VC轧辊套筒及芯轴关键结构参数的优化设计

VC轧辊作为高效控制带钢质量的机型之一,国内虽有大量生产应用经验但缺少关键的自主设计方法。为此,首先从VC轧辊过盈装配后的基本结构出发,考虑套筒服役周期内的厚度变化,分别从轧辊强度、密封、相对滑动和有效凸度方面分析,确定了VC轧辊优化设计的关键结构参数为套筒厚度、原始过盈量、油腔宽度。进一步在国内某进口VC轧机的结构参数和实际生产工艺参数的基础上,分别分析各关键结构参数对套筒凸度、实际过盈力分布、加油压原始过盈力、加油压原始过盈量的影响,并在关键结构参数对各工艺参数影响的基础上,分别确定了各关键结构参数的设计重点和设计思路。最后,综合考虑VC轧辊的强度、密封、避免相对滑动以及接触疲劳的安全性,以极限生产工艺和极限工作状态为优化设计的前提,给出了VC轧辊关键结构参数优化设计的评价指标、目标函数和约束条件,确定了优化设计的整体流程方法。将优化设计方法应用到国内某进口VC轧机,并对比轧机结构的现有参数与设计参数下强度安全系数、相对滑动安全系数和目标函数。分析得出设计参数相比于现有参数而言,在保证套筒凸度和密封性的前提下,实现了强度安全性、避免相对滑动和过盈力分布均匀性的整体提升。优化设计方法的建立为VC轧辊的设计和校核技术提供了理论参考,具有一定的实际应用价值。