孙格平 杨秀霞 郭修磊

(1.中钢集团邢台机械轧辊有限公司，河北054025；2.轧辊复合材料国家重点实验室，河北054025)

工作辊辊颈疏松对使用安全的影响

孙格平1、2杨秀霞1、2郭修磊1、2

(1.中钢集团邢台机械轧辊有限公司，河北054025；2.轧辊复合材料国家重点实验室，河北054025)

采用ANSYS对辊颈疏松产生的应力集中进行了模拟计算，通过对比不同直径、轴向、径向位置分布以及距辊颈表面不同距离的疏松边缘应力集中情况，确定辊颈疏松对安全使用的影响程度，并以强度设计时采用的最大剪切应力作为归一标准，确定出辊颈安全使用时可允许的疏松大小。

工作辊；ANSYS；辊颈疏松；应力

轧辊作为厚大断面铸件，凝固过程中蓄热量大，易形成局部顺序凝固的热节，导致该部位产生疏松缺陷，影响强度，给使用带来潜在风险。另外，随着近年来板带轧制幅面不断加宽，轧辊的辊身长度不断增加，轧辊长径比增大，进一步增加了铸造疏松缺陷产生的倾向。随着轧辊长径比的增大，解决疏松的代价越来越大，成本越来越高。为避免疏松对使用安全造成危害，有些厂家对疏松的长度限定在300 mm以内。本文采用ANSYS模拟仿真软件对疏松的大小、位置及分布进行仿真计算，探讨疏松的存在对辊颈性能的影响程度。

工作辊辊颈使用中基本只承受扭矩，我们最担心的是由于疏松的存在，减少了辊颈部位承受扭矩的体积，也即抗扭模量的降低。按照材料力学的理论，疏松的存在对抗扭模量的降低采用以下公式[1](疏松以中空的圆柱体代替)计算：