谷瑞杰，张淑莲，杨大祥，高宏章，辛宏斌，成小乐

(1．西北工业大学材料学院，陕西 西安 710072;2．中国重型机械研究院有限公司，陕西 西安 710032;3．金属挤压与锻造装备技术国家重点实验室，陕西 西安 710032)

0 前言

大型风电设备的投产、航天事业大型运载火箭的发展和重型机械行业超大型法兰、轴承、齿圈的应用对超大型高强度环件的需求不断增大。环件轧制成形是通过轧辊对环件局部作用使得环件半径不断长大的连续局部成形工艺［1，2］，该成形工艺对设备吨位较自由锻造小的多，而且生产效率和材料利用率也很高，特别是径轴向轧制(图1)不仅可以控制环件的径向轧下厚度，还可以控制环件的轴向轧下高度，其产品尺寸精度和内部组织均比纯径向轧制有了很大程度的提高。目前环件径轴向轧制已经成为生产超大型环件的最佳加工方法［3-5］。

超大型环件径向轧制设备主要是实现环件壁厚方向的压下，其框架采用了先进的上下双动梁柱式组合结构 (图2)，该结构中间梁固定，后端的动梁和前端的芯辊及其支撑梁通过拉杆连接构成封闭框架，环件轧制时，径向轧制油缸力作用于动梁上，带动动梁、拉杆和芯辊及其支撑梁组成的框架移动，从而产生环件径向轧制的进给运动。径向轧制设备工作时，动梁承受主油缸的作用力，并将该轧制力通过拉杆传给芯轴及其支撑梁，其强度和刚度必须满足设备的需求。本文采用有限元方法对超大型环件径向轧制设备的动梁进行了受力分析，并基于此对动梁结构进行了优化设计，获得了可以满足设备功能需求的动梁结构。……