曲线 图 在 图 中 ， 一月 ‘ 线 上 选取 一 点 ， 以便 确 定 轮 坯 在 主 辊 带动 旋 转 时 的速 度 对 直 线 有 ， 二 ， ， 为直 线 的倾 角 ， ， 为斜辊 缩颈 点处 的 圆 周 速 度 与斜辊缩颈 上 的速度 之 差 ， 为斜 辊 缩 颈 点处 的 圆周 速 度 ， 。 为轮 坯 的旋转 角速 度 ， 为缩颈 点处 轮坯 内径半径 ， 为斜辊缩颈 处 半 径 ， 为斜辊 转 速 ， 则 轮 坯 转 速 妞 、 · 认 对基 点 ， 即 主 辊 和 轮坯 圆 周 速 度 相 同 点 ， 有 。 滋 。 。 式 中 ， 表 示 与 主 辊 断 面 基 点 相 接 触 点 上 轮 坯 半径 ， 。 表示 基 点的主 辊半径 ， 表 示主辊 的 角速度 则 。 。 · 训 。 。 · 汰 · 、 · 兀 。 为轮坯 转速 ， 为主 辊转速 取 ， ， 按 上 述公 式计 算各 接段速 度 ， 并采用 先低 速 ， 后 高速 ， 再 低 速 轧制 ， 最 后 调 整速度制度 ， 合理 分 配 各阶段 的轧制 时 间 ， 确 定 出经 现 场 使用 证 明合 理 的 轧 制速度 制 度 中锥段 处 的截面 曲线 方 程 式 斜 辊 的工 作部 分 是 由 个 各 以底 面 相 连 的 圆锥 体组 合 而 成 初轮 坯 在碾 轧 时 ， 中锥段 和 中 锥段 与尾 锥段 的连接 处 ， 起着主 要 的变形 作用 斜 辊这 些 部 分 的形 状 决定 着轮 坯每 旋 转 周 的 · 、日任奋 一 轧制开始 轧制结束 足巨车轮 中心 图 斜辊和轮坯轮辆 的速度曲线 图 一 轧制结束时主轧 辊传给轮坯 的速度 一轧制开始时主轧辊传给轮坯的速 一 一 度 一斜辊传给轮坯的速度 收稿 秦 国庆 男 ， 岁 ， 博 士 生 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1999．03．012

Vol.21 No.3 秦国庆等：七辊卧式车轮轧机调整参数的分析计算 ·259· 压下量.初锥段的用途是把轮坯轮辋的高度压 1)中锥段水平力的接触面积F,.由前可知， 到要求的尺寸，保持此尺寸不变.几何因素对压 斜辊中锥段与轧辊接触弧于x0z平面上之投影 下量的影响，可采用分截面的方法来分析.即在 为： 沿与轮坯旋转面平行的方向截取工作斜辊上一 2=2r,(sinw+cosytanox+Acos'wx, 个平面，可得出金属与辊子在这一截面上的接 r.为斜辊中锥段可变半径，rx=r+Isin,l为 触曲线，如图2所示；按所选择的角度值，在截 缩颈处沿轧辊母线到所研究截面的距离，则， 面上求出3种不同形状的曲线. Z=2lsing(sinw+cosutano)x+B, B=2r(sinu+coswtano)x+Ax'cos'w (7) 令，lsin(w+p)=s,l=s/sin(w+p),得： 2=2ssinytcosutanesinx+B=2stanx+B, sin(w+) Z=√2 stand-x+B, 则，F-ad-3no2tnp:x+B-B9], 考虑接触曲线函数关系的连续性及曲线的 折曲，接触长度公式为l=l。一xCos(+p),x为假 定压下量，为中锥段的母线长度， s=lsin(w+p)=6sin(yr+p)-xsin2(w+p)/2,故， F(sin()ane- x'tanosin2(o+w)+B]-B2). 图2斜辊中锥段S平面的截面 求垂直分力时，接触面积， (S平面与轮坯旋转面平行) F'=F/tan(o+w) (8) (1)椭圆(A>0,中<Ψ)： 2)中锥段至尾锥段交接部分接触面积. z=2r(sinw+cosu-tan)x-Ax2.cos'w (3) 采用经验公式： (2)抛物线(A=0,中=y):z2=4 rxsin (4) (3)双曲线(A<0,中>Ψ)： R-t025p+70320i z2=2r(sinw+cosy.tano)x+Ax2.cos'w (5) 式中：p为中锥段与尾锥段连接半径，y=[1- 式中，x值是车轮和斜辊中锥段通过斜辊水平 cos(+a)],误差不大于3.5%，w为斜辊中心线对 截面上一点的接触弧的投影，决定着压下量：但 水平面之倾角，a为由通过以p为半径的圆心并 由于轮辋内表面为圆形表面，故实际压下量小 垂直于斜辊中心线的线段中计算出的可变角绝 于x值，并与之成正比，故可用x值表示压下量 对值，a应采用最大值am,ama=a+a,a,为附 (称"假定"压下量).当w不变时，从达到最大压 加角，如图3所示，a,=arcsin[xcos(w+中)lp],中 下量观点来看，椭圆曲线是最合适锥体截面，因 为中锥段母线与斜辊中心线倾角.故y的最大 椭圆时中角最小，之也最小，椭圆为最大的凸形 值为：ym=p[l-cos(y+a+a)】,接触面积重心纵 曲线，当压下量一定时，椭圆接触表面最小，而 坐标y值为 在弧长相等时，椭圆时的压下量最大中角越小， 25p*7m35,m=F2 (9) 当纵坐标相等时，压下量越大.另外，可证明Z 求出y'后计算出B角，B=arccos(1-y'p), 值随角减小而减小.因此，中角和Ψ角值小时， 经计算B=55.5°，据此角便可定出单位压力之合 工作顺利；但由于车轮结构妨碍此二个角度同 力作用点 时减小，必须使二者的大小配合得很合适. (2)压紧辊沿z轴接触面积 对于该车轮轧机，分析得到中锥段表面曲 F=2h√2r△x,式中，h为压紧辊与金属接触 线为双曲线，方程式为： 高度，r为压紧辊半径，△x为压下量. 948-7557=1 1994.82 (6) (3)斜辊水平分力的计算. 13轧辊和金属接触面积的确定及力的计算 1)金属对轧辊的单位压力，无论是斜辊使 (1)斜辊水平分力接触面积. 轮坯轮辋内表面变形，或圆柱辊压缩轮辋的外

〕 一 秦 国庆等 七辊卧式车轮轧机调整参数的分析计算 一 压 下 量 初 锥 段 的用 途 是 把轮坯轮惘 的高度压 到要 求 的尺 寸 ， 保持 此尺 寸不变 几何 因素对压 下 量 的影 响 ， 可 采用分截面 的方法 来分析 即在 沿 与轮坯旋转面平 行 的方 向截取工 作斜辊上 一 个平 面 ， 可 得 出金属 与辊子 在这 一 截面上 的接 触 曲线 ， 如 图 所示 按 所选择 的角 度值 ， 在截 面 上 求 出 种 不 同形状 的 曲线 ， 图 斜辊中锥段 平面的截面 平面与轮坯旋转面平行 椭 圆 ， 价 时 尹妞帅 一 · 班 抛物线 ， 价 班 了 尽 · 双 曲线 冲 毋 时 尹妞帅卜划 · ，笋 式 中 ， 值 是 车轮 和 斜 辊 中锥 段 通 过 斜辊 水平 截面 上 一 点 的接触 弧 的投 影 ， 决定着压 下 量 但 由于 轮 辆 内表 面 为 圆形 表 面 ， 故 实际 压 下 量 小 于 值 ， 并 与之 成 正 比 ， 故 可 用 值表 示 压 下量 称 ” 假 定 ” 压 下 量 当 梦不 变 时 ， 从 达 到 最 大 压 下 量观 点来看 ， 椭 圆 曲线 是 最 合适锥体截面 ， 因 椭 圆 时沪角最 小 ， 才 也 最 小 椭 圆 为 最 大 的 凸 形 曲线 ， 当压 下 量 一 定 时 ， 椭 圆接触 表 面 最 小 ， 而 在 弧长相 等 时 ， 椭 圆 时 的压 下 量最 大 价角越小 ， 当纵 坐 标相 等 时 ， 压 下 量 越 大 另 外 ， 可 证 明 值 随班角减 小而 减 小 因 此 ， 价角和 尹角值 小 时 ， 工 作顺 利 但 由于 车轮 结构 妨碍 此 二 个 角度 同 时减 小 ， 必 须 使 二 者 的大 小配 合得 很 合 适 对 于 该 车 轮 轧 机 ， 分 析 得 到 中锥段 表 面 曲 线 为 双 曲线 ， 方程 式 为 中锥段水平 力 的接触面 积 月 由前 可 知 ， 斜辊 中锥段 与 轧辊接触 弧 于 平 面 之 投 影 为 几 时 时 沪 士 ，尹 · 犷 ， 为斜辊 中锥段可变半径 ， 、 帅 ， 为 缩颈 处 沿 轧辊母 线 到 所研 究截面 的距 离 ， 则 ， 帅 时 叭 帅 ， 时 笋 价 士 ，毋 令 ， 伽坳 二 ， 伽坳 ， 得 ‘ 一 嘿黯黔 一 · ， 办 ‘ 沪 ， 则 ， 只 一 一 万早一「 。 二 一 尸 二 ， ’ ‘ ’ 一 川 价 、 一， 一 ’ 丫 ‘ ’ ， 」 ’ 考虑接触 曲线 函数关系 的连续性及 曲线 的 折 曲 ， 接触长度 公 式为 一 伽十沪 ， 为假 定 压 下 量 ， 为 中 锥 段 的 母 线 长 度 ， 伽坳 伽坳 一 坳 ， 故 ， 名 气畏蕊 梦 姗， 二 川 一 ‘ 一叮 · 脚一伴 丹 六明必 尹 叻 」，口 一 ，口 求垂 直 分 力 时 ， 接 触 面积 ， ， 一 名彻 沪 班 中锥 段 至 尾锥 段 交 接 部 分 接 触 面 积 采用 经 验 公 式” 凡 一 丈〔‘ · ，，， ，粤万〕、 区旦 生‘ 旦 宜 名 轧辊 和 金属 接触 面 积 的确定 及 力 的计 算 斜辊 水平 分力接触 面 积 式 中 为 中 锥 段 与 尾 锥 段 连 接 半 径 沙 二 「一 时 〕 ， 误 差 不 大 于 ， 梦 为斜辊 中心 线 对 水 平 面之 倾 角 ， 为 由通 过 以 为半径 的 圆心 并 垂 直 于 斜 辊 中心 线 的线段 中计 算 出的可 变角绝 对 值 ， 应 采 用 最 大 值 ， 、 久 ， 风 为 附 加 角 ， 如 图 所 示 ， 氏 伽 沪 」 ， 必 为 中锥 段 母 线 与斜辊 中心 线 倾 角 故 的最 大 值 为 刁 风 一 时 久 ， 接 触 面 积 重 心 纵 坐 标 ’ 值 为· 、 、 ， 今 ，’一凡 求 出 夕 ‘ 后 计 算 出 刀角 ， 刀一 一夕 ’ ， 经 计算 刀二 “ ， 据此 角便可 定 出单位 压 力之 合 力作用 点 压 紧辊 沿 轴 接触 面 积 凡 一 丫万应 ， 式 中 ， 为压 紧辊与 金属 接 触 高度 ， 为 压 紧辊 半 径 ， 为 压 下 量 斜辊 水平 分 力 的计 算 金 属 对 轧 辊 的 单位 压 力 无 论 是 斜辊 使 轮坯轮辆 内表 面 变形 ， 或 圆柱 辊 压 缩轮惘 的外

·260· 北京科技大学学报 1999年第3期 Ra=R. (5)车轮轧制过程中的力学分析. 1)作用在"被轧制的车轮一工作机架"体系 的力. 如图4，将装着主轧辊和导辊的工作机架和 装着导辊的滑座与轮坯看作是一个整体.在轧 制过程中，所有作用在"车轮一工作机架"这一 体系上的力都处于动平衡状态.这一体系的外 图3中锥段与交接部分圆角联接处的附加角构成图 力是：P,为作用在工作机架液压缸柱塞上的力， Px,Ps如为分别为上、下斜辊作用在轮坯上的力 表面，都仅是有限部分金属产生变形，而其周围 在x轴上投影，P.为上、下斜辊作用在轮坯上的 的大部分金属则未经受变形，所有这些未经受 力在x轴上的投影之和，Ps=p+paP为压紧 变形的金属对变形区内的金属流动有很大的阻 辊作用在轮坯上的力在x轴上的投影，G4,为工 力.因而，变形区内金属的受力状态，接近于三 作机架移动时的摩擦力，G为工作机架的质量， 向均匀压缩状态，外区对平均单位压力值的影 为工作机架沿导板移动时的摩擦因数.则有， 响用应力状态系数n,”估算：n,"=plp'=h), Ep,=0,Pr+Gun-2pur+ps=0,P1=2pax-Psx-Gun. p'为压缩短试样时的平均单位压力，p为压缩 2)作用在轧制车轮上的力， 较长试样时的平均单位压力，【为接触面长度， 如图5所示，R,R,分别为主轧辊作用在轮 h为试样长度.系数n."与比例因素、材料和变 坯上的力在x轴y轴上的投影，P,P分别为压 形系数关系很少，在没有张力和压力不大情况 紧辊作用在轮坯上的力在x轴y轴上的投影； 下轧制时，对h<1来说，外摩擦影响是微小的， 可忽略不计.此时，单位压力可按公式p=m,” P,P,分别为导辊作用在轮坯上的力在x轴y 轴上的投影 求得，n"采用经验值，n"=3.5~6,n。”的最小值 Ep:-O,R.+2ps+ps-2pu-O;R.-2pu-ps-2px(1O) 用于软钢和大压下量，而最大值用于硬钢和小 3)作用在滑座上的力. 压下量 如图6，R.为轮坯作用在导辊上的反力在 2)中锥段水平分力，S"=pF. x轴上的投影，Q为作用在滑座液压缸柱塞上 3)中锥段至尾锥段交接部分水平分力， 的力，G2为滑座移动时的摩擦力，G。为滑座 s,"=p.F 质量，k为滑座滑动摩擦因数. 4)初锥段水平分力，因液压缸柱塞螺母位 ∑p.=0,2R+G2-2Q1=0,Rx=21-G4/2(11) 置固定，则上斜辊将不受力，因而s'=0,对上斜 4)作用在上斜辊上的力. 辊初锥段水平分力为Ps=S'+."+s,”；下斜辊 如图7，Q为压紧缸柱塞所施加的力，R', 所承受的压力将等于压紧辊沿z轴作用的力， R”,R”"分别为作用在斜辊初锥段、中锥段、中锥 此力在轧制过程中有变化，在轧制终了时其值 最大，为求得作为在下斜辊初锥段上的力，假定 压紧辊沿z轴作用的力完全由下斜辊初锥段承 受，此力为：R,=pFH,下斜辊初锥段上的水平 分力Sx'=4R,:对下斜辊初锥段水平分力为 Ps2=Sw'+3"+3,w P (4)斜辊垂直分力的计算. 1)中锥段垂直分力：R2"=,"tan(t中-y); tany为摩擦因数，取0.35. 2)中锥段至尾锥段交接部分垂直分力： R."=s."tan(w+φ-y）. 3)初锥段垂直分力，对上斜辊初锥段垂直 图4作用在被轧制的车轮一工作机架体系的 分力，R.'=0;对下斜辊初锥段垂直分力， 力.1一轮还，2一主辊，3一导辊，4一压紧辊

一 北 京 科 技 大 学 学 报 年 第 期 图 中锥段与交接部分 圆角联接处的附加 角构成图 表 面 ， 都仅是 有 限部分金 属产生 变形 ， 而 其 周 围 的大 部 分金属 则 未经 受 变形 ， 所 有 这 些 未经 受 变形 的金 属 对变形 区 内的金属 流 动 有很 大 的 阻 力 因 而 ， 变形 区 内金 属 的受 力状态 ， 接近 于 三 向均 匀 压 缩状态 外 区 对 平 均 单位 压 力 值 的影 响用 应 力状态 系数 。 “ 估 算 ， ‘ ‘ 八 ， ’ 为压缩短试样 时 的平 均单位压力 ， 为压 缩 较长试样 时 的平 均单位 压 力 ， 为接触 面长 度 ， 为试样长度 系数 。 “ 与 比例 因素 、 材料和 变 形 系数关系很少 在 没有 张 力和 压 力不 大情况 下 轧制时 ， 对 来说 ， 外摩擦影 响是微小的 ， 可 忽 略不 计 此 时 ， 单位压 力 可 按 公 式 。 ‘， 求 得 ， 。 ” 采 用 经 验 值 ， 。 ’‘ 一 ， 。 ” 的 最 小值 用 于 软钢 和 大 压 下 量 ， 而 最 大 值 用 于 硬 钢 和 小 压 下 量 中锥 段 水平 分 力 ， 、 ‘任’ 只 中锥 段 至 尾 锥 段 交 接 部 分 水 平 分 力 ， 二 ‘性 · 凡 初锥 段水平 分 力 ， 因液压 缸 柱塞 螺母 位 置 固定 ， 则上斜辊将不 受力 ， 因而 ’ ， 对上斜 辊初 锥段水平 分 力 为 乃 ，二 。 ‘ “ ’ ， 下 斜辊 所承 受 的压 力将等 于 压 紧辊 沿 轴作 用 的力 ， 此 力在 轧 制过程 中有 变 化 ， 在 轧 制 终 了 时其值 最大 为求得作 为在 下 斜辊初锥段上 的力 ， 假定 压 紧辊 沿 轴作 用 的力完全 由下 斜辊初 锥段 承 受 ， 此力 为 二’ 凡 ， 下 斜辊 初 锥段上 的水 平 分 力 ’ 解 对 下 斜 辊 初 锥 段 水 平 分 力 为 ·， 一 二 ’ 、 ’， 、 ，，， 斜辊 垂 直 分 力 的计 算 中 锥 段 垂 直 分 力 ’任 、 ‘， 伽动 一 力 夕为摩 擦 因 数 ， 取 中锥段至 尾 锥 段 交接 部 分 垂 直 分 力 尺 ，， 二 ‘ ” 几 梦坳 一力 · 初锥段 垂 直分 力 ， 对上 斜辊初 锥 段 垂 直 分 力 ， 扩 对 下 斜 辊 初 锥 段 垂 直 分 力 ， 二 ‘ 。 · 车 轮 轧制 过 程 中的力学分析 作用 在 ” 被轧制的车轮一工 作机架 ” 体系 的 力 如 图 ， 将装着主 轧辊和 导辊的工 作机架和 装着 导辊 的滑 座 与轮坯看作是一个整体 在轧 制 过程 中 ， 所 有 作用在 ” 车轮一工 作机架 ” 这 一 体系上 的力都处 于 动平衡状态 这一体系的外 力 是 为作用在工 作机架液压缸柱塞上 的力 ， 乃 ，乃 为分别为上 、 下 斜辊作用在轮坯 上 的力 在 轴上 投影 ， 乃 为上 、 下斜辊作用在轮坯上 的 力在 轴上 的投 影之和 ，乃 二 乃 ’ 为压 紧 辊作用 在轮坯上 的力在 轴上 的投影 ， 印 ， 为工 作机架移动 时的摩擦力 ， 为工作机架的质量 ， 产 为工作机架沿 导板移动 时的摩擦因数 则有 ， 勒 ， 十印 ，一 如 、 ， ， ， 却 翻 一 叙一 印 ， 作用在轧制车轮上 的力 如 图 所示 ， ，凡分别为主轧辊作用在轮 坯 上 的力在 轴 轴上 的投影 ， 外 ， ’ 分别为压 紧辊作用在轮坯上 的力在 轴 少 轴上 的投影 ， 外 分别为导辊作用在轮坯 上 的力在 轴 轴上 的投影 叉几司 ， 凡 助 五切 公 一 助 七闭 尺 助 七 一 、 一助 作用在滑座上 的力 如 图 ， 凡 为轮坯 作 用在 导辊上 的反 力 在 轴上 的投 影 ， ， 为作用在滑座液压 缸柱塞 上 的力 ， 如 为滑 座移动 时 的摩擦 力 ， 。 为滑 座 质量 ， 产 为滑座 滑动摩 擦 因 数 勒 名 ， 声 一 ， ， 一 尹 作用在 上 斜 辊上 的力 如 图 ， ， 为压 紧 缸 柱 塞 所 施 加 的 力 ， ‘ ， ” 犬 ‘ ，份别 为作用 在斜辊初锥段 、 中锥段 、 中锥 图 作用 在被轧制的 车轮 一 工 作机架体系 的 力 一轮坯 ， 一主 辊 ， 一导辊 ， 一压 紧辊

Vol.21 No.3 秦国庆等：七辊卧式车轮轧机调整参数的分析计算 ·261* 图5作用在轧机车轮上的力.1一轮坯，2 一主辊，3一导辊，4一压紧辊 图7作用在上斜辊上的力 ∑p.=3.'+5e"+"2a=0:2=s.'+s."+s" G N点上各力的力矩方程式为： EM.=R.'a+R,"a+R,""asts,'b+s,"bats,""b- Qh1+G42=0,得： Rbts(12) 将已知参数代入上述公式，得到所需各力. 图6车轮轧机的滑座.1一轮还，2一滑座，3一导辊. 2结论 段与尾锥段交接部分的力在Z轴上的投影，5'， s,”,5”"分别为作用在斜辊初锥段、中锥段、中锥 太重钢轮厂应用这些调整参数控制轧机的 轧制过程，该轧机轧制的铁路机车车轮符合质 段与尾锥段交接部分的力在x轴上的投影.Q:、 量要求，证明了这些参数计算是正确的， Q.分别为摇架支架的垂直、水平反作用力，G 参考文献 为摇架质量. 1席夫林MH.车轮和轮箍轧制.北京黑色冶金设计总 ∑p,=R'+R"+R"LQ+2,-Ga=0: 院专家工作室译.北京：中国工业出版社，1965 2=Q+G.-R,'-R"-R"g Analysing and Computing of Adjustable Parameters of Horizontal Wheel Rolling Mill with Seven Rolls Qin Guoqing,Han Jingtao,Li Lianshi Material Science and Engineering School,UST Beijing.Beijing 100083,China ABSTRACT The train wheel rolling mill of Steel Wheel Factory of Tai Yuan Heavy Mechanical(Group) Limited Company are introduced.The speed relationships among oblique rolls,wheel and main roll and cross section circle line equation of middle cone section of oblique rolls are determined.The contact area among each part of oblique rolls,pressure rolls and wheel and horizontal,vertical component of force of each section of oblique rolls are computed.In addition,through analyses of forces under the condition of being dynamic steady in the process of wheel rolling,each mutual function forces are got. KEY WORDS train wheel;railway;rolling mill;rolling

心 秦 国庆等 七辊卧式车轮轧机调整参数的分析计算 义 入 图 作用在轧机车轮上 的力 一轮坯 ， 一主辊 ， 一导辊 ， 一压 紧辊 图 作用在上斜辊上的力 孙 ‘ 二 ‘ ，，么 一 ‘ ’ ’ 飞 点上各 力 的力矩方程 式 为 艺从 ‘ ， 尺 ‘认 尺“ ， ‘ “ “ ， 一 乙 ，得 ’ ” 汁 二“ ， ‘ ’‘ ，‘， 将 己 知 参数代入上 述公 式 ， 得到所需各力 图 车轮轧机的滑座 一轮坯 ， 一滑座 ， 一导辊 段 与尾锥段 交接 部 分 的 力 在 轴 上 的投 影 ， ‘ ， 又 ‘，， ‘ ，努别 为作用 在斜辊初锥 段 、 中锥 段 、 中锥 段与尾锥段交接部分 的力在 轴上 的投 影 、 分 别 为摇 架支架 的垂 直 、 水 平 反 作 用 力 ， 为摇 架 质 量 艺几 一 ‘ ‘， “ 仁 ， 厂 认 ， 认一 ‘ 一尺 “ 一尺 ‘ ’ 结 论 太 重钢 轮厂 应 用 这 些调 整 参 数控制 轧机 的 轧 制过 程 ， 该 轧机轧制 的铁路机车车轮 符合 质 量 要 求 ， 证 明 了这 些 参数 计 算 是 正 确 的 参 考 文 献 席夫林 车轮和 轮箍轧制 北 京 黑 色冶金 设计 总 院专 家 工 作 室译 北 京 中国工 业 出版 社 ， ， ， ， ， ， 丫劝 加 ， ， ， ，