本次选题为φ130mm二辊实验小型轧机的主机改造，即在在传统的轧机理论基础上进行部分的改进和创新，尽量使轧机在改造后的各方面性能得到完善和优化。并且尝试利用有限元分析的方法对轧机的轧制系统进行性能分析，分析出轧机轧制系统的失效形式，了解轧辊、以及主要零件损坏原因，针对具体的轧机系统、损坏形式采取相应措施，轧辊失效可以得到有效控制，可以最大限度降低辊耗，从而提高轧辊的使用寿命，提高轧钢生产的质量与效率。

2.轧制系统主要设备（轧钢机）概述

    轧钢生产是将钢锭或钢坯轧制成钢材的生产环节。用轧制方法生产钢材，具有生产率高、品种多、生产过程连续性强、易于实现机械化自动化等优点。因此，它比锻造、挤压、拉拔等工艺得到更广泛地应用。轧钢机是轧钢生产过程主要的同时也是最重要的生产设备。轧机牌坊和轧辊的弹性变形直接影响到产品的最终断面形状和尺寸精度，对轧机牌坊和轧辊弹性变形的分析，可为设备结构的优化设计和制定优化的轧制工艺制度提供理论依据；轧辊和轧机机架是轧制力的主要承载体，其强度是否满足要求直接关系到设备的安全生产。

    轧钢机的主要设备是由一个或数个主机列组成的。轧钢机的主机列是由原动机，传动装置和执行机构三个基本部分组成的。单道轧制系统的基本思路为由电动机为主动机，通过带轮及减速器来降低电动机的转速，由减速器双轴输出，用万用联轴器联接两根装有轧辊环的轴。

图2-1 φ130两辊小型实验轧机

图2-2 轧制系统结构示意图

1——电动机；   2——带传动；    3——一级双轴输出减速器；

4——联轴器；    5——轧辊

    （1）电动机：电动机电能转换成机械能，为整个轧机提供动力，位于整个轧制系统的首端，轧钢机的电动机的形式的选择与轧钢机的工作制度有着紧密的联系。设计的轧钢机是轧制速度不需要调节的不可逆式轧钢机，采用异步电动机。异步电动机主要用在有剧烈尖峰负荷的轧机上，为了减少电动机的容量，有时装有飞轮，异步电动机投资费用较底，在小形轧钢机上很适合。

    （2）带传动：带传动是一种挠性传动，位于电动机之后，将电动机产生的机械能往后传递，当主动带转动时，利用带轮和传动带间的摩擦啮合作用，将运动和动力通过传动带传递给从动轮。

    （3）减速器：在轧钢机中减速器的作用将电动机较高的转速变成轧机所需的转速，因而可以在主传动中选用价格较底的高速电动机。确定是否采用减速器的一个重要条件，就是比较减速器及其摩擦损耗的费用是否低于低速电机的与高速电机的之间的差价，一般情况下，当电机的转速小于200—250转/分才采用减速器。

    （4）联轴器：联轴器包括电机联轴器和主联轴器，电机联轴器用来连接电动机与减速器的主动齿轮轴；而主联轴器则用来连接减速器与机轮机座的传动轴，既自减速器将转矩传至齿轮机座的主动齿轮。

    （5）轧辊：轧辊是轧钢机中直接轧制轧件的主要部件。在轧制的过程中，轧辊直接与轧件接触，强迫轧件发生塑性变化，与此同时，轧辊承受着巨大的轧制压力作用，并由于轧辊本身的旋转使其应力随时间作周期性的变化。