軋鋼機(jī)械第四章

第四章軋輥調(diào)整機(jī)構(gòu)及上輥平衡機(jī)構(gòu)第一節(jié)軋輥調(diào)整機(jī)構(gòu)的作用與類型一、軋輥調(diào)整機(jī)構(gòu)的作用軋輥調(diào)整機(jī)構(gòu)的作用是調(diào)整軋輥在機(jī)架中的相對(duì)位置、以保證要求的壓下量、精確的軋件尺寸和正常的軋制條件。軋輥的調(diào)整機(jī)構(gòu)主要有軸向凋整機(jī)構(gòu)和徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)，以及用于板帶軋機(jī)上調(diào)整輥型的特殊調(diào)整機(jī)構(gòu)。軋輥軸向調(diào)整機(jī)構(gòu)，對(duì)于有槽軋輥是用來(lái)對(duì)正軋槽，以保證正確的孔型形狀。對(duì)于板帶軋機(jī)那么用于軋輥軸向固定。軋輥徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)的具體作用有：1)調(diào)整兩工作輥軸線間距離，以保證正確的輥縫開(kāi)度，給定壓下量，軋出所要求的斷面尺寸。尤其在初軋機(jī)、板坯軋機(jī)L,YL乎每軋一道都需調(diào)整一次輥縫；2)調(diào)整兩工作輥的平行度；3)當(dāng)更換軋輥時(shí)，要調(diào)整軋制線高度，使下輥輥面與輥道水甲面一致；在連軋機(jī)上，還要調(diào)整各機(jī)座間軋輥的相互位置，以保證軋制線高度一致。二、軋輥徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)的類型軋輥徑向調(diào)整機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)與軋機(jī)的型式和軋輥的位置有密切關(guān)系，可分為上輥調(diào)整機(jī)構(gòu)、下輥調(diào)整機(jī)構(gòu)、中輥調(diào)整機(jī)構(gòu)及軋輥側(cè)向調(diào)整機(jī)構(gòu)等類型。1。上輥調(diào)整機(jī)構(gòu)上輥調(diào)整機(jī)構(gòu)通常稱為壓下機(jī)構(gòu)，它的用途最廣，安裝在所有的二輥、三輥、四輥和多輥軋機(jī)上。其結(jié)構(gòu)在很大程度上與軋輥的壓下速度、移動(dòng)距離和工作頻率有關(guān)。壓下機(jī)構(gòu)有手動(dòng)的、電動(dòng)的或液壓的。各類軋機(jī)的壓下速度見(jiàn)表4—1。2．下輥調(diào)整機(jī)構(gòu)下輥調(diào)整機(jī)構(gòu)有手動(dòng)也有電動(dòng)的。在中輥固定的三輥型鋼軋機(jī)上，調(diào)下輥以調(diào)整中下輥間距離；在初軋機(jī)和幾乎所有二輥或四輥板帶軋機(jī)上，為了保持軋制線水平不變，用在下輥軸承座下面加墊片的方法來(lái)調(diào)整下輥的位置。3．中輥調(diào)整機(jī)構(gòu)在中輥固定的三輥型鋼軋機(jī)上，中輥用斜楔手動(dòng)微調(diào)上瓦座，只是為了調(diào)整軸瓦間隙；在下輥固定的三輥勞特式軋機(jī)上，為了在中上輥之間或中下輥之問(wèn)交替過(guò)鋼，需使中輥交替地壓向上輥或下輥。其傳動(dòng)方式有電動(dòng)、液壓及升降臺(tái)聯(lián)動(dòng)等多種形式。4．側(cè)向調(diào)整機(jī)構(gòu)側(cè)向調(diào)整機(jī)構(gòu)一般用于斜輥式穿孔機(jī)(圖卜一10)、均整機(jī)，以及帶垂直軋輥的立輥軋機(jī)上，這些軋機(jī)的左右兩個(gè)軋輥各裝有一套側(cè)向壓進(jìn)機(jī)構(gòu)。其傳動(dòng)機(jī)構(gòu)一般都是電動(dòng)的，其結(jié)構(gòu)與電動(dòng)壓下類似。三、軋輥手動(dòng)調(diào)整與上輥平衡1．軋輥手動(dòng)調(diào)整機(jī)構(gòu)主要用于不經(jīng)常調(diào)整的型鋼軋機(jī)與線材軋機(jī)上，調(diào)整工作主要是在軋鋼之前完成的，對(duì)調(diào)整速康沒(méi)有特殊要求。常見(jiàn)的手動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)有以下兒種形式(圖4—1a、b、c、d)：1)斜楔調(diào)整方式：2)直接傳動(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)蝸桿蝸輪傳動(dòng)壓下螺絲的調(diào)整方式。目前主要采用的是后兩種方式。2．650型鋼軋機(jī)的調(diào)整機(jī)構(gòu)與上輥平衡圖1—8是650型鋼軋機(jī)工作機(jī)座結(jié)構(gòu)圖。軋機(jī)的中輥固定，中輥調(diào)整機(jī)構(gòu)只是按照軸瓦的磨損程度，調(diào)整軸承的上瓦座——H形架，以保證輥頸與軸瓦之問(wèn)的適宜間隙，由于調(diào)整量較小，常采用斜楔機(jī)構(gòu)。上輥的調(diào)整方法是扳動(dòng)壓下手輪1，經(jīng)傳動(dòng)齒輪7帶動(dòng)壓下螺絲8(頂在上輥軸承座上)進(jìn)行壓下。上輥不能自動(dòng)復(fù)位，采用了彈簧平衡。下輥的壓上機(jī)構(gòu)與前者相似，是用手輪2經(jīng)傳動(dòng)齒輪和壓上螺絲10進(jìn)行的。壓上螺絲式調(diào)整機(jī)構(gòu)的優(yōu)點(diǎn)是調(diào)整量大，但因處于軋機(jī)底部，易受氧化鐵皮和水的浸蝕，需要較好的密封防護(hù)措施。3．下軋輥的斜楔調(diào)整斜楔式調(diào)整機(jī)構(gòu)的調(diào)整量較小，但其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，且不怕水和氧化鐵皮浸蝕，中小型軋機(jī)上經(jīng)常采用。其中在橫列式軋鋼機(jī)上多采用橫楔式下輥調(diào)整機(jī)構(gòu)(圖4—2)，在連續(xù)式軋機(jī)上多采用縱楔式調(diào)整機(jī)構(gòu)(圖4～3)。在現(xiàn)代化的帶鋼連軋機(jī)組中，為在換輥后迅速調(diào)整軋制線，那么采用液壓馬達(dá)驅(qū)動(dòng)縱楔。第二節(jié)電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)是最常使用的上輥調(diào)整機(jī)構(gòu)，通常包括電動(dòng)機(jī)、減速機(jī)、制動(dòng)器、壓下螺絲、壓下螺母、壓下位置指示器、球面墊塊和測(cè)壓儀等局部。壓下機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)，按照壓下速度和工藝特點(diǎn)的不同，可分為電動(dòng)快速壓下機(jī)構(gòu)(用于可逆式熱軋機(jī))和板帶軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)兩大類。一、電動(dòng)快速壓下機(jī)構(gòu)1．工藝特點(diǎn)在初軋機(jī)、中厚板軋機(jī)、連軋機(jī)組的可逆式粗軋機(jī)等可逆式熱軋機(jī)上，其壓下機(jī)構(gòu)的工藝特點(diǎn)是：1)上軋輥要快速、大行程、頻繁地調(diào)整；2)軋輥調(diào)整是在道次之間進(jìn)行，不帶軋制負(fù)荷，即不帶鋼壓下。通常把這種壓下速度大于1mm／s的不帶鋼壓下機(jī)構(gòu)稱為電動(dòng)快速壓下機(jī)構(gòu)。為了適應(yīng)上述工藝特點(diǎn)，要求壓下機(jī)構(gòu)：1)傳動(dòng)系統(tǒng)慣性要小，以便頻繁地啟動(dòng)、制動(dòng)；2)有較高的傳動(dòng)效率和工作可靠性；3)必須有克服壓下螺絲阻塞事故(坐輥或卡鋼)的措施。2．結(jié)構(gòu)形式按照傳動(dòng)的布置形式，快速壓下機(jī)構(gòu)有兩種類型。(1)采用立式電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)軸與壓下螺絲平行布置的形式如圖4—4所示，壓下機(jī)構(gòu)的兩臺(tái)立式電動(dòng)機(jī)1通過(guò)圓柱齒輪減速機(jī)4傳動(dòng)壓下螺絲5。液壓缸3用于脫開(kāi)離合齒輪，使每個(gè)壓下螺絲可以單獨(dú)調(diào)整(調(diào)整軋輥平行度)。立式電機(jī)傳動(dòng)的壓下機(jī)構(gòu)，由于使用了圓柱齒輪，因此傳動(dòng)效率高、零件壽命較長(zhǎng)，叉可節(jié)約有色金屬(不用銅蝸輪)。近年來(lái)，新設(shè)計(jì)的初軋機(jī)已普遍采用這種傳動(dòng)形式。立式電機(jī)傳動(dòng)的壓下機(jī)構(gòu)可以有多種配置方案，如圖4—5所示。其中圖4—5以和圖4—5b用于某些1150初軋機(jī)；圖4一豇用于某些1000初軋機(jī)；圖4—5d用于某些900軌梁軋機(jī)的二輥粗軋機(jī)座。圖4—6是H50初軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)圖，它采用的是圖4—5b的配置方案。其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)是：1)兩個(gè)壓下螺絲2由兩臺(tái)帶法蘭的立式直流電動(dòng)機(jī)9驅(qū)動(dòng)，采用兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)的目的是減小飛輪力矩，以利于起動(dòng)和制動(dòng)。每臺(tái)電動(dòng)柳．的功率為200～300kW，轉(zhuǎn)速為500~750／1000r／min，壓下速度為90～180mm/s，其中較高速度用于大行程移動(dòng)(如翻鋼道次和換輥操作等)；2)采用圓柱齒輪傳動(dòng)。立式電機(jī)軸上的小齒輪(圖中未畫(huà)出)通過(guò)大惰輪13帶動(dòng)大齒輪7和方孔套筒6旋轉(zhuǎn)．使壓下螺絲2在螺母3中旋轉(zhuǎn)并上下移動(dòng)；3)在兩個(gè)大惰輪13之間用離合齒輪14相連，它由液壓缸15推動(dòng)升降，起離合作用，合那么兩邊壓下螺絲同步移動(dòng)，離那么兩個(gè)壓下螺絲可單獨(dú)調(diào)整。在壓下電機(jī)的另一端軸上裝有制動(dòng)器。傳動(dòng)系統(tǒng)的總速比為4．5，壓下螺絲尺寸為40×48(螺距)mm。壓下指示器的指針由傘齒輪16帶動(dòng)，在調(diào)整過(guò)程中隨時(shí)指示出軋輥的實(shí)際位置，以利操作。壓下機(jī)構(gòu)的齒輪、軸承、套筒和壓下螺絲都用稀油循環(huán)潤(rùn)滑，潤(rùn)滑油從壓下螺絲頂部的噴油環(huán)8噴出。(2)采用臥式電動(dòng)機(jī)，傳動(dòng)軸與壓下螺絲垂直交叉布置的形式這種形式通常是用圓柱齒輪和蝸輪副聯(lián)合傳動(dòng)壓下螺絲。它的優(yōu)點(diǎn)是能夠采用普通臥式電機(jī)，結(jié)構(gòu)較緊湊，有利于降低初軋機(jī)高度。但是，為了把水平軸運(yùn)動(dòng)轉(zhuǎn)換成垂直軸運(yùn)動(dòng)，不得不采用效率低、工作壽命短和消耗大量青銅的蝸輪傳動(dòng)。在采用了難于加工的球面蝸輪副或平面蝸輪以后，傳動(dòng)效率顯著提高。在壓下速度不太快的板坯軋機(jī)上經(jīng)常采用這種布置形式。圖4—7是國(guó)產(chǎn)l700熱連軋四輥可逆式粗軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)傳動(dòng)示意圖，其技術(shù)性能如下：壓下速度為19．6—39．2mm／s，圓柱齒輪速比=1，蝸輪副=12．75，采用四線蝸桿，每臺(tái)直流電機(jī)功率為160kW，壓下螺絲總行程640mm，上輥?zhàn)畲筇嵘叨?00mm。為了快速制動(dòng)，裝設(shè)了ZWZ一600直流瓦塊式制動(dòng)器。兩臺(tái)電動(dòng)機(jī)由電磁離合器相連，脫開(kāi)電磁離合器．兩個(gè)壓下螺絲即可單獨(dú)調(diào)整。圖4—8是某廠1700熱連軋2#四輥可逆式粗軋機(jī)的壓下機(jī)構(gòu)傳動(dòng)示意圖。受機(jī)構(gòu)尺寸的限制，在速比=l的圓柱齒輪箱增加了一個(gè)中間惰輪。壓下機(jī)構(gòu)的豐要技術(shù)性能如下：球面蝸輪副采用五線蝸桿，=9．8，壓下螺絲尺寸為460×25mm，兩臺(tái)直流壓下電機(jī)為150／300kW，轉(zhuǎn)速480／960r／min，壓下速度為20～40mm／s。此壓下機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)是用一個(gè)差動(dòng)機(jī)構(gòu)代替常用的電磁離合器，以保證壓下螺絲的同步運(yùn)轉(zhuǎn)或單獨(dú)調(diào)整。差動(dòng)機(jī)構(gòu)蝸輪副的速比=50，由一臺(tái)直流22kW、650r／min電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)。采用差動(dòng)機(jī)構(gòu)可以克服電磁離合器在大負(fù)荷時(shí)容易打滑的缺點(diǎn)，更主要的是可以用它處理壓下螺絲的阻塞事故。這些優(yōu)點(diǎn)補(bǔ)償了其設(shè)備較復(fù)雜、造價(jià)較高的缺點(diǎn)。正常壓下調(diào)整時(shí)，兩個(gè)壓下螺絲同步運(yùn)轉(zhuǎn)，此時(shí)差動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)不動(dòng)，差動(dòng)輪系起聯(lián)軸器的作用。在兩臺(tái)電機(jī)開(kāi)動(dòng)時(shí)，兩個(gè)蝸桿同步反向旋轉(zhuǎn)，壓下螺絲同步運(yùn)動(dòng)。這時(shí)兩個(gè)壓下絲的運(yùn)動(dòng)速度為在一側(cè)壓下螺絲需要單獨(dú)調(diào)整時(shí)，可將另一側(cè)電機(jī)制動(dòng)，開(kāi)動(dòng)差動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)，此時(shí)壓下螺絲的運(yùn)動(dòng)速度為式中的2／50是差動(dòng)機(jī)構(gòu)在一側(cè)太陽(yáng)輪不動(dòng)時(shí)，差動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)至另一測(cè)太陽(yáng)輪的速比。3壓下螺絲阻塞事故在初軋機(jī)、板坯軋機(jī)和厚板軋機(jī)上，壓下機(jī)構(gòu)的壓下行程大、速度快、動(dòng)作頻繁，常常由于操作失誤、壓下量過(guò)大等原因，產(chǎn)生卡鋼、“坐輥”或壓下螺絲超極限提升而發(fā)生壓下螺絲無(wú)法退回的事故。此時(shí)壓下螺絲以巨大的壓力楔緊在螺母中，稱為阻塞事故。快速壓下的電機(jī)能力是按不帶鋼壓下設(shè)計(jì)的，此時(shí)電機(jī)無(wú)法再啟動(dòng)，壓下螺絲不能回松，軋機(jī)不能正常工作。壓下螺絲阻塞事故是快速壓下機(jī)構(gòu)中較易發(fā)生的特殊事故。處理阻塞事故不但要耽誤很多時(shí)間，而且有時(shí)要被迫采用破壞某些零件的方法來(lái)解除作用在壓下螺絲上的巨大壓力(如1200二輥疊軋薄板軋機(jī)與2300中板軋機(jī)，卡鋼時(shí)采用氧氣切割平安臼的方法，使壓下螺絲能夠回松)。為處理阻塞事故，很多軋機(jī)都專門(mén)設(shè)置了壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)。(1)利用伸出軸的方法國(guó)產(chǎn)l700熱連軋1#粗軋機(jī)座的壓下機(jī)構(gòu)(圖4—7)采用了簡(jiǎn)單的回松方式。在蝸桿軸上有一個(gè)帶花鍵的伸出軸8，當(dāng)發(fā)生阻塞事故后，在伸出軸上套上大輪盤(pán)，用吊車牽動(dòng)輪盤(pán)轉(zhuǎn)動(dòng)，使壓下螺絲回松。此法很簡(jiǎn)單，但較費(fèi)時(shí)費(fèi)力。在一些沒(méi)有專門(mén)回松裝置的初軋機(jī)上，有時(shí)也采用吊車盤(pán)動(dòng)電動(dòng)機(jī)聯(lián)軸器的方法回松壓下螺絲。(2)利用差動(dòng)機(jī)構(gòu)回松圖4—8的l700熱連軋2#粗軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)，利用差動(dòng)機(jī)構(gòu)可在軋輥卡緊力約10MN的情況下回松壓下螺絲。差動(dòng)機(jī)構(gòu)電機(jī)經(jīng)兩級(jí)蝸輪減速，可在單側(cè)壓下螺絲上產(chǎn)生4．5MN回松力(電機(jī)功率雖不大，但速比很大，故可產(chǎn)生很大扭矩)，一個(gè)壓下電機(jī)經(jīng)一級(jí)蝸輪減速，可產(chǎn)生1．2MN回松力，二者合計(jì)約5．7MN。具體回松步驟是：假設(shè)卡鋼時(shí)兩端阻塞壓力總和為10MN，由測(cè)壓儀測(cè)得一側(cè)為5．5MN，另一側(cè)為4．5MN。回松時(shí)，先松開(kāi)5．5MN的一側(cè)，待測(cè)壓儀讀數(shù)降至2．5MN時(shí)停下，再回松4．5MN的一側(cè)，最后再回松剩余的2．5MN壓力。(3)設(shè)置專門(mén)的液壓回松機(jī)構(gòu)圖4—9是4200厚板軋機(jī)的壓下螺絲回松機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)圖，它裝在壓下螺絲上部，便于維修。當(dāng)發(fā)生阻塞事故時(shí)，裝在雙臂托盤(pán)2上的兩個(gè)液壓柱塞5升起，通過(guò)托盤(pán)6和壓蓋7將下半離合器(花鍵套)8提起，并與上半離合器2結(jié)合。接著，兩個(gè)工作缸3推動(dòng)上半離合器2的雙臂回轉(zhuǎn)(回轉(zhuǎn)半徑900mm)，強(qiáng)迫壓下螺絲旋轉(zhuǎn)回松。工作缸最大行程300mm，壓下螺絲相應(yīng)移動(dòng)2.8mm。液壓回程缸4可使工作缸柱塞返程。如此往復(fù)幾次，即可將阻塞的壓下螺絲松開(kāi)。液壓缸工作壓力為20MPa，工作缸單缸推力566kN，是按照卡鋼時(shí)最大總壓力67．2MN設(shè)計(jì)的(相當(dāng)于最大軋制壓力的1．6倍)。這時(shí)松動(dòng)每個(gè)壓下螺絲要克服1．02MN·m的阻塞力矩。這一回松機(jī)構(gòu)工作時(shí)，巨大的阻塞力矩只由工作缸和離合器承當(dāng)，并不通過(guò)壓下機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)零件，故傳動(dòng)零件仍可按小得多的工作載荷設(shè)計(jì)。在設(shè)計(jì)軋機(jī)時(shí)，考慮發(fā)生阻塞事故時(shí)的回松措施是十分必要的。回松力可按每個(gè)壓下螺絲上最大軋制力的1．6～2．0倍考慮。4．壓下螺絲的自動(dòng)旋松壓下螺絲自動(dòng)旋松(回松)問(wèn)題主要發(fā)生在初軋機(jī)(當(dāng)采用立式電機(jī)壓下時(shí)，問(wèn)題尤為嚴(yán)重)和中板軋機(jī)上，這種現(xiàn)象表現(xiàn)為，在軋制過(guò)程中已經(jīng)停止轉(zhuǎn)動(dòng)的壓下螺絲，在突加的壓力下自動(dòng)向上旋松，使已經(jīng)給定的壓下量減小，造成軋件厚度不均，嚴(yán)重影響軋件質(zhì)量。自動(dòng)旋松的原因是，為了實(shí)現(xiàn)快速壓下，壓下螺絲的螺距取得較大，螺紋升角接近于螺絲、螺母間的摩擦角，加上采用圓柱齒輪傳動(dòng)，壓下機(jī)構(gòu)的自鎖性較差。另一個(gè)影響螺絲自鎖性的因素是螺紋外表的摩擦角，它是由螺紋問(wèn)的摩擦條件決定的。在快速壓下的軋機(jī)上，由于壓下螺絲要頻繁快速移動(dòng)，故必須采取良好的潤(rùn)滑措施，否那么將使壓下螺母的壽命因迅速磨損而大為降低。從潤(rùn)滑效果看，采用稀油潤(rùn)滑較好，這時(shí)螺母磨損比用干油時(shí)可降低1．2～2．0倍。但潤(rùn)滑條件越好，摩擦角越小，自鎖性也越差。因此壓下螺母的壽命和它的自鎖性能是相互矛盾的，但這一矛盾不能以降低設(shè)備壽命的方法來(lái)解決。在一般情況下，仍以用稀油潤(rùn)滑為好。以上為內(nèi)因，回松的外因那么是沖擊負(fù)荷。初軋機(jī)和中板軋機(jī)軋制道次多，壓下量大，在反復(fù)軋制中伴隨著巨大的沖擊，尤其在咬入角過(guò)大與氧化鐵皮較多時(shí)，咬入時(shí)容易打滑，這將使壓下螺絲受到連續(xù)錘擊一樣的動(dòng)載荷。實(shí)踐證明，任何沒(méi)有防松裝置的螺旋機(jī)構(gòu)，在沖擊負(fù)荷下都可能松動(dòng)。目前，防止螺絲自動(dòng)旋松的主要方法是加大壓下螺絲的摩擦阻力矩。可以從兩方面人手：1)加大壓下螺絲止推軸頸的直徑(采用裝配式軸頭)，并且在球面銅墊上開(kāi)孔(圖4—10)，此時(shí)，止推軸頸的摩擦阻力矩為(4—1)式中——作用在壓下螺絲上的力；一一止推軸頸摩擦系數(shù)；——壓下螺絲止推軸頸直徑；——球面銅墊中間凹孔直徑。從上式可看出，加大，增大，加大，阻力矩也增大。但在選擇時(shí)應(yīng)保證銅墊的單位壓強(qiáng)在允許范圍內(nèi)。2)適當(dāng)增大壓下螺絲直徑。螺紋間的摩擦阻力矩為(4—2)式中一一螺紋中徑；一一°40；——螺紋升角，壓下時(shí)為正號(hào)，提升(回松)時(shí)為負(fù)號(hào)，，t為螺距。在螺距不變的條件下，增大螺絲直徑不僅能增大摩擦阻力矩，而且還有減小螺紋升角、增強(qiáng)自鎖性的作用。為此，J000～“50初軋機(jī)的壓下螺絲直徑已從過(guò)去的360～400加大到440～450。但是，螺絲直徑過(guò)大，會(huì)增加壓下機(jī)構(gòu)和機(jī)架的尺寸，這是選擇螺絲直徑時(shí)應(yīng)注意的問(wèn)題。在快速壓下機(jī)構(gòu)中，大多在壓下電機(jī)軸上裝有制動(dòng)器，目的是迅速制動(dòng)、準(zhǔn)確停車，也有防止壓下螺絲自動(dòng)旋松作用。目前有些軋機(jī)已把制動(dòng)器撤除，因?yàn)樗哟罅烁咚佥S的飛輪力矩，而且由于傳動(dòng)比很小，制動(dòng)器的防松作用不大。此外，制動(dòng)器不易同步協(xié)調(diào)工作，對(duì)初軋機(jī)實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化也不利。在工藝操作中，采用合理的壓下制度和軋制速度，例如，不要采用過(guò)大的壓下量和咬入速度，以及減少?zèng)_擊負(fù)荷等，也有利于防止螺絲自動(dòng)旋松?？焖賶合聶C(jī)構(gòu)的自動(dòng)旋松問(wèn)題，有的工廠目前尚未很好解決。二、板帶軋機(jī)電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)1．板帶軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)冷熱軋板帶軋機(jī)，上輥提升高度較小，其電動(dòng)壓下速度在0．02～1．0mm/s，過(guò)去稱為“慢速壓下機(jī)構(gòu)”，但是這個(gè)名稱并沒(méi)有反映出板帶軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)的特點(diǎn)。板帶軋機(jī)的軋件既薄又寬又長(zhǎng)，軋制速度很快，軋件厚度尺寸精度要求高，這些工藝特征使得它的壓下機(jī)構(gòu)具有以下特點(diǎn)：1)軋輥調(diào)整量較小。上輥提升高度一般為100～200mm，在換輥操作時(shí)，最大行程也只有200～300mm。在軋制過(guò)程中，軋輥的調(diào)整行程更小，最大為10～25mm，最小時(shí)只有幾個(gè)m。2)調(diào)整精度高。目前，熱軋寬帶鋼的縱向厚度差已提高到±0。025～±0．05mm，有的甚至到達(dá)±0．015mm(冷軋帶鋼的公差范圍更小)，壓下機(jī)構(gòu)的調(diào)整精度應(yīng)在厚度公差范圍以內(nèi)。3)頻繁的帶鋼壓下。軋制過(guò)程中，為消除帶鋼的厚度不均勻和保證軋制精度，壓下機(jī)構(gòu)必須隨時(shí)在軋制負(fù)荷下調(diào)整輥縫，即“帶鋼壓下”。此外，為了消除機(jī)座彈性變形的影響，在開(kāi)軋前對(duì)軋輥進(jìn)行零位調(diào)整時(shí)，也需要進(jìn)行工作輥預(yù)壓靠操作。這些都要求板帶軋機(jī)的調(diào)整機(jī)構(gòu)應(yīng)按在軋制負(fù)荷下調(diào)整軋輥的條件來(lái)設(shè)計(jì)。4)動(dòng)作迅速、靈敏度高。為在高速度下調(diào)整軋件厚度偏差，壓下機(jī)構(gòu)必須動(dòng)作迅速，反響靈敏。這就要求傳動(dòng)系統(tǒng)慣性小、加速度大。5)軋輥平行度的調(diào)整要求嚴(yán)格。因?yàn)閹Р牡膶捄癖群艽?，上下輥?yīng)嚴(yán)格保持平行。2．板帶軋機(jī)電動(dòng)壓下的結(jié)構(gòu)形式四輥板帶軋機(jī)的電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)，一般采用圓柱齒輪加蝸輪副傳動(dòng)，或兩級(jí)蝸輪副傳動(dòng)的形式。這兩種傳動(dòng)形式又有多種配置方案，在設(shè)計(jì)中選擇配置方案時(shí)，不僅應(yīng)考慮滿足工藝要求(壓下速度、加速度、壓下能力及壓下螺絲單獨(dú)調(diào)整方式等)，還應(yīng)考慮換輥和檢修的方便等。下面以兩臺(tái)軋機(jī)的壓下機(jī)構(gòu)為例，介紹兩種配置方案的電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)。圖4—11是國(guó)產(chǎn)1700熱連軋精軋機(jī)座的電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)傳動(dòng)示意圖，采用了圓柱齒輪加蝸輪副的傳動(dòng)形式。由于兩個(gè)壓下螺絲中心距較大，兩臺(tái)電機(jī)均放在中間，其間裝設(shè)有電磁離合器4。以便對(duì)壓下螺絲單獨(dú)調(diào)整。由于是帶鋼壓下，傳動(dòng)系統(tǒng)傳遞扭矩較大，壓下螺絲2的尾部作成花鍵形式。為減小壓下螺絲的摩擦阻力矩，壓下螺絲端部采用裝配式的軸頸，且以球面向心推力軸承代替普通的球面銅墊(圖中未示出)。為便于檢修導(dǎo)衛(wèi)時(shí)吊鉤能進(jìn)入，壓下電．機(jī)3安裝在蝸桿的上方，這樣可使結(jié)構(gòu)緊湊。這一壓下機(jī)構(gòu)的技術(shù)特性如下：壓下螺絲外徑和螺距520×20mm壓下螺絲工作行程150mm壓下螺絲移動(dòng)速度0．425--0．85mm／s傳動(dòng)系統(tǒng)總速比194．0625電磁離合器最大扭矩2000N．m壓下電機(jī)(直流)2×110kW，500r／min壓下螺絲設(shè)計(jì)承載能力20MN軋機(jī)工作載荷(總軋制力)25MN某廠1700熱連軋精軋機(jī)座的電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)采用兩級(jí)蝸輪副傳動(dòng)的布置形式(圖4一12)，可獲得較大的速比，但傳動(dòng)效率低，需增大電機(jī)容量。為了使結(jié)構(gòu)緊湊并改善蝸輪箱的密封和防塵條件，兩級(jí)蝸輪副裝設(shè)在一個(gè)封閉箱體中。為便于對(duì)兩個(gè)壓下螺絲單獨(dú)調(diào)整，兩臺(tái)雙出軸直流電機(jī)用電磁離合器聯(lián)接(斷電時(shí)聯(lián)接)。壓下螺絲端部裝有弧面推力錐柱軸承(參見(jiàn)圖4—25)，以減小壓下螺絲的摩擦阻力矩。由于蝸桿分別布置在兩個(gè)蝸輪的兩側(cè)，兩個(gè)壓下螺絲同步旋轉(zhuǎn)時(shí)的轉(zhuǎn)向相反，為此，兩個(gè)壓下螺絲分別是左、右旋螺紋。這臺(tái)軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)的技術(shù)特性如下：壓下螺絲的外徑和螺距485×24mm(左、右旋)壓下螺絲最大工作行程273mm壓下螺絲移動(dòng)速度0～0．625～1．25mm／s傳動(dòng)系統(tǒng)速比、總速比i=i1·i2==320壓下電機(jī)2×110／220kW，0／500／1000r／min3．壓下機(jī)構(gòu)的電磁離合器既起聯(lián)軸器作用，又能使壓下螺絲單獨(dú)調(diào)整?？稍谙喈?dāng)頻繁的工作條件下工作，動(dòng)作迅速平穩(wěn)，在軋機(jī)壓下機(jī)構(gòu)中廣為應(yīng)用。壓下機(jī)構(gòu)的電磁離合器有摩擦片式和齒式兩類結(jié)構(gòu)，都是利用磁力線圈通電后產(chǎn)生吸力，吸引銜鐵，從而使兩個(gè)半聯(lián)軸器實(shí)現(xiàn)聯(lián)接。線圈斷電后，在復(fù)位彈簧作用下，使離合器脫開(kāi)。近年來(lái)，在壓下機(jī)構(gòu)中使用一種多片式新型電磁離合器(圖4—13)，其動(dòng)作是在斷電時(shí)用彈簧的壓力聯(lián)接，在通電時(shí)離合器脫開(kāi)，因而防止了因電源電壓波動(dòng)而出現(xiàn)的打滑和發(fā)熱等問(wèn)題。4．電動(dòng)壓下行程指示器電動(dòng)壓下行程指示器常用的有兩種形式，機(jī)械指針盤(pán)讀數(shù)指示器和自整角機(jī)——數(shù)字顯示管指示器。前一種多用在快速壓下的初軋機(jī)或開(kāi)坯機(jī)上，它的傳動(dòng)鏈較長(zhǎng)(如圖4～8中點(diǎn)劃線局部)，積累誤差大，再加上零件磨損，故指示精度不高。自整角機(jī)——數(shù)字顯示管指示器本身的精度較高，但它的實(shí)際指示精度卻取決于壓下螺絲到自整角機(jī)之間傳動(dòng)鏈的精度。這種指示器廣泛用在熱連軋機(jī)座上。一般在熱連軋機(jī)座上，兩種指示器同時(shí)使用，如圖4—8和圖4—12所示(在圖4一12沖上部方框內(nèi)，與蝸桿軸相聯(lián)處就設(shè)置了自整角機(jī)、極限開(kāi)關(guān)及機(jī)械指針盤(pán)讀數(shù)指示器)。三、壓下螺絲和壓下螺母1．壓下螺絲的結(jié)構(gòu)、形狀壓下螺絲一般由頭部、本體和尾部三局部組成。(1)壓下螺絲頭部壓下螺絲頭部與上軋輥軸承座接觸，承受來(lái)自輥頸的壓力和上輥平衡機(jī)構(gòu)的過(guò)平衡力。為了防止端部在旋轉(zhuǎn)時(shí)磨損，并使上軋輥軸承座具有自動(dòng)調(diào)位能力，壓下螺絲端部一般都作成球面形狀，并與球面銅墊接觸形成止推軸承。壓下螺絲止推端的球面有凸形和凹。形兩種，老式的結(jié)構(gòu)多是凸形(圖4—14)，這種結(jié)構(gòu)形式在使用時(shí)使凹形球面銅墊承受拉應(yīng)力，因而銅墊易碎裂。改良后的壓下螺絲頭部作成凹形(圖4～146)，這時(shí)凸形球面銅墊處于壓縮應(yīng)力狀態(tài)，提高了銅墊的強(qiáng)度，增強(qiáng)了工作可靠性。壓下螺絲頭部也可做成裝配式的(圖4—14c)。增大球面止推軸頸是為了增大端面的摩擦阻力矩，防止壓下螺絲的自動(dòng)旋松，這種結(jié)構(gòu)用在自鎖能力差的初軋機(jī)上。而在帶鋼軋機(jī)上，為了減小壓下電機(jī)功率和增加起動(dòng)加速度，目前，大多數(shù)采用滾動(dòng)止推軸承代替滑動(dòng)的止推軸承(參見(jiàn)圖4—24)。(2)壓下螺絲本體即帶有螺紋局部，它與壓下螺母的內(nèi)螺紋相配合，以傳遞運(yùn)動(dòng)和載荷。螺紋有鋸齒形和梯形兩種(圖4—15)。前者主要用于快速壓下機(jī)構(gòu)，后者主要用于軋制壓力大的軋機(jī)(如冷軋帶鋼軋機(jī)等)。壓下螺絲多數(shù)是單線螺紋，在初軋機(jī)等快速壓下機(jī)構(gòu)中有時(shí)采用雙線或多線螺紋。壓下螺絲的尾部是傳動(dòng)端，承受來(lái)自電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)力矩。尾部的斷面形狀主要有方形、花鍵形和圓柱形三種(圖4一16)。方形尾部四面鑲有青銅滑板，它主要用于快速壓下機(jī)構(gòu)。花鍵尾部的承載能力大，多用于低速、重載的帶鋼軋機(jī)。帶鍵槽的圓柱形尾部?jī)H用于輕負(fù)荷的壓下機(jī)構(gòu)中。2．壓下螺絲的尺寸參數(shù)和強(qiáng)度壓下螺絲的根本參數(shù)是螺紋局部的外徑和螺距，可按國(guó)家專業(yè)標(biāo)準(zhǔn)選取。壓下螺絲直徑由最大軋制壓力決定。因壓下螺絲的懸臂長(zhǎng)度與直徑之比值一般小于5，故可不計(jì)算縱向彎曲。壓下螺絲的內(nèi)徑按壓應(yīng)力強(qiáng)度計(jì)算(4—3)式中——作用在壓下螺絲上的最大軋制壓力；——壓下螺絲材料的許用應(yīng)力。一般壓下螺絲材料為鍛造碳鋼，平安系數(shù)取為=6，當(dāng)=600～700MPa，=16％時(shí)，許用應(yīng)力為=100～120MPa。當(dāng)負(fù)荷很大時(shí)，可采用合金鋼材料，如37SiMn2MoV等。為提高壓下螺絲螺紋和軸端的耐磨性，需要進(jìn)行外表淬火(HRC=45～60)并磨光。由于壓下螺絲和軋輥輥頸承受同樣大小的軋制力，故兩者的直徑有一定比例關(guān)系，即式中——壓下螺絲外徑；——輥頸直徑。對(duì)四輥軋機(jī)那么應(yīng)是支承輥輥頸直徑。公式中較小的比例系數(shù)用于鑄鐵軋輥；較大的比例系數(shù)用于鑄鋼及鍛鋼軋輥。壓下螺絲的螺距，對(duì)開(kāi)坯機(jī)和型鋼軋機(jī)，一般取=(0．12～0．16)；對(duì)鋼板軋機(jī)為了精確調(diào)整，這一比值較小。四輥熱帶連軋機(jī)=(0．025～0．050)，四輥冷軋機(jī)最小螺距取=0．017。3．壓下螺母壓下螺母是軋鋼機(jī)上重量較大的易損零件(1150初軋機(jī)和4200厚板軋機(jī)的壓下螺母重量達(dá)1．8t和4．1t)，并用高強(qiáng)度青銅(ZQAl9—4，ZQSn8—12，ZQSn10—1)或黃銅(ZHAl66—6—3—2)鑄成。因此，合理設(shè)計(jì)其結(jié)構(gòu)，不僅對(duì)保證壓下機(jī)構(gòu)有效地工作，而且對(duì)節(jié)約稀有貴重的有色金屬均有重要意義。(1)壓下螺母的幾種結(jié)構(gòu)形式(圖4—17)整體螺母制造簡(jiǎn)單，工作可靠，但耗銅量較大，因此多用于中小型軋機(jī)。其中雙級(jí)的雖較單級(jí)的省銅，但往往不能保證螺母的兩個(gè)階梯端面同時(shí)與機(jī)架接觸，因此很少應(yīng)用。為了節(jié)約用銅，在初軋機(jī)、中厚板軋機(jī)等大型軋機(jī)上，已廣泛使用組合式螺母。加箍的螺母(圖4～17c、d)比擬經(jīng)濟(jì)，使用情況說(shuō)明其工作性能良好，不亞于整體銅螺母。其箍圈用高強(qiáng)度鑄鐵制造，以H7／m6的過(guò)渡配合套在銅螺母的基體上以后，再進(jìn)行端面和外徑加工。當(dāng)采用雙箍時(shí)，在套第二個(gè)箍圈之前，必須先車削第一個(gè)箍圈外徑及相應(yīng)的螺母外徑。采用加箍螺母，必須保證箍圈的端面緊密的壓在螺母的臺(tái)階上。高強(qiáng)度鑄鐵(例如KTZ45—5)的彈性模數(shù)與青銅相似，能保證在受壓時(shí)，箍圈與螺母本體均勻變形。高強(qiáng)度鑄鐵還有較好的塑性，裝配時(shí)箍圈不易破裂，這一點(diǎn)灰口鑄鐵是無(wú)法保證的。箍圈不宜采用熱裝配，因?yàn)楣咳鋮s后與螺母的臺(tái)階端面之間會(huì)產(chǎn)生間隙。如必須熱裝時(shí)，那么冷卻后應(yīng)再一次將箍圈壓實(shí)。采用循環(huán)水冷卻的加箍螺母(圖4一17e)使用情況說(shuō)明，可有效地延長(zhǎng)螺母使用壽命。帶青銅芯的鑄鋼螺母(圖4—17)，是在一個(gè)內(nèi)外表有環(huán)形槽和縱向槽的鑄鋼套內(nèi)先澆鑄一層青銅，然后再車削螺紋。螺母外層焊有冷卻水套。這種螺母比擬省銅，但鑄銅層不太牢固，很少應(yīng)用。帶青銅襯的鋼螺母(圖4一17)是上一種螺母的改良形式，其本體是鋼制的，先車削成具有較薄螺紋的毛坯，然后再用電熔法涂上一層青銅襯。最后再精加工其螺紋。它可節(jié)省大量青銅，但須經(jīng)常檢查銅襯磨損情況，以防銅襯磨完后磨壞壓下螺絲。這種螺母可用在螺母磨損量不大的熱軋薄板軋機(jī)和冷軋機(jī)上。此外，在澆鑄條件受限制時(shí)，還可采用兩半合成的螺母(圖4一17g)。(2)壓下螺母的尺寸和安裝壓下螺母的主要尺寸是它的外徑D和高度H。壓下螺母的高度H(代表著螺紋圈數(shù)的多少)，根據(jù)螺紋接觸面上的允許單位壓力為15～20MPa來(lái)確定的，并且假定壓力是均勻分布在全部螺紋上，因此，大約取H=(1．2～2．0)(為螺紋外徑)。壓下螺母的外徑D，根據(jù)其端面和機(jī)架接觸面上的單位壓力為60～80MPa來(lái)確定，一般取D=(1．5～1．8)。因壓下螺母材料強(qiáng)度低于壓下螺絲，故只驗(yàn)算螺母螺紋牙的彎陸和剪切強(qiáng)度。

壓下螺母安裝在機(jī)架橫梁鏜孔巾，為了便于拆裝，常采用H8/h9或H8/f9級(jí)的幼配合。為了防止壓下螺母從機(jī)架中脫落或轉(zhuǎn)動(dòng)，通常用壓板將其固定，壓板嵌在螺母和機(jī)架的凹槽中，用雙頭螺栓固定(圖4一18)。壓板槽的位置一般不應(yīng)在機(jī)架橫梁的中閫斷面上，幽為那里彎矩最大，以免減弱機(jī)架強(qiáng)度。壓下螺母可用干油或稀油潤(rùn)滑。采用稀油潤(rùn)滑，循環(huán)油從開(kāi)在靠近上端面的徑向油孔送入螺紋，在螺母內(nèi)沿軸向和徑向還開(kāi)有油孔，以便潤(rùn)滑油能流入每圈螺紋(圖4—18)。初軋機(jī)的快速壓下，如采用稀油潤(rùn)滑，螺母每命可提高1．5～2倍。四、壓下螺絲的傳動(dòng)力矩和壓下電機(jī)功率轉(zhuǎn)動(dòng)壓下螺絲所需的靜力矩，也就是壓下螺絲的阻力矩，它包括螺紋間的摩擦力矩和螺絲端部與止推軸承間的摩擦力矩兩局部(4—4)螺紋問(wèn)的摩擦阻力矩，可根據(jù)滑塊沿斜面滑動(dòng)的力學(xué)平衡條件夾分析推導(dǎo)，得出如前所述的(4—2)式止推軸承處的摩擦阻力矩，可按單位摩擦力均布，用積分法求得。對(duì)實(shí)心軸頸為(4—5)對(duì)有凹孔的球面墊，那么按式(4—1)對(duì)止推滾動(dòng)軸承(4—6)式中一作用在一個(gè)壓下螺絲上的力；——螺紋中徑；——螺紋上的摩擦角；——螺紋升角；——壓下螺絲止推軸頸直徑；一一球面銅墊凹孔直徑；——滾動(dòng)軸承平均直徑；——壓下螺絲端部摩擦系數(shù)，對(duì)滑動(dòng)止推軸承，取=0．1～0．2；對(duì)滾動(dòng)止推軸承，取=0．005。作用在一個(gè)壓下螺絲上的力，計(jì)算時(shí)應(yīng)區(qū)分兩種情況：對(duì)于不帶鋼壓下的初軋機(jī)和板坯粗軋機(jī)，為過(guò)平衡力的一半，即(4—7)式中——上輥被平衡部件總重量；——。上輥平衡力，一般采用過(guò)平衡，即==(1．2～1．4)。應(yīng)當(dāng)指出，在處理壓下螺絲阻塞事故時(shí)，壓下螺絲所受的力是正常軋制壓力的1．6～2．0倍，在設(shè)計(jì)回松機(jī)構(gòu)時(shí)，應(yīng)考慮這一特點(diǎn)。對(duì)于帶鋼壓下的板帶軋機(jī)(4～8)式中一一軋制壓力。此時(shí)過(guò)平衡力與軋制力相比可忽略不計(jì)。但當(dāng)采用彎輥機(jī)構(gòu)調(diào)整輥型時(shí)，還應(yīng)加上彎輥力或。傳動(dòng)每個(gè)壓下螺絲的電動(dòng)機(jī)功率為(4—9)式中——按式(4—4)計(jì)算的轉(zhuǎn)動(dòng)壓下螺絲的靜力矩；——電動(dòng)機(jī)額定轉(zhuǎn)速，r／min；——壓下傳動(dòng)系統(tǒng)總速比；——壓下傳動(dòng)系統(tǒng)的機(jī)械效率。對(duì)于頻繁起動(dòng)、制動(dòng)的壓下電機(jī)，且對(duì)起動(dòng)加速度有一定要求時(shí)，應(yīng)作出靜負(fù)荷圖，還考慮所有轉(zhuǎn)動(dòng)零件在加、減速時(shí)所產(chǎn)生的動(dòng)力矩，進(jìn)行發(fā)熱值和工作時(shí)間的驗(yàn)算。第三節(jié)帶鋼軋機(jī)的液壓壓下裝置一、液壓壓下裝置的特點(diǎn)長(zhǎng)期以來(lái)，帶鋼軋機(jī)上使用的是電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)。電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)由于運(yùn)動(dòng)局部的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大，有反響速度慢、調(diào)整精度低、傳動(dòng)效率低等缺點(diǎn)。隨著帶鋼軋制速度的逐漸提高，產(chǎn)品的尺寸精度要求日趨嚴(yán)格，特別是采用厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)(AGC)以后，電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)已不能滿足工藝要求。為了提高產(chǎn)品的尺寸精度，在高速帶鋼軋機(jī)上開(kāi)始采用液壓壓下裝置。目前，新建的冷連軋機(jī)組幾乎已全部采用液壓壓下裝置，熱帶鋼連軋機(jī)精軋機(jī)組的最后一架，也往往裝有液壓壓下裝置。液壓壓下是用液壓缸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的壓下螺絲、螺母來(lái)調(diào)整軋輥輥縫的?，F(xiàn)代軋機(jī)上的液壓壓下裝置，除液壓缸和與之配套的伺服閥、液壓系統(tǒng)外，一般都配備有帶鋼厚度自動(dòng)控制系統(tǒng)，可在軋制過(guò)程中實(shí)現(xiàn)對(duì)帶鋼厚度的閉環(huán)控制。與電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)相比擬，液壓壓下裝置具有以下特點(diǎn)(表4—2)：1)響應(yīng)速度快，調(diào)整精度高。液壓壓下裝置的機(jī)械結(jié)構(gòu)局部少、慣性小，有很高的輥縫調(diào)整速度和加速度，在頻率響應(yīng)、位置分辨率諸方面都大大優(yōu)于電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)。表4—2給出了液壓壓下與電動(dòng)壓下動(dòng)態(tài)特性方面的比擬。動(dòng)態(tài)特性的大幅度提高，使得產(chǎn)品的精度提高，質(zhì)量更有保證，縮短了加速、減速階段帶鋼頭尾的超差長(zhǎng)度，節(jié)約了金屬及能源，提高了產(chǎn)品的合格率。2)采用液壓壓下，可以根據(jù)需要改變軋機(jī)的當(dāng)量岡4度，實(shí)現(xiàn)對(duì)軋機(jī)從“恒輥縫”到“恒壓力”的控制(詳見(jiàn)第六章)，以適應(yīng)各種軋制工藝要求。如在冷軋機(jī)的初軋階段，要求工作機(jī)座具有盡可能大的“剛度”，以保證帶鋼獲得最小厚度偏差，而在精軋和平整階段，要求機(jī)座具有較小的“剛度”，以使成品帶材獲得較好的板型。3)過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單可靠。液壓系統(tǒng)可有效地防止軋機(jī)過(guò)負(fù)荷，保護(hù)軋輥和軸承免遭破壞。當(dāng)事故停車時(shí)，可迅速排出液壓缸的壓力油，加大輥縫，防止軋輥燒裂或被刮傷。4)液壓壓下裝置采用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，較機(jī)械傳動(dòng)效率高。液壓壓下裝置雖有上述優(yōu)點(diǎn)，但制造精度和操作維護(hù)要求都很高，技術(shù)上比擬復(fù)雜，對(duì)油液的污染很敏感。液壓壓下裝置的工作可靠性主要取決于液壓元件和控制系統(tǒng)的可靠性，這些問(wèn)題應(yīng)在設(shè)計(jì)中加以考慮。二、壓下液壓缸及其在軋機(jī)上的配置壓下液壓缸在軋機(jī)上的配置方案有“壓下式”和“壓上式”兩種形式。在冷連軋機(jī)組或平整機(jī)上，可以采用壓下式，也可以采用壓上式。采用壓上式時(shí)，在軋機(jī)上部可以設(shè)置不帶鋼壓下的電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)，以便作大行程的壓下調(diào)整。壓下式的液壓缸設(shè)置在機(jī)架上部，須增設(shè)懸掛裝置，結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，但它的最大優(yōu)點(diǎn)是電液伺服閥可裝在液壓缸附近，不僅提高了液壓缸的反響速度，而且伺服閥的工作環(huán)境好，便于維護(hù)檢修。在熱連軋精軋機(jī)組中，通常只在最后一架軋機(jī)上裝有液壓壓下裝置。在這樣的軋機(jī)上，同時(shí)還配置有與前幾架精軋機(jī)相同的電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)，為此，液壓缸只能布置在機(jī)架下方，即為壓上式。壓上式油缸結(jié)構(gòu)上較為簡(jiǎn)單，但不便維護(hù)，工作環(huán)境較差。下面以某廠的1700冷、熱連軋機(jī)的液壓壓下裝置為例，介紹壓下式和壓上式兩種配置方案。1．壓下式液壓壓下裝置1700冷連軋機(jī)采用壓下式液壓缸(機(jī)架窗口布置可參看圖4—23)，液壓缸在機(jī)架內(nèi)的布置情況見(jiàn)圖4—19。圖中，壓下液壓缸3和平衡架9由懸掛在機(jī)架頂部的平衡液壓缸1通過(guò)拉桿來(lái)平衡。假設(shè)拔掉銷軸8，那么平衡架連同壓下液壓缸可隨同支承輥一起拉出機(jī)架進(jìn)行檢修。壓下液壓缸與支承輥軸承座間有一組墊片5，其厚度可按照軋輥的磨損量調(diào)整，這樣可防止過(guò)分增大液壓缸的行程。壓下液壓缸的缸體平放在上支承輥軸承座6上(有定位銷)，液壓缸的橡膠密封環(huán)包有聚四氟乙烯，以減少摩擦阻力。液壓缸的活塞頂住機(jī)架上橫梁下方的弧形墊塊2，可利用雙向動(dòng)作的液壓缸7將兩弧形墊塊同時(shí)抽出，便可進(jìn)行換輥操作。缸體上裝有液壓壓力傳感器4，每個(gè)液壓缸有兩個(gè)光柵式位置傳感器10，按對(duì)角線布置在活塞兩側(cè)。活塞直徑為965mm，最大行程100mm，最大作用力為12．5MN。液壓壓下系統(tǒng)采用MOOG73型電液流量控制伺服閥，其額定流量為57L／min，最大工作壓力21MPa。為防止高壓油被鐵銹污染，整個(gè)液壓系統(tǒng)的管道和油箱均用不銹鋼制造。軋機(jī)的測(cè)壓儀裝在機(jī)架底部，在下軸承座與斜楔調(diào)整機(jī)構(gòu)之間(參見(jiàn)圖4—23)。2．壓上式液壓壓下裝置1’700熱連軋精軋機(jī)最后一架(F7)采用壓上式液壓缸，它放置在機(jī)架下橫梁上，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖4—20所示(軋機(jī)窗口布置可參看圖4—25)。為調(diào)整軋制線高度和減小液壓缸行程，在液壓缸下方裝有機(jī)械推上機(jī)構(gòu)(包括推上螺絲8和帶蝸輪的螺母7)。螺母7由75kW、515r／min的直流電機(jī)通過(guò)速比為4．13和25的兩級(jí)蝸輪副傳動(dòng)(傳動(dòng)機(jī)構(gòu)圖中未畫(huà)出)。調(diào)整速度為2mm／s，工作行程12mm，最大行程180mm(不得帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn))。熱連軋機(jī)咬鋼時(shí)的沖擊負(fù)荷很大，在沖擊負(fù)荷下，壓上液壓缸的缸體會(huì)產(chǎn)生相對(duì)于活塞的徑向竄動(dòng)，這很容易導(dǎo)致油缸泄漏。為此，在液壓缸的設(shè)計(jì)中，采用了浮動(dòng)活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)，即缸體內(nèi)徑950比活塞直徑大10mm，活塞6上裝有浮動(dòng)活塞環(huán)5，二者之間每邊有8mm徑向間隙，允許活塞在缸體內(nèi)徑向竄動(dòng)?；钊h(huán)上有兩個(gè)帶導(dǎo)套的徑向密封環(huán)和四個(gè)端面密封環(huán)，以保證高壓油不泄漏?；钊h(huán)上還開(kāi)有油孔，以使密封處得到潤(rùn)滑。位置傳感器2是差功變壓器式，量程6mm，工作行程5mm。傳感器鐵芯由彈簧壓緊在活塞中央，變壓器線圈那么固定在缸體上。線圈的導(dǎo)向套與活塞的相對(duì)滑動(dòng)面，采用了與浮動(dòng)活塞環(huán)類似的密封結(jié)構(gòu)，當(dāng)活塞與缸體問(wèn)有徑向竄動(dòng)時(shí)，不致影響位置傳感器的工作。壓上液壓缸的最大行程40mm，工作行程5mm(－3～+2mm)，當(dāng)油壓為21MPa時(shí)，工作推力為14．7MN，回程油壓1，5MPa。液壓壓下系統(tǒng)采用的是MOOG73型電液流量伺服閥。測(cè)壓儀裝在機(jī)架的上部，在壓下螺絲與上支承輥軸承座之間(圖4—25)。為了提高液壓缸的響應(yīng)頻率，在設(shè)計(jì)中應(yīng)注意以下問(wèn)題：1)應(yīng)減小液壓缸中油柱的高度。油柱高度增加，不但會(huì)減小軋機(jī)剛度，還會(huì)降低液壓缸的工作頻率，影響壓下的快速性。2)適當(dāng)提高供油壓力，可以提高系統(tǒng)的反響速度和控制精度，也可以減小液壓缸直徑。目前常用的液壓系統(tǒng)供油壓力為25MPa。3)應(yīng)盡量縮短伺服閥到液壓缸間的管路長(zhǎng)度。據(jù)資料介紹，當(dāng)配管長(zhǎng)度從6m縮短到3m時(shí)，壓下系統(tǒng)的響應(yīng)頻率從l0Hz提高到15Hz。我國(guó)科技人員曾試驗(yàn)，將伺服閥直接裝在液壓缸上，效果也很好。4)應(yīng)選擇摩擦系數(shù)小的密封材料，從結(jié)構(gòu)上設(shè)法減小活塞與缸體間的摩擦阻力。實(shí)踐證明，摩擦阻力對(duì)液壓缸的響應(yīng)頻率影響很大。5)液壓系統(tǒng)應(yīng)有較好的排氣措施。高壓油內(nèi)假設(shè)混入空氣，將會(huì)大幅度降低系統(tǒng)的剛度和影響液壓缸的反響速度。第四節(jié)上軋輥平衡機(jī)構(gòu)一、上軋輥平衡機(jī)構(gòu)的作用與類型幾乎所有的軋機(jī)(疊軋薄板軋機(jī)除外)都設(shè)置上軋輥平衡機(jī)構(gòu)，使上輥軸承座緊貼在壓下螺絲端部，并消除從軋輥輥頸到壓下螺母之間所有的間隙(由于自重產(chǎn)生的，壓下螺絲螺紋間的上間隙、螺絲端部與球面墊間間隙、軋輥軸承處的上間隙)，以免當(dāng)軋件咬入軋輥時(shí)會(huì)產(chǎn)生沖擊。平衡機(jī)構(gòu)還兼有抬升上輥的作用，形成輥縫。軋機(jī)的型式不同，對(duì)平衡機(jī)構(gòu)的要求和采用的類型也不同。在三輥型鋼軋機(jī)上，上輥的移動(dòng)量很小，一次調(diào)整好后，在軋制過(guò)程中一般不再調(diào)整，因此多采用彈簧平衡；初軋機(jī)、板坯軋機(jī)的平衡機(jī)構(gòu)應(yīng)適應(yīng)上軋輥的大行程、快速頻繁移動(dòng)的特點(diǎn)，且要求工作可靠，換輥和維修方便。在這些軋機(jī)上，廣泛使用重錘式或液壓式平衡機(jī)構(gòu)。四輥板帶板機(jī)的上輥平衡有以下特點(diǎn)：1)由于工作輥和支承輥的換輥周期不同，故工作輥和支承輥應(yīng)分別平衡；2)由于工作輥和支承輥之間是靠摩擦傳動(dòng)，在四輥可逆軋機(jī)上，工作輥平衡機(jī)構(gòu)應(yīng)滿足空載加、減速時(shí)工作輥和支承輥之間不打滑的要求；3)工作輥換輥頻繁，平衡機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)需使換輥方便；4)上輥的移動(dòng)行程較小，移動(dòng)的速度不高。由于以上特點(diǎn)，四輥板帶軋機(jī)主要采用液壓平衡，僅在小型四輥軋機(jī)上采用彈簧平衡。下面分別介紹這幾種平衡機(jī)構(gòu)。二、彈簧式平衡機(jī)構(gòu)彈簧式平衡機(jī)構(gòu)結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，多用在三輥型鋼軋機(jī)、線材軋機(jī)或其他簡(jiǎn)易軋機(jī)上。三輥型鋼軋機(jī)的上輥平衡機(jī)構(gòu)(見(jiàn)圖3—15)由四個(gè)彈簧和拉桿組成，彈簧l放在機(jī)架蓋上面，上輥的下瓦座7通過(guò)拉桿6吊掛在平衡彈簧上。彈簧的平衡力應(yīng)是被平衡重量的1．2～1．4倍，可通過(guò)拉桿上的螺母加以調(diào)節(jié)。當(dāng)上輥壓下時(shí)，彈簧壓縮，上輥上升時(shí)那么放松，因此，彈簧的平衡力是變化的，使用的彈簧愈長(zhǎng)，平衡力愈穩(wěn)定。彈簧平衡只適用于上輥調(diào)整量不大于50～100mm的軋機(jī)。它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠，缺點(diǎn)是換輥時(shí)要人工拆裝彈簧，費(fèi)力費(fèi)時(shí)。三、重錘式平衡機(jī)構(gòu)重錘式平衡機(jī)構(gòu)一般用在上輥移動(dòng)量很大的初軋機(jī)上，它工作可靠、維修方便，其缺點(diǎn)是設(shè)備重量大，軋機(jī)的根底結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。平衡錘通常裝在工作機(jī)座的下面，平衡力由杠桿和支桿傳給上軋輥。圖4—2l是1150初軋機(jī)的重錘平衡機(jī)構(gòu)。上輥軸承座支在機(jī)架內(nèi)的四根支桿上，這些支桿連接在機(jī)架下方的活動(dòng)橫梁上，橫梁那么吊掛在平衡錘的杠桿上。調(diào)整平衡錘在杠桿上的位置，即可調(diào)整上軋輥的平衡力。換輥時(shí)，上輥由壓下螺絲壓到最低位置(平衡錘處于最高位置)，用專門(mén)的栓銷橫插在機(jī)架立柱內(nèi)的縱向槽內(nèi)，鎖住支桿，即可解除平衡力對(duì)軋輥的作用。四、液壓式平衡裝置液壓式平衡裝置是用液壓缸的推力來(lái)平衡上輥重量的。液壓式平衡裝置結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，與其他平衡方式比擬，易于操作，使用方便，能改變油缸壓力，而且可以使上輥不受壓下螺絲的約束而上下移動(dòng)，這些都有利于換輥操作。但它的投資較大(需要有一套液壓系統(tǒng)并裝設(shè)蓄勢(shì)器)，維修也較復(fù)雜。液壓平衡裝置廣泛用于四輥板帶軋機(jī)。四輥軋機(jī)的液壓平衡有八缸式和五缸式兩種形式。1．八缸式平衡裝置圖4—22是國(guó)產(chǎn)1700熱連軋精軋機(jī)座八缸式平衡裝置簡(jiǎn)圖。由圖可見(jiàn)，四個(gè)安裝在下工作輥軸承座中的液壓缸3支撐著上工作輥軸承座，用以平衡上工作輥組和上支承輥本體重量，液壓缸柱塞直徑為40。這四布蔽程海麗時(shí)起工作輥彎輥缸的作用，用以調(diào)整輥型，為獲得不同的彎輥力，液壓缸的工作壓力可在5～21MPa范圍內(nèi)調(diào)節(jié)，這樣對(duì)每個(gè)軸承可產(chǎn)生155～650kN的作用力。支亟掘笪堊壹?jí)q蟲(chóng)逞嬰個(gè)，其柱塞直徑為160，它只平衡支承輥軸承座和壓下螺絲的重量。平時(shí)，液壓缸的工作壓力為12MPa，當(dāng)換工作輥時(shí)，壓力可增至18MPa，此時(shí)，平衡缸除平衡支承輥軸承座和壓下螺絲重量外，還需平衡支承輥本體重量。八缸式平衡裝置結(jié)構(gòu)比擬緊湊，但缸的數(shù)量較多，而且在每套下工作輥和下支承輥軸承座部件中，都必須設(shè)置平衡缸，從而增加了軸承座加工的復(fù)雜性。此外，每次換輥都必須拆卸油管。換支承輥時(shí)，為了將整個(gè)輥系抬起，還需在機(jī)座下部另外設(shè)置提升液壓缸。

圖4—23是某廠1700冷連軋機(jī)座的液壓平衡裝置，是八缸式平衡裝置的又一例。為適應(yīng)快速換輥需要，上工怍輥平衡缸4與上支承輥平衡缸3均設(shè)置在機(jī)架窗口的凸臺(tái)上，換工作輥時(shí)不需要拆卸油管。上、下支承輥軸承座內(nèi)還裝設(shè)有工作輥負(fù)彎輥缸2，用以調(diào)整輥型。工作輥的換輥軌道6，在換輥時(shí)可由支承輥平衡缸經(jīng)過(guò)上支承輥軸承座提升(工作輥軸承座下的滾輪可沿軌道6軸向抽出換輥)。上工作輥平衡缸4和下工作輥壓緊缸5同時(shí)也是工作輥的正彎輥缸(用以調(diào)整輥型)。應(yīng)當(dāng)指出，設(shè)置下工作輥壓緊缸5是必須的，否那么，在沒(méi)有軋制負(fù)荷時(shí)，下工作輥與下支承輥之間會(huì)由于壓緊力太小(僅有重力)而產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。在機(jī)架窗口中，平衡缸加上彎輥缸共設(shè)置了20個(gè)液壓缸。2．五缸式平衡裝置五缸式平衡裝置與八缸式不同之處只是支承輥的平衡方式不同，支撐錕的平衡缸只有一個(gè)，設(shè)在機(jī)座的中間上部。圖4—24是國(guó)產(chǎn)1700熱連軋粗軋機(jī)座的支承輥平衡裝置簡(jiǎn)圖。下橫梁3鉤住上支承輥軸承座上的凸耳，而下橫梁的上端那么通過(guò)連桿2掛在由平衡缸柱塞推動(dòng)的上橫梁1的鉸鏈上。五缸式平衡裝置的優(yōu)點(diǎn)是：1)缸的數(shù)量減少，簡(jiǎn)化了下支承輥軸承座的加工；2)上支承輥平衡缸放在機(jī)架頂部，工作條件較好；3)換支承輥時(shí)不必拆卸油管；4)更換支承輥時(shí)，增大液壓缸工作壓力，可將整組支承輥系提起，有利于換輥操作。五缸式平衡裝置多用在熱軋鋼板軋機(jī)上，它的缺點(diǎn)是吊掛局部較笨重。某廠1700熱連軋的全部四輥軋機(jī)都是采用五缸式平衡裝置。圖4—25是精軋機(jī)座第七架窗口布置簡(jiǎn)圖。上支承輥的平衡缸(圖中未畫(huà)出)355×376mm，工作壓力12MPa。當(dāng)需要提升整個(gè)支承輥輥系時(shí)，采用19MPa工作壓力。4個(gè)上工作輥平衡缸5和4個(gè)下工作輥壓緊缸6(20×50rnm)均設(shè)在機(jī)架窗口凸臺(tái)上，它們同時(shí)也起正彎輥?zhàn)饔?，工作壓?～20MPa。同時(shí)還有負(fù)彎輥缸4和7(77．7×124mm)共8個(gè)。某1300初軋機(jī)也采用液壓平衡機(jī)構(gòu)(圖4～26)，上輥用兩個(gè)固定在機(jī)架外側(cè)的液壓缸平衡，活塞經(jīng)橫梁1、拉桿2和下橫梁6拉住上輥軸承座上的凸耳。五、上輥平衡機(jī)構(gòu)平衡力確實(shí)定通常取平衡力為被平衡重量的1．2～1．4倍，即==(1．2～1．4)(4一10)=1．2～1．4稱為過(guò)平衡系數(shù)。在采用彈簧平衡時(shí)，由于上軋輥的移動(dòng)會(huì)引起彈簧平衡力的變化，過(guò)平衡系數(shù)在上述范圍內(nèi)適當(dāng)取得大些。在采用重錘平衡時(shí)，重錘的重量按杠桿定律計(jì)算。調(diào)整平衡錘在杠桿上的位置，即可調(diào)整平衡力。采用液壓平衡時(shí)，油缸的工作壓力可按下式計(jì)算(4一11)式中——油缸的工作壓力，N／㎝2；——被平衡零件的總重量(重力)，N；——過(guò)平衡系數(shù)，K=1．2～1．4，考慮到液壓缸的摩擦阻力，以取較大值為宜；——平衡液壓缸的數(shù)量；——平衡液壓缸的柱塞面積；——液壓缸柱塞直徑，cm。在計(jì)算四輥軋機(jī)平衡油缸時(shí)，應(yīng)特別注意工作輥平衡缸和支承輥平衡缸平衡重量的分配問(wèn)題。必須指出，上支承輥平衡裝置并不能消除上支承輥軸承中的頂間隙，因?yàn)樯现С休伷胶饬κ羌釉谒妮S承座上的(圖4～27)。這一頂問(wèn)隙應(yīng)由工作輥平衡缸消除，為此，當(dāng)確定工作輥平衡缸需平衡的零件重量時(shí)，除上工作輥輥系重量外，還應(yīng)包括上支承輥本體重量。計(jì)算支承輥平衡油缸時(shí)，被平衡零件應(yīng)包括上支承輥軸承座、球面墊、壓下螺絲及平衡掛架等。但當(dāng)更換工作輥時(shí)，支承輥平衡缸的平衡力仍應(yīng)包括上支承輥本體的重量。為防止可逆式四輥軋機(jī)空載起動(dòng)、制動(dòng)時(shí)，工作輥與支承輥之間打滑，工作輥平衡缸平衡力應(yīng)按照工作輥與支承輥接觸外表不打滑的條件來(lái)確定，即軋機(jī)空載加、減速時(shí)，主動(dòng)輥?zhàn)饔糜诒粍?dòng)輥外表的摩擦力矩應(yīng)大于被動(dòng)輥的動(dòng)力矩。下工作輥壓緊缸的最低油壓也應(yīng)按這一條件確定。下面按兩種情況分析這一條件。1)傳開(kāi)工作輥，支承輥被摩擦帶動(dòng)的情況(圖4—28)。假設(shè)上工作輥壓向上支承輥的力為，且不考慮支承輥軸承的摩擦阻力，那么兩輥間不打滑的條件是(4一12)式中、——工作輥、支承輥直徑，m；——支承輥的飛輪力矩，kg·㎡；——工作輥角加速度，r／min／s；——工作輥與支承輥間滑動(dòng)摩擦系數(shù)，≈0．1。由此得出(4一13)2)