考虑摩擦因素的辊间法向接触刚度模型

随着板带产品不断提高的质量需求,对板带轧机装备精度的要求也日益严格,轧机装备的精度是保证产品质量的基础。板带轧机辊间接触刚度是保证产品质量的基础参数,也是关于轧制过程稳定性的重要参数。当前,轧机辊间接触刚度模型仅考虑辊系弹性变形与受力的关系,而轧辊在其上机服役的周期内,轧辊表面状态不断恶化,辊间接触摩擦状态发生变化,传统辊间接触刚度模型未考虑辊间接触摩擦因素,导致模型不能准确反映轧制过程中随轧辊表面状态对辊间接触刚度的影响。为了对轧机辊间接触刚度进行全面深入的研究,需要建立考虑摩擦因素的辊间接触刚度模型。基于上述问题,以分形理论为基础对轧辊粗糙表面进行建模,通过分析轧辊粗糙表面微凸体接触的变形状态与辊系曲面接触特征,建立了考虑摩擦因素的辊间法向接触刚度模型,并以2250mm热轧机为例,研究了分形参数、辊间接触参数与辊系尺寸对辊间接触刚度的影响规律。通过研究发现,分形维数、分形粗糙度与辊间接触刚度的关系分别为正相关与负相关,两者共同指示了轧辊表面越粗糙辊间接触刚度越小。同时,随着辊间接触摩擦因数的增大,辊间接触刚度逐渐减小,辊间接触载荷与辊径越大,辊间接触刚度越大。所建立的模型可为评价轧机装备精度提供参数基础与理论依据。