吕阳阳，刘睿平，张志娜，马续创，鞠 航

(中国重型机械研究院股份公司，陕西 西安 710032)

0 前言

开卷机是冷轧连续带材生产中的关键设备之一，广泛应用于主机和各种精整机组当中，主要用于对带材进行开卷和产生后张力，对精整机组的稳定高效生产起着重要的作用。然而，开卷机由于其结构设计不合理以及受力复杂等原因，在实际使用过程中，极易出现主轴断裂，轴承损坏，扇形板开裂等问题，极大的阻碍了正常的生产[1-3]。此外，随着我国制造业的高速发展，带材高精度和高质量的要求也对相应的开卷机等生产设备稳定可靠运行提出了更高的要求。因此准确分析开卷机各主要零件受力情况及存在问题，进而对其结构进行优化设计，对带材的安全高效生产具有重要的意义。

针对开卷机张力建模计算、工艺参数优化、卷筒和扇形板结构设计等方面，国内外相关学者和工作人员已经开展了广泛的研究[4-6]。开卷机在工作过程中，主轴承受了长期循环的交变载荷，且由于主轴结构特点的原因，在工作过程中主轴不同位置受力不均匀以及极易产生应力集中的现象，这也容易引起主轴在设备运行过程中发生断裂失效的事故。王秀霞[7]等针对主轴轴承频繁粉碎损坏的故障，通过计算分析和优化尺寸，提高了设备的使用寿命。葛国军等[8]对通过对胀缩缸推力的计算和主轴受力情况的分析，根据主轴承受的弯矩和扭矩对主轴进行强度校核来验证所设计的主轴是否可靠。……