自80年代以來(lái)，國(guó)內(nèi)外大型板帶熱（冷）連軋機(jī)均配置了彎輥裝置，普遍存在工作輥軸承壽命短，甚至發(fā)生燒熔事故，使得維修工作量增加，作業(yè)率降低，成本提高，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，嚴(yán)重困擾著軋制生產(chǎn)。目前，準(zhǔn)確計(jì)算和測(cè)量單列滾動(dòng)軸承承載時(shí)的載荷分布是比較困難的事，探索多列滾動(dòng)軸承載荷分布乃是世界上許多研究者倍加關(guān)注的問題。軋機(jī)軸承屬多列滾動(dòng)軸承，由于軋機(jī)載荷大和輥系空間小等條件限制，軸承座必須是比較單薄的結(jié)構(gòu)。這種特殊的結(jié)構(gòu)必然使軸承載荷分布發(fā)生變化。R. L. Ebaugh和J. V. Poplawski曾在Iron & Steel Engineer上撰文論述了操作條件和維護(hù)與工作輥軸承性能之間的關(guān)系，給出了采用非接觸問題的有限元法的計(jì)算結(jié)果，該結(jié)果與實(shí)際尚有較大差距，并且沒有實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。目前有關(guān)對(duì)軋機(jī)軸承載荷分布的測(cè)量報(bào)道較少，主要是由于軋機(jī)軸承系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜性，又要在運(yùn)轉(zhuǎn)狀況下測(cè)量工作載荷，使測(cè)試難度增大。關(guān)于對(duì)熱連軋機(jī)軸承徑向載荷分布的測(cè)試，尚未見報(bào)道。軋機(jī)屬于重載機(jī)構(gòu)，計(jì)算軋機(jī)軸承載荷應(yīng)考慮到構(gòu)件變形、不均勻溫度場(chǎng)、間隙、沖擊、摩擦與潤(rùn)滑等因素的影響。在一些重載機(jī)構(gòu)或構(gòu)件剛性相對(duì)較小的機(jī)構(gòu)中，構(gòu)件的變形將顯著影響機(jī)器的運(yùn)行行為。因此，設(shè)計(jì)這類機(jī)構(gòu)時(shí)，必須納入構(gòu)件變形的影響，以使所設(shè)計(jì)的機(jī)構(gòu)在負(fù)載狀態(tài)仍能保持剛性構(gòu)件假設(shè)下所具有的運(yùn)動(dòng)、承載特征。軋輥為彈性體，受載彎曲是不可避免的，因而傳統(tǒng)四輥軋機(jī)的工作輥軸承中存在嚴(yán)重的偏載行為。這一問題長(zhǎng)期以來(lái)一直沒有引起人們的足夠重視，由此引發(fā)的軸承低壽命、異常燒損和疲勞剝落等損失。經(jīng)過(guò)十多年的探索，我們利用軋機(jī)綜合自位理論對(duì)軋機(jī)軋軸承約束機(jī)構(gòu)進(jìn)行了全面改造，從根本上解決軋機(jī)燒損軸承問題。該方法為多列軸承均載特性研究創(chuàng)出了一條新路，為提高大型軋機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)和軋鋼生產(chǎn)質(zhì)量創(chuàng)造了條件。理論分析和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)結(jié)果都充分驗(yàn)證了自適應(yīng)均載裝置的合理和正確性。該方法為多列軸承均載特性研究創(chuàng)出了一條新路，為提高大型軋機(jī)設(shè)計(jì)技術(shù)和軋鋼生產(chǎn)質(zhì)量創(chuàng)造了條件。 本成果是針對(duì)延長(zhǎng)軋機(jī)軸承壽命開展了軋機(jī)軸承載荷特性理論研究、工程測(cè)試研究及軋機(jī)軸承自適應(yīng)均載等方面的研究。 在國(guó)家科技部、山西省科技廳和寶鋼的項(xiàng)目支持下，完成了軋輥軸承和軸承座的受熱和受力分析、軋機(jī)工作輥軸承易損的新理論研究、軸承座及軸向固定裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸承座及軸向固定裝置結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)、軸承及軸承座載荷分布及溫度分布的理論研究、試驗(yàn)研究及工業(yè)考核等工作。在以下幾方面獲得了創(chuàng)新性成果。 （1）用三維彈性有摩擦接觸邊界元法專用程序分析彎輥力作用下的軸承的負(fù)荷特性，用邊界元法或有限元法分析軸承的熱變形，在此基礎(chǔ)上，研究并發(fā)現(xiàn)了工作輥多列軸承偏載及各列偏載狀況； （2）用軋機(jī)綜合自位理論發(fā)明出新型軸承座約束桿系機(jī)構(gòu)，在彎輥力和軸向力聯(lián)合作用下，既能軸向固定軋輥且能保證自位性能； （3）研制出軸承座與彎輥柱塞間的聯(lián)接副代替原高速機(jī)構(gòu),即可保證軸承座自位又可增強(qiáng)承受彎輥力能力。 （4）優(yōu)化軸承座鏜孔曲線，使其在高速下受熱變形后各列軸承間隙相同，保證均載。 （5）給出了軸承各列輥?zhàn)訌较蜉d荷、工作輥軸向力，軸承座及軸承溫度等測(cè)量技術(shù)； 該研究為從根本上解決了大型軋機(jī)軸承壽命短的問題奠定了理論基礎(chǔ)，成果已用于寶鋼2050熱連軋機(jī)上，有效地解決了軋機(jī)組合軸承長(zhǎng)期困擾的短壽燒損問題。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)在線對(duì)比測(cè)試顯示，本裝置將組合軸承原偏載系數(shù)偏載系數(shù)1.47降低至1.04；原偏載率下降80%以上，將進(jìn)口德國(guó)SKF組合軸承壽命由3209小時(shí)提高至10670小時(shí)，國(guó)產(chǎn)瓦房店組合軸承壽命由1300h提高到4120小時(shí)，以取得了顯著的經(jīng)濟(jì)效益，并對(duì)我國(guó)實(shí)現(xiàn)大型板帶軋機(jī)成套設(shè)備國(guó)產(chǎn)化具有重要意義。 該項(xiàng)研究獲得專利4項(xiàng)（發(fā)明專利1項(xiàng)、實(shí)用新型專利3項(xiàng)），在機(jī)械工程學(xué)報(bào)、工程力學(xué)等一級(jí)學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文20余篇。取得了良好的社會(huì)效益。