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  由于对带钢形状和规格的质量发展要求慢慢的升高，因此，生产时要求轧机各部分要保持准确的公差。本文描述轧机牌坊窗口和轧辊轴承座之间的间隙和公差极限，然后阐述其设计的基础原理，同时也提出了衬板材料的标准和不同的试验，这些都为加拿大钢铁公司和世界其它钢厂采用。减少轧机窗口间隙、限制公差，引入新型耐磨材料衬板有助于保持轧辊在机架窗口中的位置，减少振动，消除为减少衬板表面的摩擦系数而引起的对润滑的依赖。

  为了使轧机零部件之间长时间保持较小间隙，就要为轧机提供更好的耐磨材料，这不仅提高带材质量，而且减少轧机的维修时间。

  本文探讨的轧机为二辊万能初轧机、四辊轧机（包括工作辊轴承座弯辊装置），见图1。

  轧件进入轧机轧制，力作用于轧辊，此力传给辊颈。轧辊辊颈上装有轴承座，轴承座由轴承、密封组件以及使轧辊在机架窗口中定位的衬板构成。

  两接触表面之间的高硬度配合多数情况使用合成材料。机架衬板的硬度范围通常为58～62HRC，较轴承座衬板硬4～5度。

  衬板的硬度不仅提高材料的抗磨性能，同时也提高了材料的抗拉强度，且更有效地 防止由于摩擦而产生的划伤或刻痕。高硬度能够最终靠淬火和回火、硬化、渗碳和渗氮等多种途径获得。

  由于轧机窗口中的轧辊受出入轧机的钢带或钢板的力作用，使轴承座撞击机架的一 侧及衬板，因此，衬板材料必须有良好的抗冲击能力。

  轴承座相对于机架运动，因此，在机架和轴承座之间产生了机械滑动。同时，更换轧辊时也产生滑动摩擦，这种类型的摩擦磨损必须得到控制。

  两衬板表面间的磨损率必须加以限制，以延长零部件常规使用的寿命及节约由于更换零部 件而停产的时间及维修费用。低的磨损率与轧机精度和带钢质量是相关的。

  衬板应具有抵抗来自高压喷水的腐蚀和气蚀影响的性能，因为喷射水会在衬板上压出凹点。同时须有抗水和轧辊冷却液锈蚀的能力，锈蚀引起麻点和鳞片使衬板磨损。

  减少接触面中的摩擦系数将减少机架和轴承座之间热能的积累。摩擦与振动相关，而且使轧机模数产生差异，这就是众所周知的滞后现象。摩擦系数能够最终靠选择正真适合的材料或向摩擦面提供润滑得到控制。

  （1）旋转轴承产生的热量使轴承座热量增加（工作辊轴承座工作时候的温度范围在60～ 70℃ ，支撑辊工作时候的温度范围在38～57℃ ）。

  （4）轧辊组件安装在机架窗口，很多生产厂对设定间隙只有少数的科学认识，一条已被接受且实用的规则是在轴承座宽度方向上每1mm允许0．001mm的间隙，轴承座的宽度随轧机的轴承和轧辊设计而决定。现正从事一些研究将轴承座宽度方向的设计间隙每1mm减少0．0005mm。

  图2表示轴承座、轧辊和机架分界面之间的间隙。尺寸A是轴承座和机架之间的间隙，尺寸B是轴承座孔和轴承外圈之间的间隙，尺寸C是辊颈相对轴承内孔的间隙。为了保持分界面磨损最小值，这些公差必须得到精确控制。

  图3表示轴承座对机架间隙及轴承座和机架之间轴承倾斜度的影响，此倾斜度必须 经过控制间隙来限制。

  图4表示轴承宽度L、内径d和轴承座孔尺寸D之间的变动情况。磨损大，间隙也大，并且角度m和n随之增加。轴承座旋转与轴承相对于轴承座孔的角度误差，二者合成产生很大的垂直于轧辊轴承孔的附加推力，这个推力作用在轴承座上。锁门板的倾斜度和它的磨损也增加了附加推力及由角度误差产生的力，见图5。这时，轴承超载运行，常规使用的寿命降低，轴承和轴承座的角度误差也引起轧辊交叉，导致产品翘曲或带钢宽度方向形状误差。多数轧钢厂对轧机机架和轴承座衬板磨损量规定了允许范围，这个值从轧机运转开始就载入史册。表1记载了世界各轧钢厂通用的允许值。

  多年来，此公司建立了几家热轧和冷轧生产厂，即带钢厂、薄板厂和焊管厂。这些轧机对衬板材料、硬度和间隙有较多的选择，见表2、表3、表4。

  在过去十年中，维修部门一直在尝试减少材料消耗并使设计间隙和磨损允许值标准 化。为了更好地稳定轴承座和轧辊在机架中的位置，减少运动间隙，仍有许多工作要做。

  （1）用热塑材料—聚乙烯做成的衬板不仅减少轧机组件的振动，而且可将设计间隙减小到原始设计的1／4～1／2。螺栓孔的应力 用锥形尼龙垫加以限制，见图6。这项工作正在五机架冷轧机和双机架平整机上进行。

  （2）正在用不锈钢覆盖表面的衬板对热轧机做改造。这样可提高衬板表面硬度、抗锈蚀和抗腐蚀和抗老化性能。这种衬板的反面是轧制的低碳钢板（A36，1045），正面则是硬度改进后的AISI420不锈钢，低碳钢保护轧机窗口或轴承座表面免受冲击磨损（常用压制和回火板）。机架衬板的硬度是52～54HRC，轴承座衬板的硬度是50～52HRC。不锈钢之间相对运动有一个附加的好处，即摩擦系数能减小到0．12～0．18，与之比较，碳钢则为0．23～0．5。这种特性有助于平衡机架力的影响并消除传动与机架工作部位之间的力差现象。

  坚固的不锈钢衬板，已安装在立辊轧机上使用，在轧钢厂使用已有很长的时间了。衬板有很长的常规使用的寿命，尽管时常受到很大的冲击力，且受大量水和氧化铁皮的侵蚀。

  （3）液压可膨胀衬板（见图7）已用于五机架冷轧机架上控制和减少轧钢的振动，衬板的正面充气（液）使之保持轧机的间隙并使轴承座在机架中定位。最高压力是690kPa，将产生2．54mm的膨胀量。

  （4）在轴承座装衬板的机加工面上用抗磨混合物粘贴和密封，以便控制轴承座加工表面被水腐蚀、侵蚀和锈蚀。同样，衬板的外表面也应涂上一层干的润滑剂（用钼、石墨和聚四氟乙烯组成的溶剂）以减少对外部润滑系统（即油脂）的依赖。

  （1）对轧机来说，热塑性材料得到普遍应用，对控制轴承座及轧辊的位置，保持精确的间隙和吸振尤为重要。

  （2）使轧机的间隙和允许的磨损值减少到最小，以便控制轴承的位置，避免在轧制状态发生轧辊交叉。

  （5）在轴承座和机架衬板之间涂一些形式的干燥润滑剂以减少滑动摩擦系数并保护衬板不受腐蚀。