扶志刚 姜永正 吴国兵 王文韫 彭延峰

(1:湖南华菱湘潭钢铁有限公司 湖南湘潭 411101；2:湖南科技大学机械设备健康维护湖南省重点实验室 湖南湘潭 411201)

1 前言

轧机辊端关节是广泛应用于各大轧钢厂的大型通用设备，用于联接轧制工具与原动力，起传递轧制扭矩的作用。宽厚板轧机工作时辊端关节承受的扭矩达数千牛米，且轧辊正反转时，速度方向快速逆转，存在强烈的非线性冲击特点。在长期的对称应力循环作用下，关节结构强度问题非常突出，疲劳裂纹更是经常发生[1-2]。因此，对关节进行结构优化以提升其扭矩承受能力已经是燃眉之急。然而，宽厚板轧机核心装备技术长期以来为SMS、VAI等国际巨头垄断，轧机辊端关节普遍存在易开裂寿命短问题，每年均需花费较大运维成本用于检修更换辊端关节，有时如控制不当甚至为此发生重特大事故，造成巨大经济损失。近年来，随着我国大型冶金设备的设计制造水平大幅提升，轧机辊端关节开始进行国内自主设计生产之路[3]。因此，开展轧机辊端关节的结构优化研究，对于保障我国钢铁的安全生产，减少高昂的运维成本及提升我国冶金设备自主设计水平具有非常重要的科学与工程实际价值。

作为钢厂必不可少的大型生产工具，轧辊辊端的设计与分析一直是冶金设备行业内的热点，众多研究针对辊端关节的强度问题开展了有限元强度分析，在此基础上提出了对关节的设计和使用方面的建议[4-5]。……