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文檔簡介

1多輻軋機冷軋技術(shù)概述冷軋鋼帶的軋制最初是在二輻、四輻軋機上進行的。隨著科學技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展,需要更薄的帶材,原有的四輻軋機已經(jīng)不能滿足這一要求,因為四輻軋機的軋輻直徑比較大,軋制時軋輻本身產(chǎn)生的彈性壓扁值往往比所要軋制的帶材厚度還要大。軋輻的彈性壓扁,在單位壓力相同時,與軋輻直徑成正比。當軋輻材質(zhì)一定時,要減小軋輻的彈性壓扁值,就必須縮小輻徑;而軋輻輻徑的減小,相應又會出現(xiàn)軋輻剛度不夠的問題。為了解決這一對矛盾,便出現(xiàn)了既具有小的軋輻直徑,同時又具有良好剛度的塔形支撐輥系的新型結(jié)構(gòu)軋機一一多輻軋機。最初出現(xiàn)的多輻軋機是六輻軋機,接著發(fā)展為十二輻軋機、二十輻軋機。圖1—1為六輻軋機、十二輻軋機、二十輻軋機的輥系配置示意圖。為了獲得厚度不大于0.001mm的極海帶,還出現(xiàn)了工作輥直徑為2mm的二十六輻軋機,工作輻直徑為1.5mm的三十二輻軋機和三十六輻軋機,其輻系配置示于圖1-2。在多輻軋機的發(fā)展過程中還出現(xiàn)過一些復合式多輻軋機,其輻系配置示于圖1-3。另外,還有諸如MKW(偏八輻)軋機、“Z〃(十八輻)軋機、CR(十二輻)軋機等形式的多輻軋機,其輻系配置示于圖1—4。在諸多的多輻軋機類型中,以二十輻軋機發(fā)展得最為完善,使用得最多、最廣泛。二十輻軋機亦有多種形式。.MKW軋機和"Z”軋機的輥系可以轉(zhuǎn)換成四輻輻系,也可以將四輻軋機改造成MKW軋機和“Z〃軋機。圖1-1六輥、十二輥、二十輥軋機輥系配置圖a-六輥軋機;b-十二輥軋機;c-二十輥軋機圖1-2二十六輥、三十二輥、三十六輥軋機輥系配置圖a-二十六輥軋機;b-三十二輥軋機;c-三十六輥軋機

圖1-3復合式多輥軋機輥系配置圖a-八輥軋機;b-十二輥軋機;c-九輥軋機圖1-4偏八輥、“Z”、CR軋機輥系配置圖

a-MKW軋機(偏八輥軋機);b-雙偏八輥軋機(十六輥軋機);

c-“Z”軋機(十八輥軋機);d-CR軋機(十二輥軋機)圖1-5三十輥軋機輥系配置圖20世紀80年代初我國自行研制成功了三十輻軋機。圖1—5為該軋機的輥系配置圖。軋機工作輻直徑2mm,背襯軸承直徑26mm,軋制金屬及合金,軋制成品最大寬度45mm,最小厚度O.001mm?,F(xiàn)已軋出O.0008mmX40mm極薄鈦帶。1.1多輥軋機的用途多輥軋機的用途主要有以下三個方面:(1)軋制高強度的金屬和合金薄帶材。用四輥軋機冷軋高強度薄帶材,不但不經(jīng)濟,而且在許多情況下在技術(shù)上還不可能達到。比如,銘銀不銹鋼1Crl8Ni9Ti,在變形程度為80%時的拉伸強度達1840MPa,而碳的質(zhì)量分數(shù)w(c)為0.08%的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼08F,在80%變形率時的強度極限僅為696MPa。可見,在其他條件相同的情況下,軋制合金鋼的變形功要比軋制碳素鋼時大得多。為了減小變形抗力,可以采用中間退火(或淬火)、減小工作輥直徑或減小道次壓下量等辦法實現(xiàn)。顯然,采用中間退火(或淬火)及減小道次壓下量的方法是不經(jīng)濟的,并且不可能軋到很薄的成品厚度,而采用減小工作輥直徑的辦法,即采用多輥軋機則是合適的。(2)軋制極薄帶材。軋機的最小可軋制厚度受工作輥直徑的限制,往往軋輥的彈性壓扁值可以同帶材的厚度相比擬,當工作輥本身的彈性壓扁值大于軋件厚度時,就妨礙其繼續(xù)壓下。軋輥的彈性壓扁,在單位壓力相同時,與軋輥直徑成正比。當軋輥材質(zhì)一定時,要減小軋輥的彈性壓扁值,就必須減小輥徑。為了經(jīng)濟而可行地軋制薄帶和極薄帶材,必須采用直徑盡可能小的工作輥。在四輥軋機上采用小直徑工作輥不能保證它們在軋制方向上的穩(wěn)定性和補償用小輥徑而降低的側(cè)向剛度。塔形輥系的多輥軋機很好地解決了使用小直徑工作輥的技術(shù)問題。⑶軋制高精度帶材?,F(xiàn)代四輥軋機(包括VC,HC,UC,HCW,CVC,UPC,PC等軋輥為簡支梁結(jié)構(gòu)的軋機),在控制帶材的厚度精度和平直度方面采取了各種有效措施,并取得了很大成績。20世紀60年代至70年代中期,由于液壓壓下厚度自動控制(HAGC)技術(shù)的采用,帶材縱向厚度精度得到了明顯的提高。但是,由于現(xiàn)代四輻軋機的支撐輻輻子數(shù)量少,支撐輻支點間的距離大,因此產(chǎn)生撓度大。為了進一步增大軋輻的剛度,四輻軋機支撐輻的長度L與直徑D之比值已經(jīng)接近于1,甚至小于1。因此,帶材橫向厚度(或稱橫截面)和平直度(或稱板形)的控制很困難,并且不是隨意的(見圖1-6)。多輻軋機,特別是二十輻軋機,支撐輻數(shù)量多,軋制負荷通過輻系的許多支點傳給機架(部分鉗式軋機除外),因此,軋機輻系的剛度較大;支撐輥的長度與心軸直徑比L/D軸達5.2?30,鋼帶橫向厚度可以用多點調(diào)節(jié)支撐輻心軸的曲線來控制,調(diào)節(jié)非常方便、可靠,從而軋制出橫向精度非常高的帶材。圖1-6二十輥軋機與四輥軋機結(jié)構(gòu)特點比較圖a-ZR-33WF-18〃二十輥軋機;b-①250mm/①600mmX550mm四輥軋機1.2多輻軋機的特點與一般冷軋機相比,多輻軋機具有許多優(yōu)點,其中主要有:(1)工作輻徑小。多輻軋機的最大特點之一就是采用小直徑的工作輻。軋機的輥子數(shù)越多,工作輻直徑可以越小,軋制帶材厚度就越薄。例如:十二輻軋機(ZR15型)的最小工作輻輥徑為12mm,可軋成品厚度O.01mm;二十輻軋機(WV20S—55型)的最小輻徑為5.5mm,可軋成品厚度O.0015mm;二十六輻、三十二輻及三十六輻軋機的工作輻直徑分別為2mm、1.5mm及1.5mm,能夠軋制O.001mm厚的帶材。輻徑與帶材厚度的關(guān)系可以用下式表示:(1-1)_0,28E為.r(K-a)(1-1)式中D 工作輻直徑,mm;E——軋輻彈性模量,Pa;hmin——帶材最小可軋厚度,mm;M——軋輻與帶材間的摩擦系數(shù);K 1.15os,Pa;Os——材料的屈服強度,Pa;O——由帶材張力產(chǎn)生的應力,Pa,并有:O=(Oo+O1)/2Oo 后張力,Pa;O1 前張力,Pa。由上式可以看出,軋制帶材的最小可軋厚度與軋輻直徑成正比。因此,可以用小直徑的、多輻軋機生產(chǎn)用四輻軋機無法軋出的極薄帶材。工作輥徑小,軋制壓力也小。軋制時,被軋帶材對軋輻的總軋制力P可用下式計算:TOC\o"1-5"\h\zP-Fp (1-2)式中P——平均單位壓力,Pa; ^F——接觸面積,mmN對于簡單的軋制情況,當工作輻直徑相同時,軋件對軋輻的接觸面積可用下式計算:F=BVRAh (1-3)式中,B 帶材寬度,mm;R 軋輻半徑,mm;△h 絕對壓下量,mm。從式1-3可以看出,接觸面積與軋輻半徑的平方根成正比。當帶材寬度、壓下量相同時,輻徑越小接觸面積也越小。從式1-2、式1-3可以得出:軋輻直徑的減小導致變形區(qū)接觸面積減小,從而使軋制力減小。在軋制條件相同的情況下,二十輥軋機的軋制壓力約為四輻軋機的1/3?1/4。表1-1列出了在①215mm/①560mmX450mm四輻冷軋機及ZR-33WF-18”二十輥森吉米爾冷軋機上,將3.0mmX350mm的08F鋼卷軋到O.354mm厚的成品,在相同軋制條件下的軋制壓力和能耗比較(詳見附表1、附表2)。表1-l四輻軋機與二十輥森吉米爾軋機軋制力及能耗比較表道次123456789帶厚/mm2.251.801.451.17O.95O.76O.60O.47O.345壓下量/mm0.750.45O.35O.28O.22O.19O.160.10O.116壓下率/%25.O20.O19.4419.3118.8020.OO21.0521.6724.68總壓下率/%25.040.O51.6761.0068.3374.6780.OO84.3388.20入口張力/kN5.138.655.654.754.253.849.645.341.9、出口張力/kN38.655.655.654.754.253.849.645.341.3軋制速度/m?s-11.502.052.102.302.903.303.603.803.80軋制力/kN四輥173816591660163015211442138512971276二十輥581522502481435405380337312主電機功率/kW四輥187209224217227230223201188二十輥200210222215222223216186166軋制壓力的減小,會減小軋輻撓曲變形;相應地也會減小軋輥與帶材間的摩擦發(fā)熱和軋輥的磨損。工作輥徑小,軋制變形區(qū)長度小,在給定的軋制壓力下可增大壓下率,在具有較大帶材張力的情況下,可獲得大的道次壓下率(達60%),總的壓下率可達90%以上;工作輥徑小,工作輻彈性壓扁小,允許無中間退火或淬火,可以較少的軋制道次軋制難變形金屬及合金薄帶材。工作輥徑小,變形區(qū)小,摩擦阻力小,帶材的寬展也隨之減小,這樣會減少某些帶材裂邊趨勢。(2)塔形輻系。.塔形輻系是多輻軋機結(jié)構(gòu)的另一大特點。塔形輻系使軋制壓力呈扇形傳遞給外層支撐輥。塔形輥子層數(shù)越多,即輥子數(shù)越多,外層支撐輥承受的軋制壓力就會越小,軋輥的撓曲變形量就越小。塔形輻系結(jié)構(gòu)能夠很好地保證小直徑工作輥在垂直平面和水平面內(nèi)具有較大的剛度和穩(wěn)定性,從而保證軋制的穩(wěn)定性,減小軋輻撓曲變形量。(3)多支點梁支撐輥結(jié)構(gòu)。一般冷軋機僅通過簡支梁結(jié)構(gòu)的支撐輻輥頸將軋制力傳遞給軋機機架的兩片牌坊;而大多數(shù)的多輻軋機,是將軋制力經(jīng)多支點支撐梁結(jié)構(gòu)的外層支撐輻通過鞍座均勻地傳遞給機架。由于工作輻較小,因而產(chǎn)生的軋制壓力也較小;較小的軋制壓力,經(jīng)塔形輻系將其呈扇形分散到外層支撐輻,再通過鞍座均勻地傳給牢固的機架。因此,軋機剛度較大,軋輻撓曲變形較小,加上多輻軋機具有的特殊的徑向及軸向輻型調(diào)節(jié)系統(tǒng),從而可以軋制高精度的成品帶材。(4)軋機體積小、質(zhì)量輕。多輻軋機體積小、質(zhì)量輕。與四輻軋機相比,二十輻軋機的質(zhì)量大致為前者的1/3,設(shè)備總質(zhì)量約為前者的一半。因此,多輻軋機可減少車間生產(chǎn)面積,降低車間高度,減小天車起重噸位,減小磨床及其他輔助設(shè)備的噸位,從而減少基建投資;另外,工作輥徑小,更換十分方便,可以減少輔助時間,提高生產(chǎn)率;工作輻有效利用率高,并在經(jīng)濟上有理由采用硬質(zhì)合金工作輻,生產(chǎn)成本降低。例如:ZR-33WF-18〃森吉米爾二十輻軋機,工作輻輥徑使用范圍為①47.96?①29.18mm,有效利用率達63%。正是由于多輻軋機的上述特點,也隨之帶來設(shè)備制造、安裝調(diào)整的復雜性;輻系的冷卻比較困難,限制了軋制速度的提高。目前二十輻軋機的設(shè)計最高軋制速度為 1067m/min(1959年WF公司ZR21-44”軋機,軋制馬口鐵);生產(chǎn)中出現(xiàn)斷帶時,機內(nèi)帶頭不容易清除;在軋制過程中,支撐輥軸承的摩擦功率損耗、軋輻滾動功率損耗和由于接觸輻子數(shù)多引起的空程功率損耗,特別是在軋制極薄帶材時,這些無用的有害功率損耗大,致使軋制總功率消耗與四輻軋機比較相差不多。1.3多輻軋機的發(fā)展概況多輻軋機以其工作輻直徑小、軋機剛度大的特點而得到不斷發(fā)展和完善。最初出現(xiàn)的多輻軋機為六輻軋機。但是,由于軋輥數(shù)量少,工作輻作為傳動輻,并且在結(jié)構(gòu)上受到兩個支撐輻間隙的限制,工作輻輥徑的減小受到限制,因而使用較少。此后,在六輻軋機的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了十二輻、二十輻、三十輻、三十二輻、三十六輻等多輻軋機。為了減小六輻軋機工作輻直徑,并增大輻系剛度,在六輻軋機支撐輻外安裝6個支撐輻,便得到了十二輻軋機;進而在十二輥軋機支撐輻外安裝8個支撐輻,便得到了二十輻軋機;在二十輻軋機的基礎(chǔ)上增加10個支撐輻,可以得到三十輻軋機。十二輻、二十輻軋機有多種結(jié)構(gòu)形式。1.3.1羅恩型鉗式多輻軋機1930年,羅恩(W.Rohn)領(lǐng)到第一臺多輻軋機的專利特許證。該軋機為塔形輻系鉗式十二輻軋機(見圖1-7)。工作輥無輻頸,中間輥為傳動輻,支撐輥輥頸上裝有滑動軸承或滾動軸承。工作輻自由地支撐在兩個中間輥上,而中間輥又自由地支撐在三個支撐輥上。該軋機的結(jié)構(gòu)能夠消除工作輻在軋制方向的彎曲,在橫向剛度較高的條件下允許采用直徑較小的工作輻。輥系置于兩橫梁間,橫梁可各自獨立地相對于公共軸線轉(zhuǎn)動,故允許采用不同直徑的工作輻。后來,羅恩的專利被森德威(Sundwig)公司購買并加以完善。為了減小十二輻軋機工作輻直徑,并同時提高軋機的剛度,在十二輻軋機6個支撐輻外又安裝了8個支撐輻,便得到U了二十輻軋機。森德威鉗式十二輻、二十輥軋機機架牌坊,是由上下兩部分用鉸鏈連接而成的。每一部分是兩個由螺栓連接的顎板;牌坊上加工成孔以安裝帶輥頸的整體支撐輻;鉸鏈對面的上顎板上,安裝了調(diào)節(jié)輥縫的電動壓下裝置(見圖1-8)o輥頸上裝有滑動軸承或滾動軸承,最外層的支撐輻是傳動輻,即十二輻軋機為6個傳動支撐輻,二十輻軋機為8個傳動支撐輻。羅恩型(森德威鉗式)十二輻、二十輻軋機的主要性能列于表1—2。1958年以來銷售的鉗式二十輻、十二輻軋機目錄見附表3、附表4。圖1—7羅恩型多輥軋機機架示意圖

圖1—8森德威十二輥、二十輥鉗式軋機機架示意圖表1-2羅恩型十二輥、二十輥軋機主要性能(森德威鉗式)軋機型號工作輥直徑/mm支撐輻直徑/mm帶材最大寬度/mm輥身長度/mm帶材厚度/mm張力/kN軋制速度/m?s-1最小正常最大最窄最寬坯料成品WVl2R-150253315080/125180/2252.00.01-0.031.2-602.5WVl2R-1853242185120/160220/2602.50.012-0.041.2-502.5WV20R-727.5117280/1100.250.0015-0.0060.01-2.51.OWV20R-100101510070/100120/1501.O0.003-0.0100.06-2.51.OWV20R-1651925165100/140210/2502.00.005-0.0200.65-403.3WV20R-2152735215170/220270/3202.50.008-0.0350.70-503.3WV20R-2503242250210/260330/3802.50.01-0.051.5-1005.0WV20R-3003648300260/310410/4603.00.012-0.061.2-803.3這種鉗式結(jié)構(gòu)的十二輻、二十輻軋機不能軋制較寬的帶材,因為該種形式的軋機沒有多支點梁支撐輥結(jié)構(gòu),而帶輥頸的整體支撐輥剛度較差。20世紀80年代后這種軋機幾乎就不再制造了。1.3.2森吉米爾型多輻軋機1932年,波蘭工程師森吉米爾(Sendzimir)發(fā)明了軋機機架為整體結(jié)構(gòu)的多輻冷軋機。第二次世界大戰(zhàn)期間,森吉米爾先生輾轉(zhuǎn)來到美國,1939年在美國申請了該軋機的專利權(quán),并成立了森吉米爾公司。軋機由康涅狄格州沃特伯里?法雷爾公司(WaterburyFarrel,conn,以下簡稱WF公司)獨家制造。1940年制造出了第一臺十二輥軋機,型號為ZR9-19〃;1945年制造出了第一臺二十輻軋機,型號為ZR24-191/2。以后還設(shè)計、制造過少量森吉米爾型六輻冷軋機。至1958年專利到期前,由森吉米爾公司設(shè)計、WF公司制造,共生產(chǎn)了各種型號的森吉米爾軋機91臺,其中二十輻軋機58臺。從1958年開始,森吉米爾先生到海外求發(fā)展,與日本、法國、德國等國家合作生產(chǎn)森吉米爾冷軋機?,F(xiàn)在世界上有六輻、十二輻、二十輥森吉米爾軋機450余臺,其中WF公司生產(chǎn)的為199臺,占森吉米爾軋機總數(shù)大約44%。森吉米爾軋機的主要規(guī)格型號列于表1-3。WF公司制造及銷售出的森吉米爾二十輻、十二輻及六輻軋機目錄見附表5、附表6及附表-7;日本森吉米爾公司、法國DMS公司、德國Demag公司以及美國的I2S公司制造銷售的二緗軋機目錄見附表8、附表9、附表10及附表11,十二輥軋機目錄見附表12,六輻軋機目錄見附表13。

表1-3WF公司生產(chǎn)的森吉米爾軋機主要規(guī)格型號機型型號工作輥名義直徑/mm支撐輻軸承直徑/mm工作輥長度/mm軋制最大寬度/mm窄機型寬機型窄機型寬機型1—2—3—4型二十輯ZR-326.3547.63142.88219.08107.95184.15ZR-3410.1676.20228.60419.10190.50318.OOZR-2421.44119.99292.10571.50215.90495.30ZR-3328.58160.00292.101073.15219.08996.95ZR-2340.08224.99558.801473.20482.601397.00ZR-23M61.47228.99558.801498.60482.601422.40ZR-2253.98300.OO749.303136.90660.403048.00ZR-22B63.50300.00749.303136.90660.403048.00ZR-2188.90406.40965.205435.60838.205308.601—2—3型十二輻ZR-1511.9474.50266.70215.90ZR-1620.32119.99266.70504.83215.90457.20ZR-1946.02224.99533.401270.00482.601219.201—2型六輯ZS-06215.90300.00736.601524.00482.601270.0075-07279.40406.401143.003962.40685.803048.00圖1—9森吉米爾二十輥軋機圖1—9是一臺森吉米爾二十輥軋機裝配的照片。森吉米爾軋機機架為一整體鑄件(見圖1—10。對于小規(guī)格軋機,機架用鍛鋼制造;對于大型軋機,機架用特殊鑄鋼制造。機架的底部和頂部采用等強度梁的形式。軋輥配置的特點是:塔形輻系的每一個輥子都能自由地、輥身兩端無支撐地落在后邊的兩個輥子上。軋制力由工作輻通過第一、第二中間輻傳遞給支撐輻。

支撐輻由一套具有加厚外環(huán)的圓柱滾子軸承1、鞍座2和心軸3組成(見圖1—11),鞍座固定在機架的梅花形鏜孔內(nèi),心軸3將軸承1和鞍座2連接起來。支撐輥的軸承受第二中間輻的載荷,并通過心軸和鞍座將載荷傳遞給機架。圖1-10森吉米爾二十輥軋機機架圖1-軋輥安裝位置;2-帶鋼出人口圖1-11森吉米爾軋機支撐輥結(jié)構(gòu) 。 ‘1-具有加厚外環(huán)的圓柱滾子軸承;2-鞍座;3-心軸;4-壓下齒輪工作輥通過6個第二中間輥中4個邊部傳動輥的摩擦而旋轉(zhuǎn)。傳動的4個第二中間輥由萬向接軸傳動,該接軸能在高速狀態(tài)下傳遞大扭矩。為了調(diào)節(jié)和控制工作輻輻縫和軋制壓力,支撐輻設(shè)有相對于機架鏜孔中心線的偏心調(diào)整裝置。調(diào)整輻縫和軋制力是通過上部中間兩個支撐輥的偏心裝置來實現(xiàn)的;軋制線的調(diào)整則是通過調(diào)整下部中間兩個支撐輥的偏心裝置來實現(xiàn)的,以保證軋制線不變;軋輻經(jīng)重磨后輻徑減小,軋輻輻徑的補償通過邊部4個支撐輥的偏心裝置來完成。上部及下部中間支撐輥通過固定在軸端的扇形齒輪或齒輪,在齒條作用下旋轉(zhuǎn)。齒條與液壓缸活塞桿連接,液壓缸分別裝在機架的上部、下部。液壓缸由液壓伺服機構(gòu)控制,調(diào)節(jié)輻縫值,并使其在軋制過程中保持恒定。邊部支撐輻具有成對的相對于垂直中心線對稱布置的傳動裝置,該裝置由減速機通過蝸輪副或齒輪副傳動。1.3.3森德威四柱式二十輻軋機四柱式二十輻軋機是由羅恩型鉗式軋機發(fā)展而來的。軋機的機架也由上下兩部分組成,屬于開口機架,見圖1—12。四柱式二十輻軋機有1個固定的下機架,在下機架的4個角上各有1根導柱。可以活動的上機架沿著下機架上的4根導柱準確地上、下移動,并由4個液壓缸來調(diào)整輻縫和軋制力。

圖1-12森德威四柱式二十輥軋機親意圖四柱式二十輻軋機對羅恩型鉗式軋機的另一重大改進是:最外層支撐輥也采用了多支點梁,使輻系的剛度與森吉米爾軋機相近,可以軋制寬的帶材,目前已達到1350mm。森德威四柱式二十輻軋機自I960年問世至1995年共制造了74臺,原有軋機現(xiàn)代化改造7臺,詳見附表15。森德威四柱式二十輻軋機的主要性能列于表1-4。表1-4森德威四柱式二十輥軋機主要性能軋機型號工作輥直徑/mm支撐輻直徑/mm帶材最大寬度/mm輥身長度/mm帶材厚度/mm張力/kN軋制速度/m,s-1最小正常最大最窄最寬坯料成品WV20S-555.581155110/150150/175O.2O.0015-O.005O.05-2.51.OWV20S-808.5131680155/190220/260O.5O.003-O.009O.12-81.OWV20S-110131825110210/,260350/4101.OO.006-O.015O.15-102.OWV20Srl6A232755165310/370600/6401.OO.015-O.0301.O-703.3WV20S-165B364280165270/320670/7202.52.0O.025-0.061-605.OWV20S-220323680220385/440950/10153.OO.03-O.071-703.3WV20S-260354290260490/5601175/12453.OO.04-O.081.5-lOO4.OWV20S-3004250100300730/8201600/16908.OO.06-O.127.5-2804.3WV20S-4066575150406920/10402200/2350O.08-O.158-5007.5四柱式軋機塔形輻系的每一個工作輻、中間輻都自由地落在后邊的兩個輥子上,支撐輻軸承承受第二中間輻傳遞的載荷,并通過支撐輻軸和鞍座將載荷傳遞給上、下機架。輻系中,第二中間輥的4個邊部輻為傳動輻,其余輻子均為自由輻,靠輥子間的摩擦而旋轉(zhuǎn)。軋機壓下控制,依靠機架4根立柱上的4個液壓缸控制活動的上機架在導柱上準確地上下移動來完成。軋制線的調(diào)整,通過調(diào)整下機架4個支撐輥下面的軋制線調(diào)整楔塊,使整套軋輥的幾何尺寸能夠適應改變了的軋輻直徑,以保持軋制線不變。軸向調(diào)整輻子一端帶有錐度的第一中間輥及非傳動的兩根第二中間輻,可以得到合適的輥縫形狀;利用外側(cè)4個支撐輥支撐鞍座后面的楔塊來調(diào)整鞍座的位置,可以使軋輻彎曲,得到合適的輥形。正是由于四柱式軋機是開口機架,上機架可能相對于下機架產(chǎn)生傾斜,即軋輻傾斜。軋輻傾斜引起輻縫發(fā)生線性變化。當軋制楔形坯料時,可以利用軋輻的傾斜來適應坯料形狀。根據(jù)機架尺寸的不同,這種可能產(chǎn)生的傾斜量可達±2mm。1.3.4傳統(tǒng)機架式直接壓下的多輻軋機二十輥軋機,除了森吉米爾型及森德威四柱式兩種主導形式外,從20世紀70年代開始,一些廠家先后開發(fā)出了一些其他形式的二十輻軋機。1.3.4.1弗若凌直接液壓壓下多輻軋機1976年德國弗若凌(FrGhling)公司開發(fā)并制造了一種新型的多輻軋機一一十二輻軋機,1978年制造出第一臺新型的二十輻軋機,1986年開發(fā)出了采用直接液壓壓下的第一臺十二輻軋機,1989年第一臺直接液壓壓下的二十輻軋機投產(chǎn)。弗若凌多輻軋機機架的設(shè)計不同于整體機架的森吉米爾軋機,也不同于羅恩型鉗式軋機以及森德威四柱式軋機。它與一般兩輻或四輻冷軋鋼帶軋機的機架相似,橫梁將傳動側(cè)和操作側(cè)的牌坊連成一個整體機架,參見圖1—13。圖1-13弗若凌多輥軋機機架示意圖塔形布置的輻系,分別裝配在兩個可上下移動的對稱布置的軸承座內(nèi)。上下軸承座可單獨移動,上軸承座移動可以快速打開輥縫,有利于穿帶和觀察輥縫。下軸承座移動可以在軋輻磨削和使用不同直徑工作輻的情況下,保持軋制線不變。軋機采用直接作用的液壓壓下系統(tǒng)進行壓下。兩個壓下油缸安裝在上軸承座與牌坊上橫梁之間。系統(tǒng)是在兩輻和四輻軋機上得到成功應用的系統(tǒng),其優(yōu)點是響應時間短,壓下速度快。直接液壓壓下二十輻軋機,上部外側(cè)支撐輥支撐鞍座后面的楔塊,可以改變支撐輻心軸的曲線,改變輥形;第二中間輥4個傳動的外側(cè)輻,可以進行液壓彎輻;第一中間輥的一端帶有錐度,:可以進行軸向移動,以調(diào)整板形。液壓壓下系統(tǒng)對上軸承座的作用,可以使上軸承座傾斜,達到上工作輻傾斜的目的,以便軋制具有楔形斷面的帶材。弗若凌公司自1976?1995年共制造二十輻軋機6臺,其中2臺銷售在中國,參見附表16;制造十二輻軋機5臺,其中銷售給中國1臺,參見附表17。1.3.4.2I2S制造的直接壓下二十輻軋機美國公司l2S(IntergratedIndustrial)在1987年及1990年先后制造了3臺自己開發(fā)的直接壓下二十輻冷軋機。其中1臺以二手設(shè)備的形式進口到我國浙江慈溪某廠,參見附表16。I2S公司表示將不再生產(chǎn)這種軋機。1.3.4.3Demag制造的直接壓下二十輻軋機20世紀90年代德國公司MannesmannDemagSack、制造了3臺在軋機下部進行液壓壓下的二十輥軋機,參見附表16。1.3.4.4XGK制造的直接壓下的十二輻軋機直接壓下的十二輻軋機是鄭紅專先生(鄭州拓普軋鋼技術(shù)有限公司)1989年發(fā)明的,1991年獲得中國發(fā)明專利,1992年第一臺XGK-LD350軋機在河南華豐冷軋帶鋼廠建成。到目前已制造了4臺XGK—LD350、1臺XGK—LD800、1臺XGK—LDl000和1臺XGK-LDl100十二輻軋機。該軋機采用了整體機架(不同于有兩片牌坊組成的傳統(tǒng)機架),軋機的壓下位置設(shè)在軋輻輥身中部附近(不同于傳統(tǒng)軋機的壓下位置在軋輻輻頸部位),該軋機中間輥兩端帶固定的錐度,輻系無調(diào)整機構(gòu)。1.3.5原蘇聯(lián)研制的多輻軋機1948?1949年全蘇冶金機械科學研究院設(shè)計了蘇聯(lián)的第一臺多輻軋機,接著生產(chǎn)了一批工作輻直徑為10?38mm、輻身長為160?350mm的十二輻和二十輻軋機,用于軋制薄帶和極薄帶,后來研制了輻身長度為60?2000mm的二十輻軋機系列。原蘇聯(lián)研制的多輻軋機有數(shù)十臺之多三全蘇冶金機械科學研究院設(shè)計的多輻軋機的主要規(guī)格型號及性能見表1—5。其結(jié)構(gòu)形式大致分為兩大類:一類為整體機架,即森吉米爾型;另一類為開口機架,采用一種特殊的鉗式結(jié)構(gòu),但不同于羅恩鉗式多輻軋機。圖1—14為具有這種特殊鉗式結(jié)構(gòu)的160型二十輻軋機工作機架示意圖。為了軋制厚度為l〃m的帶材,工作輥直徑為2mm的60型二十六輻軋機,以及由原蘇聯(lián)中央黑色冶金科學研究院研制的工作輻直徑為1.5mm的三十二輻和三十六輻軋機均采用這種特殊的鉗式結(jié)構(gòu)機架。圖1—2為二十六輻、三十二輻及三十六輻軋機的輥系示意圖。

表1-5全蘇冶金機械科學研究院設(shè)計的多輥軋機的主要性能輥身長度/mm(輥數(shù))軋輥直徑/mm輥身長度/mm帶材厚度/mm帶材寬度/mm張力/kN軋制速度/m,s-1工作輥支撐輻坯料成品最小最大350(12)38120350O.6O.050150300125.O60(26)22060O.005O.0012040O.5?4.OO.2560(20)32060O.03O.00220401.6?30O.375160(20)8?1050/40160O.08O.00460120O.15?0.352.0160(20)8?1050/40160O.15O.005601200.1?2.52.5160(20)10?1260160O.2O.00560120O.1?2.62.5160(20)10?1260160O.20.0056513O.1?3.52.5300(20)12?1580300O.1O.01150250O.25?7.52.O300M(20)15?2080300O.5O.02150250O.5?163.O400(20)20?28120400O.8O.02150300O.15?307.5400(20)40?501804001.5O.051503203?407.5500(20)40?501805001.5O.052004004?807.57009(20)30?451807001.5O.054006004?1002.O700(20)40?501807001.OO.054006002?3010.O1200(20)5530012003.5O.10600100030?12010.01200(20)85?12040012004.OO.20650105030?4507.O1400(20)100?12040014003.5O.35700130030?30010.O1700(20)8540017004.OO.20800150030?5008.51.3.6我國多輻軋機的研制和生產(chǎn)我國從20世紀60年代初期開始研制二十輻冷軋機,于1967年制造出了我國第一臺280mm二十輻軋機,又于1970年制造出了大型的二十輻軋機?,F(xiàn)在西安重型機械研究所已設(shè)計了8種規(guī)格的森吉米爾型二十輥軋機,見表1-6。圖1-14160型二十輥鉗式軋機工作機架1-下部牌坊;2-下輥箱;3-支撐軸承;4-鉸鏈;5-軸;6-上輥箱;7-上部牌坊;8-輥形調(diào)節(jié)機構(gòu);9-減速器;10-拉桿;11-偏心軸;12-壓下裝置;13-蝸輪減速器

表1-6西安重型機械研究所設(shè)計的二十輻冷軋機的主要技術(shù)參數(shù)項目軋機型號BL20-280BL20-280BBL20-360BL20-400BL20-500BL20-700BL20-700BBL20-1200軋制材料不銹鋼硅鋼銅合金銅及其合金不銹鋼碳鋼精密合金碳素鋼合金鋼不銹鋼合金鋼精密合金不銹鋼碳素鋼不銹鋼硅鋼坯料厚度/mmO.1-O.8O.5O.5-1.O0.5-O.6O.5-O.61.O3.O1.8-3.O寬度/mm100-200100-200100-300200-350300-450350-600350-600650-1050成品厚度/mmO.03-O.2O020.020.020.05-O.2O.06-O.40.03-O.06O.2-1.O寬度/mm100-20000-200100-300200-350300-450350-600350-600650-1050鋼卷最大質(zhì)量/kg300400380200016003500350014000鋼卷最大直徑/mm50050055011301100110011001650鋼卷最小直徑/mm700750750850鋼卷內(nèi)徑/mm300300500500500500610工作輥長度/mm2802803604005007007001200工作輥直徑/mm1616162025404085支撐輥直徑/mm909090120150225225400軋制力/MN0.30.350.50.350.51.51.57軋制速度/m?s-11.51.51.57.53.04

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