《軋制成形設(shè)備》課件：第3章

1、(1)調(diào)整軋輥工作輥軸線的距離，即調(diào)輥縫（壓下量，平行度）；(2)調(diào)整軋制線位置；(3)調(diào)整軋輥軸向位置，使有槽軋輥對準(zhǔn)孔型；(4)對鋼板軋機(jī)，調(diào)整輥型；(5)更換軋輥或處理事故時(shí)，需要的操作。第3章軋輥調(diào)整機(jī)構(gòu)及上輥平衡裝置3.1 軋輥調(diào)整裝置的作用與類型（1）按用途分 徑向調(diào)整裝置：平行度、輥縫、軋制線 軸向調(diào)整裝置：對準(zhǔn)孔型、輥型（2）按調(diào)整對象分上輥調(diào)整裝置（壓下裝置） 二三四輥軋機(jī)上，手動(dòng)、電動(dòng)、液壓 下輥調(diào)整裝置（壓上裝置） 板帶軋機(jī)、三輥型鋼軋機(jī), 中輥調(diào)整裝置三輥軋機(jī) 立輥調(diào)整裝置 特殊軋機(jī)軋輥調(diào)整裝置（3）按驅(qū)動(dòng)方式分手動(dòng)調(diào)整裝置優(yōu)：結(jié)構(gòu)簡單、價(jià)格低；缺：壓下速度低 電動(dòng)調(diào)整

2、裝置 液壓調(diào)整裝置優(yōu)：響應(yīng)快、反應(yīng)短、調(diào)整精度高；缺：費(fèi)用 高、行程有限。 軋輥調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)在很大程度上與軋輥的調(diào)整速度、調(diào)整距離、調(diào)整頻率和調(diào)整精度有關(guān)，各類軋機(jī)的上輥調(diào)整速度如下表 1、上輥手動(dòng)調(diào)整裝置（手動(dòng)壓下裝置） 主要用在橫列式型鋼軋機(jī)(1)斜楔調(diào)整方式(2)直接轉(zhuǎn)動(dòng)壓下螺絲的調(diào)整方式(3)圓柱齒輪傳動(dòng)壓下螺絲的調(diào)整方式(4)蝸輪蝸桿傳動(dòng)壓下螺絲的調(diào)整方式 后兩種使用較多。 3.2 手動(dòng)調(diào)整裝置 2.中輥手動(dòng)調(diào)整裝置 三輥型鋼軋機(jī)的中輥是固定的，中輥調(diào)整裝置只是按照軸承襯的磨損程度調(diào)整軸承的上瓦座，保證輥頸與軸承襯之間的合適間隙 ，調(diào)整量較小，常用斜楔機(jī)構(gòu)。 3.下輥手動(dòng)調(diào)整裝置

3、三輥型鋼軋機(jī)上，下輥調(diào)整裝置的作用與上輥調(diào)整裝置作用相同，即調(diào)整輥縫。 結(jié)構(gòu)有： 壓上螺絲式：圓柱齒輪傳動(dòng)，優(yōu)：調(diào)整量大。 斜楔式：橫楔式：用于橫列式軋機(jī) 縱楔式：用于縱列式或連續(xù)式軋機(jī)。4.應(yīng)用主要用于型鋼軋機(jī)和線材軋機(jī)P11圖16：手動(dòng)壓下、壓上裝置 電動(dòng)壓下是最常使用的上輥調(diào)整裝置，通常包括：電動(dòng)機(jī)、減速器、制動(dòng)器、壓下螺絲、壓下螺母、壓下位置指示器、球面墊塊、測壓儀等部件。分類：快速壓下裝置； 板帶軋機(jī)壓下裝置一、快速壓下裝置（不“帶鋼”壓下） 主要用在上輥調(diào)節(jié)距離大、調(diào)節(jié)速度快以及調(diào)節(jié)精度要求不高的軋機(jī)上，如初軋機(jī)、中厚板軋機(jī)、連軋機(jī)的粗軋機(jī)。1工藝特點(diǎn)（1）行程大，速度快、調(diào)整精度

4、相對較?。?）調(diào)整時(shí)，不帶軋制負(fù)荷，即不“帶鋼”壓下。2要求（1）慣性小、便于頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)；（2）傳動(dòng)效率高、工作可靠；（3）具有克服壓下螺絲阻塞事故的機(jī)構(gòu)。（1）采用立式電動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸與壓下螺絲平行布置，圓柱齒輪傳動(dòng)。優(yōu)點(diǎn)：傳動(dòng)效率高、零件壽命長。 常用的電動(dòng)壓下行程指示器有兩種形式： A機(jī)械指針盤讀數(shù)指示器；多用于初軋機(jī)或開坯機(jī)上，誤差較大，指示精度不高(P50頁圖） B數(shù)字顯示管指示器；廣泛用于熱連軋機(jī)上，指示精度取決于壓下螺絲到指示器之間傳動(dòng)鏈的精度。 傳動(dòng)軸與壓下螺絲交叉布置，圓柱齒輪和蝸輪副聯(lián)合傳動(dòng)。 用在壓下速度不太快的板坯軋機(jī)上。 （2）采用臥式電動(dòng)機(jī)注：自整角機(jī)是利用自整步

5、特性將轉(zhuǎn)角變?yōu)榻涣麟妷夯蛴山涣麟妷鹤優(yōu)檗D(zhuǎn)角的感應(yīng)式微型電機(jī)，在伺服系統(tǒng)中被用作測量角度的位移傳感器。 快速電動(dòng)壓下裝置由于其壓下行程大，壓下速度快、動(dòng)作繁、而且不帶鋼壓下，故生產(chǎn)中易發(fā)生壓下螺絲的阻塞事故。 原因：由于操作失誤、壓下量過大等原因造成卡鋼、“坐輥”或壓下螺絲超限提升而發(fā)生壓下螺絲無法退回事故。此時(shí)，壓下螺絲上的載荷超過了壓下電機(jī)允許的能力，電機(jī)無法啟動(dòng)，上輥不能移動(dòng)、軋機(jī)不能正常工作 因此，為了處理堵塞事故，很多軋機(jī)都專門設(shè)置了壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)。 主要發(fā)生在初軋機(jī)上（尤其是立式電動(dòng)機(jī)壓下），表現(xiàn)在軋制過程中，已停止轉(zhuǎn)動(dòng)的壓下螺絲自動(dòng)旋松，使輥縫值變動(dòng)，造成軋件厚薄不均，嚴(yán)重影響軋

6、件質(zhì)量。原因：壓下螺絲升角大于或接近螺絲、螺母間的摩擦角。防止措施：(1)加大壓下螺絲止推軸頸的直徑，并在球面銅墊上開孔；(2)適當(dāng)增加螺絲直徑。在螺矩不變的條件下，增加螺絲直徑不僅能增大摩擦阻力矩，而且還有減少螺紋升角，增強(qiáng)自鎖性的作用。 軋件薄而長，軋制速度快、產(chǎn)品精度要求高；（1）軋輥調(diào)整量較??；最大提升200-300mm，一般軋制時(shí)只有10-25mm，最小時(shí)只有幾個(gè)um。（2）調(diào)整精度高；公差：中厚板0.08mm，板帶0.015mm，冷軋時(shí)更小。 因此要求調(diào)整精度在公差范圍以內(nèi)。（3）“帶鋼”壓下；（4）必須動(dòng)作快、靈敏度高；（5）軋輥平行度要求嚴(yán)格。（兩端分開及單獨(dú)調(diào)整）二、板帶軋機(jī)

7、電動(dòng)壓下裝置（1）圓柱齒輪蝸輪副傳動(dòng)圖2.3-5（2）兩級(jí)蝸輪副傳動(dòng) 圖2.3-4（3）行星齒輪傳動(dòng) 軋輥平衡裝置是上輥徑向調(diào)整裝置的組成部分之一，它與軋輥的壓下裝置配套共同完成上輥的升降動(dòng)作。一、軋輥平衡裝置的作用1、消除間隙，防止沖擊；2、改善咬入條件；3、壓下螺絲反轉(zhuǎn)時(shí)，提升上輥4、在四輥板帶軋機(jī)上，避免工作輥與支承輥間打滑。1、彈簧平衡裝置 用在上輥調(diào)整量很小（不大于50-100mm）的型鋼、線材軋機(jī)上。優(yōu)點(diǎn)：簡單可靠，價(jià)格便宜。缺點(diǎn)：換輥時(shí)需要人工拆裝彈簧，費(fèi)力、費(fèi)時(shí)。彈簧的平衡力通過螺母調(diào)節(jié)。上輥下瓦座平衡彈簧拉桿螺母 教材P11圖1-6中12為平衡彈簧，彈簧的平衡力通過螺母調(diào)節(jié)。

8、 用在軋輥調(diào)整量很大的軋機(jī)上，如初軋機(jī)、板坯軋機(jī)、厚板軋機(jī)以及大型鋼軋機(jī)的開坯機(jī)上。 結(jié)構(gòu)：P50圖2.3-6。平衡力通過調(diào)整平衡錘在杠桿上的位置。 優(yōu)點(diǎn)：工作可靠，操作簡單，調(diào)整行程大。 缺點(diǎn)：軋機(jī)的基礎(chǔ)深而結(jié)構(gòu)復(fù)雜、慣性力很大，易造成沖擊。下輥上輥橫梁上輥軸承座支桿2、重錘平衡裝置（1）八缸式平衡裝置 四個(gè)液壓缸安裝在下工作輥軸承座中支承上工作輥軸承座，平衡上工作輥組和上支承輥本體的重量，在有的軋機(jī)上這四個(gè)液壓缸還有工作輥彎曲缸的作用，用來調(diào)整輥型。四個(gè)液壓缸（較大的）平衡支承輥軸承座與壓下螺絲的重量。 結(jié)構(gòu)不同時(shí)，液壓缸的安裝位置可能不同。 應(yīng)用：主要用在四輥板帶軋機(jī)上。 優(yōu)點(diǎn)：結(jié)構(gòu)緊湊

9、，使用方便，易于操作，便于換輥，可控制板型。 缺點(diǎn)：投資較大，維修也較復(fù)雜。 結(jié)構(gòu)3、液壓平衡裝置 工作輥與八缸類似，只是支承輥平衡方式不同。P52圖2.3-8。支承輥則用位于機(jī)架上面中央位置的一個(gè)液壓缸通過兩根拉桿和兩個(gè)橫梁來平衡。 優(yōu)點(diǎn)是簡化了下支承輥軸承座的加工，此外換輥也更方便。（2）五缸平衡裝置 通常，平衡力取被平衡重量的1.2-1.4倍，即過平衡系數(shù)K為 K1.2-1.4 PKG對彈簧平衡系統(tǒng)，上輥移動(dòng)會(huì)引起彈簧平衡力的變化，故K可適當(dāng)取大值。當(dāng)采用重錘平衡時(shí)，平衡錘相對于杠桿支點(diǎn)的力矩比被平衡部件的力矩大20-40%。采用液壓平衡時(shí)，平衡力P反映在液壓缸的工作壓力p上， 式中G：

10、被平衡零部件的總重量；n：平衡液壓缸的數(shù)量； d：液壓缸的柱塞直徑；K：過平衡系數(shù)，1.2-1.4。 對于四輥軋機(jī)：工作輥（平衡缸的工作壓力）： G 包括上工作輥系、上支承輥本體支承輥： G 包括支承輥軸承、壓下螺絲、球面墊、上支承輥本體。-也將上支承輥本體的重量計(jì)算在內(nèi)，是為了保證換輥的需要。24dnGKp三、上輥平衡力的確定 四輥軋機(jī)工作輥平衡力，除了考慮上述因素外，還應(yīng)考慮支承輥與工作輥間不打滑的要求。工作輥與支承輥接觸表面不打滑條件是：軋機(jī)空載加、減速時(shí)，主動(dòng)輥?zhàn)饔糜诒粍?dòng)輥表面的摩擦力矩應(yīng)大于被動(dòng)輥的動(dòng)力矩。1、工作輥驅(qū)動(dòng)，支承輥從動(dòng)時(shí)，不打滑條件為：(以支承輥為研究對象）式中： ：工

11、作輥與支承輥之間的摩擦系數(shù)， 0.1； Q：上工作輥給支承輥的正壓力； D2、d2：分別是支承輥的輥身及輥頸直徑；2)(375)(22222222dQdtdnGDDQ22222222)(5 .187)(DQddtdnDGDQ（GD2）2：支承輥的飛輪力矩；（dn/dt）2：支承輥的角加速度； Q2：支承輥軸承上所受的力； 2：支承輥軸承的摩擦系數(shù)。(dn/dt)1Q(dn/dt)2Q2 2、支承輥驅(qū)動(dòng)，工作輥從動(dòng)時(shí)，不打滑條件： 式中D1、d1：分別是工作輥的輥身及輥頸直徑； (以工作輥為研究對象） （GD2）1：工作輥的飛輪力矩； （dn/dt）1：工作輥的角加速度； Q1：工作輥軸承上所受

12、的力； 2 ：工作輥軸承的摩擦系數(shù)。2)(375)(21111121dQdtdnGDDQ11111112)(5 .187)(DQddtdnDGDQ 則上工作輥的平衡力P為： PQG 式中G ：上工作輥平衡系統(tǒng)被平衡件的總重量。 比較PQG 與P（1.2-1.4）G，二者取大值。一、壓下螺絲1、組成 頭部：與上軋輥軸承座接觸，承受來自輥頸的壓力和上輥平衡裝置的過平衡力； 本體：傳遞力及運(yùn)動(dòng)； 尾部：承受驅(qū)動(dòng)力矩。尾部頭部2、結(jié)構(gòu)（1）頭部 為了防止端部磨損，并使軋輥軸承具有自位性，端部做成球面形狀，與球面銅墊形成止推軸承。凸形：老式，但使凹形球面墊（青銅，耐壓性能高）承受拉應(yīng)力，易破碎；凹形：凸

13、形球面墊受壓應(yīng)力，強(qiáng)度提高。裝配式：增大球面止推軸頸，使摩擦力矩Mf增大，防止自松，用在自鎖性差的初軋機(jī)上。 滾動(dòng)止推軸承：用在“帶鋼壓下”時(shí)，為使電機(jī)功率減少與增加啟動(dòng)速度。（2）本體 帶螺紋，與壓下螺母的內(nèi)螺紋配合。 鋸齒形：傳動(dòng)效率高，主要用在快速壓下裝置，如不帶鋼壓下（初軋機(jī)），手動(dòng)調(diào)整裝置。 梯形：強(qiáng)度大，主要用于軋制負(fù)荷較大的軋機(jī)，如冷軋帶鋼軋機(jī)。 通常為單線螺紋，在初軋機(jī)等快速壓下裝置有時(shí)用雙線或多線螺紋。（3）尾部 方形：鑲有青銅滑板，主要用于快速壓下裝置的壓下螺絲上，如初軋機(jī)。 花鍵形：承載力大，多用在低速重載的帶鋼軋機(jī)。 帶鍵圓柱形：僅用在輕負(fù)荷的調(diào)整機(jī)構(gòu)中，包括手動(dòng)在內(nèi)。

14、（1）壓下螺絲的外徑d0，螺矩t 壓下螺絲上承受的力與軋輥輥頸（四輥軋機(jī)為支承輥）上的作用力數(shù)值相同，對板帶軋機(jī)而言，P1P/2。 經(jīng)過對壓下螺絲和軋輥輥頸的強(qiáng)度計(jì)算公式進(jìn)行比較、整理、簡化，可得： d0 =(0.55-0.62)d 式中: d為軋輥輥頸直徑，對四輥軋機(jī)則是支承輥輥頸直徑。公式中較小值用于鐵質(zhì)軋輥，系數(shù)較大值用于鋼質(zhì)軋輥，公式求出d0后按GB圓整。 壓下螺絲的螺距t應(yīng)按所選定的螺紋外徑d0在有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中選取，通常： 開坯軋機(jī)：t=(0.12-0.16) d0 型鋼軋機(jī)：t=0.1 d0 四輥熱連軋帶鋼軋機(jī)：t=(0.025-0.05) d0 四輥冷帶鋼軋機(jī)：t0.017 d03、

15、壓下螺絲的主要參數(shù)(2)壓下螺絲的強(qiáng)度校核 壓下螺絲主要受軸向壓力作用，由外徑d0確定出主要參數(shù)后，便可按其強(qiáng)度條件對壓下螺絲進(jìn)行強(qiáng)度校核。 式中d min：壓下螺絲最小直徑，一般在螺絲頭端接近止推銅墊（或推力軸承）處； P1：作用在螺絲（軋輥輥頸）上的最大壓力； b：壓下螺絲材質(zhì)的強(qiáng)度極限； n：壓下螺絲強(qiáng)度計(jì)算的安全系數(shù)，一般選取為6。(P55) 一般壓下螺絲的長徑比往往小于5，不必進(jìn)行穩(wěn)定性校核，如長徑比大于5，需校核穩(wěn)定性。 ndPb2min14壓下螺母是軋機(jī)機(jī)座中重量較大的易損零件。國產(chǎn)1150初軋機(jī)和4200厚板軋機(jī)的壓下螺母重達(dá)1.8t和4.1t。螺母通常用貴重的耐磨的高強(qiáng)度青銅

16、或黃銅鑄成。1、齒形與壓下螺絲相嚙合，也有鋸齒形和梯形之分，依壓下螺絲而定。2、壓下螺母的高度H通常選用耐磨青銅，其薄弱環(huán)節(jié)是擠壓強(qiáng)度，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式：H（1.2-2） d03、螺母的外徑D壓下螺母的外徑D根據(jù)它的端面和機(jī)架在接觸面上的擠壓強(qiáng)度選定，根據(jù)經(jīng)驗(yàn)公式： D（1.5-1.8）d0 式中d0：壓下螺絲外徑二、壓下螺母1、靜力矩（M0j） 在計(jì)算壓下電動(dòng)機(jī)的功率之前，首先計(jì)算壓下螺絲的傳動(dòng)力矩。傳動(dòng)壓下螺絲所需的靜力矩，也就是壓下螺絲的阻力阻力矩，包括止推軸承的摩擦力矩和螺紋之間的摩擦力矩。 Mj=Mj1+Mj2 式中Mj：作用在壓下螺絲上的靜力矩； Mj1：螺紋之間的摩擦力矩； Mj2：

17、止推軸承的摩擦力矩； 其中Mj1 P：作用在每根壓下螺絲上的力； d2：壓下螺紋的中徑； ：壓下螺絲的摩擦角， ，螺紋之間的摩擦系數(shù)0.1， 為螺紋工作面牙形角，鋸齒形螺紋為3. ：螺紋升角，壓下時(shí)用正號(hào)，提升時(shí)用負(fù)號(hào)， t螺矩。)(221tgdPMjcos1utgdta三、壓下電動(dòng)機(jī)的功率 其中Mj2的計(jì)算為：式中 ：壓下螺絲頭部端面與球面墊間的摩擦系數(shù)， 0.15-0.18； ：推力軸承摩擦系數(shù)， 0.01； d3：壓下螺絲端頭直徑； ：推力軸承平均直徑。作用在壓下螺絲上的力P的計(jì)算分兩種： 對不“帶鋼”壓下的初軋機(jī)和板坯粗軋機(jī) P（QG）/2式中Q：上軋輥平衡力； G：被平衡部件（包括軋

18、輥組件，壓下螺絲）的總重量。 通常Q（1.2-1.4）GP（0.1-0.2）G “帶鋼”壓下的軋機(jī)（冷、熱軋帶鋼軋機(jī)） P P/2式中 P ：軋制力，此時(shí)過平衡力（QG）與軋制力相比可忽略不計(jì)。 2322322PjjdPMdPM（Nm）（球面墊）（Nm）（推力軸承）2Pd2 22 壓下電機(jī)傳動(dòng)的靜力矩：式中 i：總傳速比； ：總傳動(dòng)效率；2、動(dòng)力矩MOD 作用在壓下電機(jī)軸上的動(dòng)力矩，產(chǎn)生在電機(jī)頻繁起動(dòng)且對起動(dòng)的速度有一定要求時(shí)，其值為： 式中 ：折算到壓下電機(jī)軸上全部轉(zhuǎn)動(dòng)零件的飛輪力矩； ：壓下電機(jī)的角加速度， 200-600r/min/siMMjj0dtdnGDMD375202GDdtdn/

19、dtdn/作用在壓下電機(jī)上的力矩M包括靜力矩M0j和動(dòng)力矩M0D，即： MM0jM0D所以，每根壓下螺絲所需的功率： (kw) 式中n：電機(jī)額定轉(zhuǎn)數(shù)，r/min； i：傳動(dòng)系統(tǒng)總速比； ：傳動(dòng)系統(tǒng)總的機(jī)械效率。iMnN95503、壓下電機(jī)的功率1、具有高的響應(yīng)速度 以往復(fù)運(yùn)動(dòng)的液壓缸取代壓下螺絲，免去了大量的轉(zhuǎn)動(dòng)零部件，大大地減少了運(yùn)動(dòng)件的慣量，從而獲得了極高的響應(yīng)速度。2、調(diào)整精度高 運(yùn)動(dòng)慣性極小，液壓傳動(dòng)有良好的剛性，因而負(fù)載運(yùn)動(dòng)時(shí)速度波動(dòng)小，可以獲得很高的定位精度。 最小可控移量：電動(dòng)0.01mm，液壓0.001mm3、過載保護(hù)簡單可靠 液壓系統(tǒng)有自動(dòng)及快速的卸壓裝置，可以防止軋輥及其軸

20、承的過載和破壞。4、可靈活地改變軋機(jī)的當(dāng)量剛度，實(shí)現(xiàn)對軋機(jī)從“恒輥縫”到“恒壓力”的控制，以適應(yīng)各種軋制及操作情況。5、簡化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，傳動(dòng)效率高，又便于快速換輥，提高軋機(jī)作業(yè)率。 液壓壓下裝置是目前軋機(jī)壓下裝置中最先進(jìn)的一種型式，當(dāng)代高速、高精度的帶材軋機(jī)以裝備液壓壓下裝置為鮮明的特征。通常習(xí)慣將配置有液壓壓下裝置的軋機(jī)稱為液壓軋機(jī)。1、液壓缸的結(jié)構(gòu) 活塞式更普遍 柱塞式2、配置（1）壓下式 將液壓缸懸掛在上支承輥軸承座和機(jī)架上橫梁之間。 優(yōu)點(diǎn)：工作環(huán)境好，維護(hù)方便；電液伺服閥可裝在液壓缸附近，提高響應(yīng)速度。 缺點(diǎn)：結(jié)構(gòu)復(fù)雜，造價(jià)高，（吊掛裝置） 液壓缸行程較大。 應(yīng)用：主要用在冷連軋機(jī)組或

21、平整機(jī)上。（2）推上式 主要安裝在熱連機(jī)組的最后一架上，也可用于冷連軋機(jī)組中。 優(yōu)點(diǎn)：拆裝方便。AGC：Automatic gauge control.液壓AGC：采用液壓壓下的軋件厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)。1、組成部分（1）測厚部分主要檢測軋件的實(shí)際厚度。X測厚儀：以X射線管作射線源，測量方式分單光束、雙光束兩類，可 連續(xù)測量，測量范圍015mm，最大達(dá)26mm，設(shè)定精度為0.1%。同位素測厚儀：采用90Sr、106Ru(釕 (ruthenium)、241Am(一種放射性金屬元素,用高能氦核轟擊鈾而產(chǎn)生 americium元素符號(hào)Am)、137Cs、60Co作為放射源，測量范圍根據(jù)測量射源強(qiáng)度及被測金屬材料在05mm, 040mm或45100mm間選擇，精確度為0.1%0.15%。，廣泛用于冷、熱帶鋼軋機(jī)和鋁材軋機(jī)的厚度檢測。激光測厚儀。三、液壓AGC（2）厚度比較和調(diào)節(jié)部分 主要檢測軋件的實(shí)際厚度與軋件的給定厚