四辊轧机是最普通的轧机，它广泛用于钢铁、有色金属的塑性加工中。近年来受市场竞争及用户对产品质量要求的影响，相继开发成功一系列旨在提高产品质量、降低生产成本的新技术，极大地促进了生产。工作辊弯曲技术就是其中之一，它提出于30年代。在轧机上弯曲工作辊已成为获得理想板形和保证表面质量的重要手段之一。几乎所有的轧机均安装了工作辊弯曲装置。结果使轴承的载荷增加，承载环境恶化，但轧机结构上却未做任何变化、轴承的尺寸几乎没有增大，因而轴承的工作寿命大幅度降低，经常发生异常烧损事故，成为轧机的重要大型易损件。频繁发生的轴承事故使轧机开工率降低，生产成本增加，产品质量下降。为达到轴承延寿的目的，已在接触力学、润滑与磨损、加工制造、材料冶金等方面开展了一系列的理论与实验研究，轴承自身的质量有了很大的提高，但轧辊轴承的寿命和工作可靠性仍未能得到大的改善和提高。 本文针对四辊轧机工作辊操作侧滚动轴承，把构成轴承短寿及烧胶矛盾的另一方面——轴承载体作为研究对象，开展轴承的静动态承载行为和自适应均载方法研究。 首先，用机构学的观点对四辊轧机工作辊辊系机构进行分析，发现轧辊弯曲使辊颈倾斜导致轴承中各列滚子的工作间隙不等，引起轴承负荷径向、轴向偏载，偏载系数超过3。这种偏载行为是导致轴承短寿及异常破坏的主要原因。降低或消除这种偏载行为成为工作辊轴承的重要延寿技术途径。 本文完整地提出工作辊操作侧轴承自适应均载原理。以2050CVC轧机为例分析辊系对工作辊操作侧轴承座的约束，抽象出具体的机构杆系，并对该机构进行活动度分析。分析中引入“虚拟弹性铰链”和“等效机构”的概念，解释轧机空载（卸去弯辊力）及负载状态（施加弯辊力）下辊系机构的运动关系。为实现操作侧轴承具有均载特性，对原辊系重新进行杆系综合，保证原有定位要求不变的前提下，给轴承座增加必要的活动度，使轴承座能随辊颈倾斜而摆动，保证轴承中各列滚子的工作间隙相等，从而实现均载。 — ——————————— 燕山大学工学博士学位论文 为定量描述其机理，本文用三维弹性接触边界元法将轧辙轴剽轴承座作为完 整的接触模型，在不同载荷、约束、轴承参数等条件下获得轴承中的三维接触压力 分布及轴承座变形场。还开发了用于检查数据、显示变形的三维表面网格模型自动 生成程序，使边界元法的数据处理更加简明。 其次，对2050CVC轧机工作辊操作侧组合轴承的受载行为进行了全面的在线 测试研究。分别测量了组合轴承的动态径向载荷的列间分布、轴向力及轴承温度， 获得了轴承载荷及温度的动态变化。其中轴承径向载荷动态测试在目前国内外的文 献中，尚未见到这方面的报道。轴向力测试采用了不同于以往的方法，直接测出作 用于工作辊的轴向力，克服了动态过程中弯辊柱塞与轴承座之间的摩擦影响，还可 反映出圆周方向的分布。这次测试使我们对该轧机工作辊操作侧组合轴承的实际运 行行为有了全面了解，测试结果与理论计算基本一致。 最后，基子本文提出的理论，开发研制用于2050CVC轧机的工作辊操作侧组 合轴承座自适应均载机构。在线对比测试表明，轴承中由原来的3以上的偏载系数 降低到二．5以下，证明该机构原理正确、结构合理。该机构同样适用于其它带有弯辊装置的四辊或六辊轧机，用于解决轴承偏载问题。