CFHI TECHNOLOGY
UCM 轧机，即工作辊正负弯辊、中间辊正弯和中间辊横移的一种轧机，是国内比较先进的一种冷轧机，而工作辊弯辊系统及工作辊辊系是UCM 轧机的核心部件，其性能直接决定轧机的工作效率和产品质量。 本文将对UCM 轧机中工作辊弯辊系统及工作辊辊系进行简要的分析介绍，并对UCM 轧机工作
辊辊系的强度进行有限元分析计算（见图1）。该
工作辊辊系在操作侧由轴端卡板穿过弯辊缸块上的孔进行固定，传动侧的弯辊缸块上把合工作辊接轴托架（图中未示出）。 1工作辊弯辊系统
1.1工作辊弯辊系统的结构
工作辊弯辊系统由操作侧上工作辊弯辊缸块、传动侧上工作辊弯辊缸块、操作侧下工作辊弯辊缸块、传动侧下工作辊弯辊缸块组成，数量各2件，这些缸块分别安装在轧机的入口侧和出口侧。在操作侧上工作辊弯辊缸块和传动侧上工作辊弯辊缸块之间设有上工作辊换辊辊道，而下工作辊
换辊轨道在下工作辊弯辊系统中给出（
见图2，图3）。
工作辊弯辊系统共有8个缸块，每个缸块上设有3个弯辊缸，其中的2个为正弯辊缸，1个为负弯辊缸。
每个轴承座由4个正弯辊缸和2个负弯辊缸驱动来实现正负弯辊。弯辊缸采用26MPa 的高压油路。活塞直径由最大弯辊力、辊系重量及系统背压共同确定。工作辊弯辊缸在活塞及活塞杆密封两侧均布置有导向带，以此来提高密封的使用寿命。 1.2工作原理
换辊时，上工作辊弯辊缸伸出到最大行程，将
1.一重集团大连工程技术有限公司工程师，辽宁大连116600
电子定时器
UCM 工作辊弯辊系统结构及辊系强度校核
韩家亮1
摘要：简要介绍UCM 轧机工作辊弯辊系统的结构及工作原理，详细分析工作辊辊系的结构，使用有限元对工作辊辊系重要部件轴承座和工作辊扁头进行强度分析和校核，以此指导实际设计工作。关键词：工作辊弯辊系统；工作辊辊系；有限元
受电弓试验台打包流水线中图分类号：TG333文献标识码：A 文章编号：1673-3355（2019）01-0006-04
Structure of WR Bending System and Intensity Check of UCM Mill Han Jialiang
Abstract:This paper briefly introduces the structure and principle of the WR bending system,analyzes the structure of the WR system in detail and uses the FEM to analyze the strength of the important parts of WR system like WR chocks and WR flat head so as to guide the actual design work.
Key words:WR bending system ；WR system ；FEM
10.3969/j.issn.1673-3355.2019.01.006
图1工作辊弯辊系统与工作辊辊系装配
示意图
一重技术
1—操作侧上工作辊弯辊缸块；2—操作侧下工作辊弯辊缸块；3—传动侧上工作辊弯辊缸块；4—
传动侧下工作辊弯辊缸块；5—上工作辊换辊辊道。
图2工作辊弯辊系统结构示意图
图3工作辊弯辊系统三维示意图
上工作辊轴承座顶起到换辊位置。在换辊推拉车作用下，上工作辊轴承座在弯辊缸缸杆上开始滑行，当轴承座滚轮与轨道接触后，上工作辊轴承座开始在轨道上行走。当传动侧工作辊轴承座经过操作侧缸块时，由于传动侧轴承座滚轮跨距大，可使滚轮与轨道始终处于接触的状态，为避免此时传动侧轴承座与操作侧弯辊缸的缸杆接触，在设计时，使传动侧轴承座高于操作侧轴承座5mm，所以传动侧弯辊缸块高于操作侧弯辊缸块5mm。推入新辊的过程与拉出旧辊相反。
轧机工作辊弯辊系统的16个正弯辊缸由1个伺服阀控制，8个负弯辊缸由1个饲服阀控制，以便弯辊缸的动作能够同步。由此便可以实现正负弯辊的无死区控制，根据板型仪反馈的带钢表面的平直度来控制正负弯辊力的大小。工作辊弯辊是有效补偿工作辊弯曲变形的重要手段，由弯辊力作用引起的辊系挠曲变形必然会影响到辊系之间的压力分布及工作辊与轧件之间的压力分布，进而改变工作辊的弹性变形和轧件的边部厚度。
2工作辊辊系
2.1工作辊辊系的结构
等离子割工作辊辊系由操作侧轴承座、工作辊辊子、端盖、传动侧轴承座、轴承、密封、定距套等零件组成（见图4）。操作侧轴承座通过止口与操作侧弯辊缸块配合定位，在弯辊缸的作用下上下滑动，为此，所有接触面需要涂抹润滑脂，操作侧轴承座的外侧由工作辊轴端挡板锁紧。本文工作辊采用四列圆锥辊子轴承，轴承形式上既可以选择敞开式轴承，也可以选择封闭式轴承。封闭式轴承在防止乳化液对轴承使用寿命影响上效果比较好，但同等规格型号的封闭式轴承的承载能力比敞开式轴承的承载能力小，所以在满足工作辊技术条件要求的前提下推荐使用封闭式轴承。定距套与端盖负责将轴承的内、外圈分别固定，其中，轴承内圈一般需要调整出0.2~0.35mm间隙，轴承外圈通过调整垫片组与端盖靠紧。为了防止乳化液进入轴承，在轴承的两侧都要安装旋转油封防止乳化液进入到轴承中。
包边角钢
2.2工作辊辊系的强度校核
工作辊辊系强度校核包括轴承座的强度及工作辊扁头强度校核等，本文以某机组为例，对该机组的工作辊轴承座及工作辊辊子输
入轴的扁头强度进
行校核。
1—操作侧轴承座；2—工作辊辊子；3—端盖；4—传动侧轴承座；5—轴承；6-密
封；7—定距套。
图4工作辊辊系结构
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图8操作侧轴承座应力图
图9传动侧轴承座应力图
图5上工作辊辊系简化模型
图6上工作辊辊系网格划分
（1）工作辊轴承座强度校核
笔者用INVENTOR 建立起某轧机工作辊操作侧和传动侧轴承座的三维模型，按照上、下工作辊辊系的工况设置的边界条件，采用Workbench13分别对上、下工作辊操作侧、传动侧轴承座的应力进行数值模拟计算。
在本文实例中，工作辊在支承辊下方，用来完成板带的轧制。该轧机的工作辊由齿轮箱驱动，工作辊轴承座起支撑作用，上工作辊轴承座在工作中承受正负弯辊力的作用（见图5）。
上工作辊辊系网格划分采取以六面体为主，四面体为辅的分块精细网格划分方法，其中，工作辊轴承座的网格尺寸为20mm ，其余的为30mm 。共
得到1976288个节点，1093084个单元（见图6）。
该机组的轧制力为12000kN ，工作辊正负弯辊力为+300/-150kN ，笔者取极端工况下的正弯辊
力计算上工作辊辊系的应力变形状况（见图7）。
该工作辊的材料为ZG270-500，屈服极限为270MPa 。通过计算得到操作侧和传动侧轴承座最大von -mises 应力分别为为108.46MPa 、105.48MPa （见图8，图9），可以看出应力集中在轴承座的两侧腰部。计算得到的安全系数为2.49。
（2）辊子扁头强度校核
电机的扭矩通过万向接轴传递到工作辊传动侧扁头上，扁头及卡环的强度对工作辊的正常工作起着非常重要的作用（见图10）。
扁头的网格划分以六面体为主，四面体为辅的分块精细网格划分方法，网格尺寸为10mm ，在扁头及卡环倒角处精细划分网格（见图11）。
扁头的边界条件为扭矩85kNm ，另外一端固
定支撑（见图12）。
工作辊的材料为MC5，屈服极限为800MPa 。通过计算得到扁头最大von-mises 应力311.67MPa
图7上工作辊辊系载荷
图
一重技术
六种焊缝各设置一个焊接见证件，共八个焊接见证件。
4结语
本文通过对不同堆型反应堆压力容器见证件的设置要求进行分析，结合标准要求规范，总结反应堆压力容器见证件的设置原则。并针对某三代核电
RPV 运用设置原则对见证件的设置要求进行剖析，希望为国内制造核电反应堆压力容器提供借鉴。
参考文献
[1]胡欢.核反应堆压力容器及制造[J].新技术新产品，2010，04：20-25
[2]冶金辉，李宏艳.稳压器筒体焊接见证件裂纹探析[J].科技创
新论坛，2011，05：187-188.收稿日期：2018-08-23
图10扁头三维简化模型图11扁头网格模型
（见图13），扁头的应力集中为扁头与滑板接触的边缘，卡环根部的最大应力为297MPa 。扁头安全系数为2.57。
3结语
橄榄采摘机本文对UCM 轧机工作辊弯辊系统的结构及工作辊弯辊系统的工作原理进行了简要的分析介绍，详细论述了工作辊辊系的结构及工作辊辊系的强度校核方法。进行工作辊辊系的强度校核时要分别计算工作辊辊系轴承座及工作辊辊子输入端扁头，通过有限元分析计算，得出工作辊轴承座在最大弯辊力作用下的应力及工作辊辊子在最大扭矩作用下的应力，然后根据相关材料参数，求出轴承座及工作辊扁头的安全系数，该校核方法对工作辊精确设计工作具有一定的指导意义。
参考文献
[1]刘笑天.ANSYS Workbench 结构工程高级应用[M].中国水利水
电出版社，2015：74-75.收稿日期：2018-03-18
图12扁头受力模型图13扁头应力图
（上接第12页）
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