周研 ， 李耀刚

（1.河北联合大学，河北唐山063000；2.唐山钢铁集团有限责任公司设备机动部，河北唐山063000）

0 引言

与其他种类的大型高载荷机械设备类似，轧机在其轧制生产过程中也必然存在着振动现象。系统的外载荷主要为轧制力矩和主电机扭矩。垂直振动的受载系统一般包括轧辊、轴承座、压下系统、弯辊装置、机架等。轧制力、弯辊力、平衡力等是垂直振动系统的主要外载荷。轧机主传动系统的主要振动形式为扭转振动，而轧钢机工作机座的主要振动形式为垂直振动。轧机传动系统的动态特性对轧制质量也有较大的影响，本文以唐钢某厂的冷轧生产线中的六辊轧机为研究对象，对其传动系统关键件万向联轴器进行有限元分析。

1 万向接轴器分析

万向接轴的三维装配图如图1所示。

图1 万向接轴的三维装配图

左端的接轴部分与轧辊相连，右端的接轴与分配箱相连，中间部分靠两个万向节相连。

两个叉头与十字轴都是销孔连接，可以自由转动的，万向联轴器就是通过两个可以自由转动的销孔连接的配合实现“万向”功能的。所以在万向联轴器中叉头和万向接轴均为关键件，其强度是否满足直接影响万向联轴器的传动功能。

下面对叉头及万向接轴进行有限元分析。

1）万向接轴谐响应分析。

虽然模态和谐响应同属于线性分析，本着研究的严谨性，谐响应分析仍然采用0°和12°两种工作状态。

由任务书可知轧制力矩为84 kN·m，力矩由万向接轴接近电机的那端传到轧辊经过了万向联轴器和滚子轴承，查表得传递效率分别为0.96和0.98，电机端扭矩为M，则 M×0.96×0.98=84，得M=89.3 kN·m。……