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有色金属加工:液压胀形辊过盈配合密封可靠性的探讨

2022-12-07

【作 者】王龙

【前 言】

液压胀形辊的辊体结构需要满足多个方面的要求,主要包括密封性、承载能力、结构保持能力等因素。辊体的密封性要求是重中之重。

【结构】

液压胀形辊初期主要用于黑色金属轧机轧辊使用,特别适用于板形的在线实时调控。液压胀形辊其结构如图1所示。

液压胀形辊由芯轴与辊套组成。在芯轴与辊套之间设有液压腔,高压液体经过回转接头由芯轴进入液压腔。在高压流体的作用下,辊套向外膨胀并产生一定的凸度变形。调整流体压力的大小(常见的控制压力范围为0~50MPa),能实现极平滑地改变辊套凸度,迅速校正辊体的弯曲变形,从而实现对板形的控制[1]。在辊体结构上,辊套与芯轴两端在一定轴向长度内采用过盈配合,可以实现对高压液体的密封,同时在承受轧制载荷时传递扭矩并保证轧辊的整体高度。

在金属板带轧制实际应用中,液压胀形辊既可以用于工作辊,也可以用作支承辊。对于黑色金属和有色金属轧制过程中的板形控制均有明显的效果[2]。

【结 论】

(1)适当的过盈配合能满足液压胀形辊的设计及使用需求,采用0. 3 mm过盈量时,能够在控制压力为50MPa时,辊体正常工作;

(2)在超高压状态下,可通过胀形辊配合面的接触压应力进行密封性判定。当配合面接触压应力大于胀形辊内部液压控制压力时,即可认为实现了良好密封。本文中,在控制压力为50MPa时,过盈配合面接触压应力为170一240 MPa,大于控制压力,能够良好密封;

(3)本文通过有限元模拟,获取了在多组控制压力下辊体的应力和位移变化数据,相关数据能够用于辊体结构强度校核和密封有效性判断。据此得出的结论与工程设计实物验证一致。

以下是正文:

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