有色金屬加工：液壓脹形輥過盈配合密封可靠性的探討
2022-12-07【作 者】王龍
【前 言】
液壓脹形輥的輥體結構需要滿足多個方面的要求，主要包括密封性、承載能力、結構保持能力等因素。輥體的密封性要求是重中之重。
【結構】
液壓脹形輥初期主要用于黑色金屬軋機軋輥使用，特別適用于板形的在線實時調控。液壓脹形輥其結構如圖1所示。
液壓脹形輥由芯軸與輥套組成。在芯軸與輥套之間設有液壓腔，高壓液體經過回轉接頭由芯軸進入液壓腔。在高壓流體的作用下，輥套向外膨脹并產生一定的凸度變形。調整流體壓力的大小(常見的控制壓力范圍為0~50MPa)，能實現(xiàn)極平滑地改變輥套凸度，迅速校正輥體的彎曲變形，從而實現(xiàn)對板形的控制[1]。在輥體結構上，輥套與芯軸兩端在一定軸向長度內采用過盈配合，可以實現(xiàn)對高壓液體的密封，同時在承受軋制載荷時傳遞扭矩并保證軋輥的整體高度。
在金屬板帶軋制實際應用中，液壓脹形輥既可以用于工作輥，也可以用作支承輥。對于黑色金屬和有色金屬軋制過程中的板形控制均有明顯的效果[2]。
【結 論】
（1）適當?shù)倪^盈配合能滿足液壓脹形輥的設計及使用需求，采用0. 3 mm過盈量時，能夠在控制壓力為50MPa時，輥體正常工作;
（2）在超高壓狀態(tài)下，可通過脹形輥配合面的接觸壓應力進行密封性判定。當配合面接觸壓應力大于脹形輥內部液壓控制壓力時，即可認為實現(xiàn)了良好密封。本文中，在控制壓力為50MPa時，過盈配合面接觸壓應力為170一240 MPa，大于控制壓力，能夠良好密封;
（3）本文通過有限元模擬，獲取了在多組控制壓力下輥體的應力和位移變化數(shù)據(jù)，相關數(shù)據(jù)能夠用于輥體結構強度校核和密封有效性判斷。據(jù)此得出的結論與工程設計實物驗證一致。
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