1.3  课题的研究内容及意义

    不论何种形式的轧机，机架都是其主要结构件，在轧制过程中都伴随着机架的受力和变形，因此本文针对南钢中板厂四辊精轧机开口度跳动过大的技术难题,采用初等弹性理论和三维数值方法,计算轧机轧制过程的机架各部分应力数值，为解决开口度跳动过大的技术问题提供理论依据。

本课题的主要研究内容如下：

    利用材料力学原理简化机架模型并计算其各部分应力值；

轧机机架处理为理想弹性体，运用ANSYS建立牌坊的三维弹性模型，讨论分析轧制变形过程中机架应力分布。

通过分析机架数值计算的结果，为计算开口度跳动过大问题提供理论依据。

轧制产品是在变形了的弹性体——轧辊作用下生产出来的，因而轧辊的弹性变形直接影响到产品的最终断面形状和尺寸精度，对轧机机架和轧辊弹性变形的分析，可为设备结构的优化设计和制定优化的轧制工艺制度提供理论依据。运用有限元数值模拟建立模型，可以方便、有效、直观地预测和计算轧辊和牌坊的弹性变形和应力分布；可以预测轧辊和牌坊在产生变形时各部位的受力状况，便于明了设备的薄弱环节和校核设备强度等。从而能够摸清现有设备的负荷水平，在保证设备安全运转的条件下，充分发挥现有设备的潜力，以达到高产、优质、低消耗的目的。

2  四辊精轧机机架强度理论计算

2.1 四辊精轧机概述

2.1.1四辊精轧机的发展

18世纪末，英国H. 科特首创水力驱动的二辊轧机；1779 年， J. 皮卡德用蒸汽机驱动轧机，使轧机得到广泛的应用；1848 年，德国发明万能式轧机；1891年，美国钢铁公司创建四辊厚板轧机；1897 年德国成功地应用电动机驱动轧机；到20 世纪，美国J. B. 泰勒斯发明带钢热连轧机组，同期美国又出现宽带冷轧机；30 年代开始有带钢冷连轧机组；50 年代以后，张力和板型控制的大型冷连轧机组得到发展，同期还发明了连续铸坯机，基本上取代了粗轧机，与热连轧机构成联合机组[2]。

四辊轧机是为了解决板、带材厚度和宽度的矛盾而设计的，随着工业技术的不断进步，对板、带材的宽度要求越来越高。如果要轧制宽板、带材，则需要增加辊身长度，轧制力作用于轧辊两端，轧辊中间产生弯曲，导致板、带材厚度不均。为了轧出宽而薄的板、带材，设计了四辊轧机（图1），较粗的支承辊用来限制轧辊的弯曲变形，较细的工作辊用来减小接触面积，实现较薄材料的轧制[6]。来~自^751论+文.网www.751com.cn/

现在板带轧机发展，尤其是为数众多的四辊轧机，出现一种新趋势，即要优先考虑投资效益和产品质量，而不仅仅是高的生产能力。在规划新的板带轧机时，必须考虑下列因素[1]：

①带钢的高质量，即尺寸精度，机械性能、工艺性能和表面质量都要优异。

②产品范围广。

③生产灵活性大。

④作业率高，操作稳定。

⑤全盘自动化。

⑥实行分期建设，以减少基建投资和提高投资效益。

⑦降低操作费用，节省人工、材料和能源。