邱东

（二重集团公司重型机械设计研究院，四川　618000）

摘　要: 通过介绍应用在中厚板热矫直机辊系中的背衬轴承的结构特征和安装要求，论述了使用背衬轴承作支承辊的矫直机的技术优势，着重阐明了选用背衬轴承做热矫直机支承辊的注意事项。

关键词：中厚板；热矫直机；背衬轴承；安装

矫直机是中厚板热轧生产线上的重要设备。在现代中厚板热轧生产线上，通常布置 2 台 ～ 3台矫直机。而Z主要的一台是布置在轧机的延伸辊道之后、冷床之前，用于对轧制(或快冷) 后钢板所产生的不同程度的桡曲、瓢曲、波浪、镰刀弯和歪扭等缺陷进行矫正的热矫直机。另外，在轧线热处理区和精整区末端，还布置有温矫直机和冷矫直机，进一步对成品钢板的平直性进行矫正。

中厚板矫直机通常使用上下工作辊交错布置的平行辊矫直机，工作辊数量在 5 根 ～ 11 根之间。随着轧钢技术的快速发展，尤其是现代高强度材料迅速增多，钢铁生产企业对矫直机的性能要求也越来越高。为了满足这些要求，在矫直机工作辊的数量没有发生变化的情况下，通过增大矫直机的矫直力来达到生产要求是常用的方法。由于矫直机的矫直力主要由支承辊来承受，如何让矫直机的支承辊能承受更大的载荷是我们研究的目标。近年来，在设计矫直机辊系时，逐渐出现了采用背衬轴承来直接当支承辊用的趋势。通过在单位长度范围内增加支承轴承的数量或接触宽度，从而实现增大矫直力的目的。

在中厚板热轧生产线上分布的几台矫直机中，热矫直机是工作频率Z高、负荷Z重、工作环境Z差的一台，所以本文将以背衬轴承作为热矫直机支承辊为例进行分析说明，而背衬轴承在温矫直机和冷矫直机中的应用会相对容易一些。由于该结构在国内外使用还不广泛，我公司结合国内外制造与使用的实际情况，也仅在个别钢厂的热矫直机辊系改造时进行了尝试。

1　背衬轴承的结构形式

1.1 常规背衬轴承的结构形式

背衬轴承是一种外圈特别厚的滚动轴承，Z早在多辊的森吉米尔冷轧机上作为Z外端的支承辊用。通常，背衬轴承为圆柱滚子轴承或圆锥滚子轴承，可采用带或不带整体式挡边的双列或三列圆柱滚子轴承。无挡边轴承的优点在于结构简单、径向承载能力高，但缺点是不能承受轴向负荷，需要在外圈和支承鞍座侧面之间设置青铜或塑料止推垫圈。带有挡边的轴承不需要止推垫圈，轴承本身能够同时承受径向力和一定的轴向力，轴承两侧可以加密封，内圈上可以设置润滑槽来向轴承供应润滑剂。

1.2 热矫直机支承辊用背衬轴承的结构形式

某钢厂 3800 mm 热矫直机辊系中使用的背衬轴承的结构轮廓图，见图 1。

该背衬轴承具有如下结构特征: 

(1) 轴承为双列圆柱满滚子轴承，内圈带润滑油沟。

(2) 轴承内外圈均带有挡边。外圈带有固定挡边，内圈带有活动挡边。活动挡边在安装时进行轴向定位。

(3) 轴承采用双层密封。内层为耐高温氟橡胶 J 型油封，外层为金属保护装置，主要防止细小氧化铁皮进入。

(4) 外圈两端带有大圆弧过渡面，防止出现边部应力集中现象。

2　背衬轴承的安装形式和安装要求

在中厚板热矫直机中，由于工作辊的辊身较长，辊间距又要求较小，致使矫直辊的辊径较小，刚度很差，需要在其下部安装强力的支承辊来提高刚度。为了保证强度与刚度，支承辊通常都会做成多段，本文所述案例就直接用背衬轴承来做支撑。

工作时，矫直机的矫直力由工作辊传递至支承辊( 即背衬轴承) 上，背衬轴承再将所承受的载荷通过心轴均匀地传递给支座以及辊座、机架底座等。矫直力在支承辊各背衬轴承处的分布是否均匀主要取决于背衬轴承的尺寸精度、设备的制造精度以及安装精度等。

2.1 安装形式

某钢厂 3800 mm 热矫直机直接采用背衬轴承作支承辊的辊系结构简图，见图 2。

从图中可知，每根工作辊下布置有 6 组支承辊部件，即 6 套单组背衬轴承。

单组背衬轴承直接作支承辊的结构形式如图3 所示。

该种结构中间为背衬轴承，两端支座直接固定支撑心轴，每两个轴承和三个支座为一组，两个轴承相对矫直辊中心交错布置，?个轴承轴线相对于矫直辊轴线的偏移量为 70 mm。轴承选用SKF 的背衬满滚子轴承，基本额定动负荷 1060kN。由于每根工作辊下面布置有 6 组这样的支承辊部件，则单根工作辊下面支承辊累计能承受总的基本动负荷为: 12 × 1060 = 12720 kN。背衬轴承与工作辊共有 12 处接触部位，累计接触长度为: 12 × 1