辊型设计

在轧制中为了保持钢板的平直以及厚度均匀，就必须要在轧制过程中保持辊缝的形状均匀和对称，尽可能的平行。因此必须根据轧辊弹性变形等有关情况，预先将轧辊设计为一定的形状，以保证轧制过程中辊缝的形状均匀、对称和尽可能的平行。这种轧辊形状称为辊型，设计轧辊形状的过程称为辊型设计。

原始辊型的合理确定或设计是以正常生产条件下相对稳定的轧制负荷、辊身温度及辊身磨损特点为依据而进行的。它在本质上起到了抵消和补偿各种因素相互影响的作用，以保证钢板横向厚差（断面凸度）最小。^[1]

原始辊型的设计依据是：

式中——原始辊型；

——热凸度，凸辊型为正，凹辊型为负；

——磨损凸度；

f——上下工作辊的弹性变形（挠度）之和，。

由于轧辊磨损很难事先确定，所以工作辊的原始辊型只由轧辊弹性变形和热凸度决定，磨损则靠换辊、轧制规格调整等方式来补偿。^[1]

辊型设计的主要步骤分四步：

第一步是求出弥补轧辊变形造成钢板厚度不均所需要的辊型值（凸度或凹度）；

第二步是选择合理的辊型形式，并分配总凸度值；

第三步是合理地设计辊型曲线；

第四步是根据轧辊的磨损状况，制定合理的换辊制度。^[1]

一般进行辊型设计时应考虑以下一些因素。

1．钢材矫直质量

辊型设计者不仅要设法使钢材出矫直机后达到国家标准的要求，而且要考虑缺陷的消除。例如，钢材在连续矫直过程中，由于某种原因，辊面产生瘤子或其他缺陷，影响钢材表面质量，在考虑辊型设计时，应为消除辊面缺陷创造方便条件。

2．轧制后成品断面

轧制某些异形钢材的热轧成品孔形状，有时与标准形状不同，因而进行矫直辊型设计时，必须与之相适应。例如，槽钢有直轧法和大斜度弯腰轧制法。采用前一种方法轧制时，在辊型设计中则应侧重考虑钢材腰宽公差的波动程度；采用后一种轧制方法时，在辊型设计中不但考虑腰宽波动而且应侧重考虑钢材的整形。

3．矫直机的开口度

矫直辊辊环直径和辊型工作直径的设计应根据矫直机的节距和开口度而定。在一般情况下，上辊和下辊工作辊径之和之半加上被矫钢材的厚度应小于矫直机的节距和矫直机的开口度。

4．矫直机轴向串动情况

对于使用年久、机体和各部零件磨损严重、矫直辊在轴上固定不牢、轴向串动量大的矫直机，在辊型设计时，必须适应上述特点，以弥补设备缺陷的不良影响，特别是工、槽钢侧壁斜度的设计更应注意。

5．操作方便安全

为了保证钢材在矫直辊中处于稳定状态，辊型设计者应使辊型和钢材的接触面积尽量增大。此外，在确定辊型放置位置时，还应考虑钢材的珏；状、冷却后的变形方向及操作上的安全与方便来决定。

6．矫直产量

对下辊传动的矫直机，当上下辊径不一致时，应尽量加大下辊工作直径，以提高矫直线速度。增大下辊辊径是挖掘矫直机潜力、提高矫直产量的主要措施之一。

7．辊型圆角

辊型圆角的圆弧半径一般均和钢材断面圆弧半径一致。在不影响矫直质量的前提下，尽量避免辊型有尖角部位，以免辊子淬火时，产生应力集中，而使该部位烧坏或淬裂。^[2]