预应力轧机

预应力轧机(prestressed rolling mill)

在轧制前对轧机施加预应力，在轧制时就可抵消一部分机座的变形量而使轧机的刚度提高，这种类型的轧机称为预应力轧机。

对轧机施加预应力，使轧机在轧制前就处于受力状态的轧机。轧制时，在轧制力的作用下，轧钢机工作机座和其上的零部件要产生弹性变形。轧钢机座的弹性变形量主要由以下几部分组成：机架立柱的弹性拉长，横梁的弹性弯曲，压下螺丝与螺母的弹性压缩，轴承与轴承座的弹性压缩，轧辊的弹性弯曲和弹性压扁(见轧辊弹性压扁)。另外，由于轧制力的作用，机架产生弹性变形，工作机架零部件间的间隙消失，使得在轧制瞬间轧辊辊缝值增大，因而轧件的实际轧出厚度为：

h=S ΔS’

式中S为轧制前的辊缝值(空载辊缝)，mm；ΔS’为轧制时轧辊辊缝的增加量，mm；简称辊缝弹跳或辊跳；h为轧件的实际轧出厚度，mm。

轧制时在轧制力作用下，轧钢机座中所有零部件间的间隙首先被压缩消失，此时可认为机座与其上的各零部件为一整体，当继续受力后，机座的变形将符合虎克定律，即机座的弹性变形量与轧制力成正比，与轧机刚度系数成反比：

ΔS=P/K_m

式中P为轧制力，kN；K_m为轧机刚性系数，kN/mm；ΔS为轧钢机座总的弹性变形量，mm。显然，轧件的实际轧出厚度与轧钢机的刚度系数有关，在同样的受力情况下，轧机刚度系数越大，辊跳量越小，越有利于提高轧件的尺寸精度。

对轧钢机架施加预应力的结果，一方面可以消除或减少机座中各零部件间的间隙量，减少轧钢机座中总变形量的非线性部分；另一方面在预应力作用下，改变机架的受力情况，增大轧机的刚度系数，使机架的弹性变形量减少，从而提高轧制产品的精度。

施加预应力的方法很多，在开口式轧机中一般对机架立柱和机架盖施加预应力，如图1-a所示，即在机架与立柱间加入一个带螺丝扣的拉杆，上面旋有螺母，旋紧螺母就可以对整个机架施加一个压力。在闭口式轧机或无牌坊轧机中，一般是在轴承座之间施加预应力，在轴承座间对称设置四个可调的顶杆(承受压力)，作为预紧装置或是在闭口式轧机的立柱内孑L装入尾端有螺纹的压杆，旋动压杆也可以产生预应力，见图1中1-b所示。

预应力轧机示意图a一开口式预应力轧机；6闭口式预应力轧机1一立柱；2机架盖；3一拉杆；4螺母；5一压杆预应力轧机的主要缺点是有液压螺母。采用液压螺母必须有高压油泵和一套油压系统，从而使轧机结构复杂了；为了保证密封良好，还要求加工精度高。如果液压螺母漏油的话，卸载时紧固螺母松不开，就得采用笨重的方法或破坏方法勉强卸下，给生产带来麻烦，这在一定程度上限制了它的使用和发展。

预应力轧机在德国和俄罗斯等国家得到广泛应用，主要用于改造旧轧机或对短应力线轧机施加预应力，更进一步增强轧机的刚度，提高轧制产品的尺寸精度。

现代轧机发展的趋向是连续化、自动化、专业化,产品质量高,消耗低。60年代以来轧机在设计、研究和制造方面取得了很大的进展，使带材冷热轧机、厚板轧机、高速线材轧机、H型材轧机和连轧管机组等性能更加完善，并出现了轧制速度高达每秒钟 115米的线材轧机、全连续式带材冷轧机、5500毫米宽厚板轧机和连续式 H型钢轧机等一系列先进设备。轧机用的原料单重增大，液压 AGC、板形控制、电子计算机程序控制及测试手段越来越完善，轧制品种不断扩大。一些适用于连续铸轧、控制轧制等新轧制方法，以及适应新的产品质量要求和提高经济效益的各种特殊结构的轧机都在发展中。