第四章轧辊调整装置课件.ppt（71页）

1、第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置第一节第一节 压下装置类型压下装置类型第二节第二节 轧辊平衡装置轧辊平衡装置第三节第三节 压下螺丝与螺母压下螺丝与螺母第四节第四节 液压压下装置液压压下装置第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 轧辊调整装置的作用作用主要是调整轧辊在机架中的相对位置，以保证要求的压下量、精确的轧件尺寸和正常的轧制条件。轧辊的调整装置主要有轴向调整轴向调整装置装置和径向调整装置径向调整装置两种。轧辊的轴向调整装置主要用来对正轧槽，以保持正确的孔型形状，一般用简单的手动装置。轧辊

2、的径向调整装置的作用是：（1）调整两工作辊轴线之间的距离，以保持正确的辊缝开度，给定压下量；（2）调整两工作辊的平行度；（3）调整轧制线的高度（在连轧机上要调整各机座间轧辊的相互位置，以保证轧制线高度一致）。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第一节第一节 压下装置类型压下装置类型 上辊调整装置也称压下装置，它的用途最广，安装在所有的二辊、三辊、四辊和多辊轧机上。就驱动方式而言，压下装置可分为手动的、电动的和液压的三类。手动压下装置大多用于型钢轧机上，也用于小型热轧或冷轧钢板和带钢轧机上。轧辊的手动调整通常可用移动楔块，转动压下螺丝或转动压下螺母等方

3、法来实现（图4-1）。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院图4-1 手动上辊的调整机构第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 手动压下装置的优点是结构简单、价格低。其缺点是体力劳动繁重，压下速度和压下能力较小。电动压下装置是由电动机通过圆柱齿轮减速箱或涡轮减速箱（有时也用行星轮减速箱）传递运动的，它可以用于所有的轧机上，如初轧机、板坯轧机、厚板、薄板及热、冷板带轧机。其优点是移动距离可达较大的数值，速度和加速度亦可达到一定的要求，压下能力较大。缺点是结构复杂、反应时间较长、效率较低。液压压下装置主要用于冷、热

4、轧板带轧机上，其主要特点是具有很高的响应速度，很短的反应时间，很高的调整精度。但其费用较高，控制的行程有限。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 轧辊调整装置的结构在很大程度上与轧辊的调整速度、调整距离、调整频率和调整精度有关。各类轧机的上辊调整速度见表4-1。表表4-1 各种轧机的上辊移动（各种轧机的上辊移动（调整）速度）速度轧机特性移动速度（mm/s）轧机特性移动速度（mm/s）10001475初轧机80200b）精轧机座5121100板坯机50120型钢轧机（孔型位置不变）25800900初轧机4080钢管穿孔机12700800三辊初轧机306

5、0四辊薄板热轧机0.10.2中、厚板轧机：薄板及带钢冷轧机0.050.1a）粗轧机座1225第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 电动压下装置是目前最常用的上辊调整装置，本章将予以重点介绍。调整速度是压下装置的基本参数，根据压下速度的大小，电动压下装置可分为快速压下装置快速压下装置和慢速压慢速压下装置下装置两种类型。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院一、快速压下装置一、快速压下装置 这类压下装置多用在初轧机、板坯轧机、中厚板轧机、连轧机组的可逆式粗轧机上，其工艺特点是：（1）工作时要求打行程、快速和频繁地

6、升降轧辊。（2）轧辊调整时，不“带钢”压下，即不带轧制负荷压下。为适应上述特点，就要求传动系统惯性小，以便在频繁的启动和制动情况下实现快速调整；由于其工作条件繁重，要求有较高的传动效率和工作可靠性；快速压下装置中还必需有克服压下螺丝阻塞事故（轧卡、坐辊）的回松装置。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 快速压下装置一般采用螺丝和螺母机构来移动轧辊，按照传动的布置形式，快速压下装置有两种类型：采用立式电动机采用立式电动机，传动轴与压下螺丝平行布置的形式和采用卧式电动机采用卧式电动机，传动轴与压下螺丝垂直交叉布置的形式。1、采用立式电动机 图4-2为采用

7、立式电动机的初轧机压下机构简图。电动机11通过与其同轴的小齿轮1和中间大惰轮2带动固定在方孔套筒3上的大齿轮4，使压下螺丝5在螺母12中旋转并实现升降运动，压下螺丝的方形尾端穿在套筒的方孔中。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 为了实现两个压下螺丝的同步移动以保持上轧辊的平行升降，两个中间大惰轮之间用一个小惰轮（离合齿轮6）相连。离合齿轮6装在液压缸的柱塞杆8上，当液压缸的柱塞升起时，两个中间大惰轮之间的联系即被切断，此时两个压下螺丝可以单独调整。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 压下螺丝的升降速度为

8、90180mm/s。其中较高的速度是在大行程移动时使用（例如在翻钢道次及换辊时）。压下螺丝的移动距离通过与中间大惰轮2同轴的伞齿轮9以及单独的齿轮传动系统反映在指针盘上，反映压下螺丝移动距离的机构成为轧辊开度指示器。图4-3所示为其传动系统图。轧辊开度指示器主要采用了一种行星齿轮减速机构。在这种机构中，指针既可随压下螺丝而转动，亦可由专设的小电动机单独驱动。这样就可以实现指针的自由调零操作。指针的自由调零是轧辊磨损以后以及更换轧辊或轴承后所必需的操作。立式电动机传动的压下装置由于使用了圆柱齿轮，因此传动效率高，零件寿命长，又节约了有色金属，近年来新设计的初轧机已普遍采用这种传动形式。第四章第四

9、章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 2、采用卧式电动机 图4-4为采用卧式电动机的快速压下装置，压下螺丝用两个150hp、490r.p.m的它激电动机通过圆柱齿轮箱和两对涡轮传动来带动。压下螺丝的方形尾部装在涡轮轮毂中。装在蜗杆轴上的两个离合器可保证在调整轧机时，两个上轧辊的轴承座可以单独移动。轧辊开度指示器的指针由装在某一压下螺丝上的伞齿轮通过齿轮传动来带动，在齿轮传动装置中装有差动减速机，它可以使指针不依靠压下螺丝而由0.15kW的电动机单独带动，以实现调零操作。第四章第四章

10、 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 需要指出，在快速调整机构的压下螺丝的传动中被迫采用涡轮带动，常不是由于需要大的速比（例如在1000初轧机上仅等于6.85），而仅仅由于电动机和压下螺丝的轴线是交叉配置的。快速电动压下装置由于其压下行程大，压下速度高而且不带钢压下，故在生产中易发生压下螺丝的阻塞事故，这通常是由于卡钢，或由于误操作使两辊过分压靠或上辊超限提升造成的，此时压下螺丝上的载荷超过了压下电机允许的能力，电动机无法启动，上辊不能提升。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/

11、22/2023青岛理工大学机械工程学院 为处理阻塞事故，在许多轧机上装有专门的压下螺丝回松装置，图4-5为4200厚板轧机回松装置的简图。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 当发生卡钢事故时，可将上半离合器2上的两个液压钢柱塞5升起，带动托盘9与压盖7以及下半离合器8升起，并与上半离合器2相咬合。接着开动两个工作缸3，通过双臂托盘2驱动带有花键内孔的下半离合器8，强使压下螺丝松动。工作缸柱塞靠回程缸4返回。工作缸柱塞的最大行程为300mm，往复数次即可使螺丝回松。液压缸的工作压力为19.6MPa（200kg/cm2），工作缸单缸推力为56.6吨，它

12、是根据卡钢时最大压力6720吨（相当于最大轧制压力的1.6倍）设计的。这种装置能较快地处理柱塞事故。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院二、慢速压下装置二、慢速压下装置 这类压下装置通常用在热轧或冷轧薄板和带钢轧机上。这类轧机的轧制速度很高，其轧制精度要求较高，这些工艺特征使这类压下装置具有以下特点：（1）较小的轧辊调整量与较高的调整精度。这类轧机上辊的提升高度一般为100200mm，在换辊操作时稍大些，在轧制过程中轧辊的调整行程更小，最大为1025mm，最小时仅为几个微米，另外为保证带钢的厚度公差，要求调整精度高，这类压下装置的压下速度一般约为0.

13、021mm/s。（2）带钢压下。在轧制过程中为保证轧制精度，消除厚度不均，压下装置必须随时在轧制负荷下调整辊缝。此外，在开轧之前进行零位调整，还需进行工作辊的压靠操作。在轧制较薄规格的带钢时，最后几道也是在工作辊压靠的情况下工作的。因此带钢轧机的压下装置必须按照带钢压下的条件来设计。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 （3）必须动作快，灵敏度高；为了在很高的轧制速度下修正带钢的厚度偏差，压下装置必须反应灵敏，这是板带轧机压下装置的主要技术特性，对压下装置本身来说，其传动零件应有较小的惯性，以便得到较大的加速度。（4）轧辊平行度的调整要求严格。由于带

14、钢的宽厚比很大，故要求轧辊严格地保持平行，压下机构除应保持严格同步外，还应便于每个压下螺丝单独调整。为了实现单独压下，压下螺丝采用两台电动机分别驱动，而用离合器保证两个压下螺丝的同步压下。采用双电动机驱动的优点是：在功率相同的情况下，减少了电动机的飞轮惯性矩，有利于加速启动和制动过程。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 图4-6为两级蜗轮蜗杆传动的压下装置传动简图，两级蜗轮蜗杆的减速比可达15002000。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 图4-7为一级蜗轮蜗杆和两级圆柱齿轮传动的压下装置简图。第四章

15、第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 上述两种传动方式（图4-6及图4-7）相比起来，前者结构紧凑，但传动效率低，而且在蜗轮齿圈上要耗费很多的青铜。采用球面蜗杆传动可部分消除这些缺点，球面蜗杆传动装置较为紧凑，而且传动效率也比一般的高。此外还具有工作寿命长等特点。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第二节第二节 轧辊平衡装置轧辊平衡装置一、上轧辊平衡装置的作用一、上轧辊平衡装置的作用 （1）消除间隙，避免冲击。由于轧辊、轴承以及压下螺丝等零件自重的影响，在轧件进入轧机之前，这些零件之间不可避免地存在着一定的间隙。

16、例如上辊轴承座和压下螺丝之间存在间隙1（见图4-8），压下螺丝和螺母之间存在间隙2。若不消除这些间隙，则喂钢时将产生冲击现象，使设备受到严重损害。为消除上述间隙，须设上辊平衡装置，它是压下装置的组成部分。（2）抬起轧辊时起帮助轧辊上升的作用。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院二、上轧辊平衡装置的类型二、上轧辊平衡装置的类型 上轧辊平衡装置有弹簧平衡、重锤平衡和液压平衡三种形式。1、弹簧平衡 弹簧平衡主要用在上辊调整量很小的轧机上，型钢轧机、线材轧机一般都用这种平衡装置（

17、图4-9）。弹簧置于机架盖上部，上辊的下瓦座通过拉杆吊挂在平衡弹簧上。当上辊上升时，弹簧放松，当上辊下降时，弹簧逐步压缩，弹簧力是随弹簧变形相应的轧辊位置而变化的（图4-10）。弹簧平衡的优点是简单可靠。缺点是换辊时要人工拆装弹簧，费力、费时。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 2、重锤平衡 此种平衡方式广泛应用于轧辊移动量很大的初轧机上，它工作可靠，维修方便。其缺点是设备重量大，轧机的基础结构较复杂。图4-11为用重锤平衡的1000初轧机的工作机座，上轧辊及轴承座通过

18、吊架支持在位于机架内的四根支杆上。这些支杆支持在横梁上，而横梁则吊挂在平衡锤杠杆的拉杆上。平衡锤相对于杠杆支点的力矩应比被平衡机件（上轧辊、轴承座、轴承、压下螺丝、支杆、横梁及拉杆）重量的力矩大20%40%，以便保证消除轴承座和压下螺丝联结处的间隙以及压下螺丝螺纹间的间隙。调整平衡锤在杠杆上的位置，即可调节平衡力的大小。换辊时，务必先解除平衡锤的作用，即将平衡锤挂在专用的钩子上，或用专门的栓销横插在机架立柱内的纵槽内，锁住支杆，以解除平衡力对轧辊的作用。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理

19、工大学机械工程学院3、液压平衡、液压平衡 液压平衡是用液压缸的液压推力来平衡上轧辊等零件的重量的。它结构紧凑，使用方便，易于操作。它可使轧辊与压下螺丝无关地移动，这对于换辊和维修都很方便，但它的投资较大，维修也较复杂。液压平衡广泛用在四辊板带轧机上，也可应用于初轧机等大型轧机上。图4-12为1100初轧机上辊采用液压平衡装置的示例。液压缸置于中间，侧旁的小缸是平衡上辊万向接轴用的。上辊轴承座通过拉杆和横梁吊挂在液压缸的柱塞上。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 图4-13为五缸式平衡装置的一例，工作辊用四个油缸来平衡，而支承辊则用位于机架上面中央位

20、置的一个油缸通过两根拉杆和两个横梁来平衡。五缸式平衡装置的优点是：缸的数量少，简化了下支承辊轴承座的加工。更换支承辊时，只要增大液压缸的工作压力，就可将整组支承辊系提起，有利于换辊操作，换辊时，上油缸固定不动，因此不必去拆油管，液压缸放在机架顶上，工作条件较好。五缸式的缺点是吊挂部分较笨重，机座高度较高。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 图4-14为八缸式液压平衡装置结构简图，四个直径较大的油缸平衡支承辊，其余四个直径较小的平衡工作辊。在有些轧机上这四个缸还起工作辊弯曲缸的作用，即用来调整辊型，液压缸的工作压力是可以调整的。八缸式平衡装置比较紧凑

21、，但这种平衡装置的缸数较多，而且每一套下支撑辊轴承座的备件都要有平衡缸，使加工轴承座较为复杂，换支承辊时增加了拆油管的手续。此外，在换支承辊和工作辊时，为了将成套轧辊组件提起，还必须在机座下部另设提升缸。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院三、上轧辊平衡力的确定三、上轧辊平衡力的确定 通常，作用于上轧辊组件上的平衡力取为被平衡零件重量的1.21.4倍（过平衡系数K=1.21.4）。采用液压平衡时，油缸的工作压力可按下式确定：（4-1）式中 G被平衡零件的重量（kg）；n液压缸数目；d液压缸柱塞直径（cm）。）（22kg/cmdn)4.12.1(GP第

22、四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 对于可逆四辊轧机上轧辊平衡力的确定，要考虑在轧辊中无轧件情况下启动、制动和反转时防止工作辊与支承辊之间发生打滑。在这种情况下，上工作辊的平衡力还应根据工作辊和支承辊接触表面不打滑的条件来确定。即轧机空载加、减速时，主动辊作用于被动辊表面的摩擦力矩应大于被动辊的动力矩。下面按两种情况来分析。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 1、工作辊主动、支承辊被动的情况 若不考虑支承辊轴承中的摩擦时，两辊间不打滑条件是（图4-15a）（4-2）由此得 （4-2a）式中 Q上工作辊压向

23、支承辊的力（kg）；D1，D2工作辊和支承辊的直径（m）；(GD 2)2支承辊的飞轮力矩（kgm2）；工作辊和支承辊表面间的滑动摩擦系数；工作辊的角加速度（r/min/s）。21222dd375)2DDtnGDDQ（tnDDGDQdd375)(22122tndd第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 2、支承辊主动，工作辊被动的情况 上工作辊的过平衡力Q应满足下式（图4-15b）：（4-3）（4-3a）式中 工作辊的飞轮力矩（kgm2）。tnGDDQdd375)(2121t

24、nDGDQdd375)(211212)(GD第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第三节第三节 压下螺丝与螺母压下螺丝与螺母一、压下螺丝一、压下螺丝 压下螺丝的结构一般分头部、本体和尾部三部分（图4-16）。头部与上辊轴承座接触，承受来自辊颈的压力和上辊平衡装置的过平衡力，为了防止端部在旋转时磨损并使上轧辊轴承具有自动调位性能，压下螺丝的端部一般都做成球面形状，并与球面铜垫接触形成止推轴承。压下螺丝止推端的球面有凸形和凹形两种，老式的多为凸形，这种结构形式在使用时使凹形球面铜垫承受拉应力，改进后的压下螺丝头部做成凹形，这时凸形球面铜垫处于压应力状态，有

25、利于提高强度，见图4-17。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 在带钢轧机上，为减小传动时摩擦损耗及减小压下电机功率，目前，大多数用滚动止推轴承代替滑动的止推铜垫（图4-18）。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 压下螺丝的尾部是传动端，承受驱动力矩，一般尾部的形状有方形、花键形和圆柱形三种（图4-19）。当轧辊快速移动时（例如在初轧机上），通常将它作成镶可换青铜滑板（图4-19a）或补焊青铜的方尾。当速度不快而负荷很重时，

26、例如在四辊板带轧机上，通常将它作成花键形（图4-19b）。在轻负荷的调整机构中，包括手动的在内，压下螺丝的尾部作成带键的圆柱形（图4-19c）。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 压下螺丝的本体带有锯齿形或梯形螺纹，前者传动效率较高，主要用于初轧机等快速压下装置上；后者强度较大，主要用于轧制符合较大的轧机（如冷轧带钢轧机）。压下螺丝多数是单线螺纹，只有在初轧机等快速压下装置中有时采用双线或多线螺纹。压下螺丝的基本参数是螺纹部分的外径d0和螺距t，可按照我国一机部部颁标准选取。压下螺丝的直径按作用在辊颈上最大可能的压力决定，因其长度与直径的比值很小。

27、故不考虑压下螺丝的纵向弯曲，压下螺丝最小断面的直径d1由下列条件决定：（4-4）式中 P作用在辊颈上的最大压力dRdP421第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 通常压下螺丝用b=6070kg/mm2，5=16%的锻造碳钢制造。这种钢的许用应力以n=6计，取 Rd=10001200kg/cm2 当负荷很大时，同样可采用合金钢（40Cr或37SiMnMoV）。为了提高压下螺丝的螺纹和枢轴的耐磨性，将它淬火（通常表面淬火到硬度4560HRC），并进行磨光。由于压下螺丝和轧辊辊颈的强度实际上和它们的直径的平方成正比，因此压下螺丝和辊颈的直径几乎近于直线关系

28、，对于锻钢和铸钢轧辊，可以采用下列数值：d0=（0.550.62）d式中 d0压下螺丝外径；d轧辊辊颈直径。此式中下限适用于铸铁轧辊。压下螺丝的螺距t与外径d0的关系随不同的轧机而异。开坯机上的螺距约等于：t=（0.120.16）d0 对于钢板轧机，为了较精确地调整，螺距取得小一些。在四辊轧机上螺距达0.017d0。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院二、压下螺母二、压下螺母 压下螺母是轧钢机上的易损零件。1150初轧机和4200厚板轧机的压下螺母分别重达1.8吨和4.1吨。一般采用高强度无锡青铜ZQA19 4或黄铜ZHA166 6 3 2铸成。由于

29、重量较大，因此如何采用合理的结构以节约有色金属，是很重要的。压下螺母在结构上有整体式和组合式之分。整体式中又有单级与多级的两种（图4-20）。双极压下螺母虽较单级的省铜，但往往保证不了两个阶梯断面与机架有全面而良好的接触，故目前仍以使用单级压下螺母居多。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 为了节省青铜，近年来在一些大型轧机上广泛采用组合式压下螺母（图4-21）。这种压下螺母，经在初轧机和厚板轧机上使用经验证明，其工作性能并不亚于整体铸造的青铜螺母。在铜质螺母外围加的箍圈是由高强度铸铁制造。箍圈以D/gb过渡配合形式套在螺母上。套上以后，再进行外径和

30、断面上的加工。箍圈采用高强度铸铁，是因为它的弹性模数与青铜相近，这就保证了箍圈及螺母本体在受压时能产生均匀的变形。同时也由于高强度铸铁塑性较好，装配时不易破裂。这一点一般灰铸铁是无法保证的。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 组合式螺母有单箍和双箍两种。当采用双箍时，再套上第二个箍圈以前，必须先车削第一个箍圈的外径及相应的螺母外径。采用加箍螺母，在制造工艺上必须保证箍圈的断面紧密地压在螺母的台阶上。另外，还有一种具有循环水冷却的组合式压下螺母（图4-22）。循环水从下部进入，由上部流出。出口处位于入口正对面，保持冷却水的环流。经在初轧机上的使用经验

31、证明，具有循环水冷却的压下螺母，其寿命可延长1.52倍。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 压下螺母的主要尺寸是它的高度H和外径D。压下螺母的高度H可根据螺纹的许用单位压力150200kg/cm2来确定。根据这一条件取H（1.22）d0。螺母的外径D根据他的端面和机架在接触面上的单位压力为600800kg/cm2选取。一般取D=（1.51.8）d0。为了便于更换，螺母与机架镗孔的配合常采用D4/d4或D4/dc4级的动配合。为了防止螺母从机架中脱出和防止螺母在机架中转动起见，通常用压板将螺母加以固定。压板嵌在螺母和机架的槽内，并用螺栓固定（图4-2

32、3），压板槽的位置一般不应开在机架横梁的中间断面上，因为该处受的弯矩较大。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院三、转动压下螺丝所需的力矩三、转动压下螺丝所需的力矩 转动压下螺丝的静力矩也就是压下螺丝的阻力矩，它包括止推轴承的摩擦力矩和螺纹之间的摩擦力矩。相应于压下螺丝移向轧辊及离开轧辊，转动两个压下螺丝所需的力矩等于：（4-5）式中 P作用在两个压下螺丝上的压力；d3和dcp压下螺丝枢轴的直径及螺纹中径；和 螺纹中的摩擦角及螺纹导角；下下螺丝枢轴的摩擦系数。)(2332,

33、1tgddPMcp第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 当轧机空转时转动压下螺丝的力P为：P=QG （4-6）式中 Q和G平衡力与被平衡机件的重量 通常平衡力比被平衡机件的重量大20%40%，则 P=(0.20.4)G 当压下螺丝在轧制过程中移动时（带钢压下），P力等于作用在轧辊上的压力。但当采用弯辊装置调整辊型时，还应考虑弯辊力的作用。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第四节第四节 液压压下装置液压压下装置 随着科学技术的发展，带钢的轧制速度逐渐提高，对产品的精度要求也日益严格。电动压下装置由于其传动效

34、率低、运动部分惯量大、反应速度慢、调整精度低等缺点，已不能满足工艺要求，为此近年来在高速带钢轧机上开始采用液压压下装置。目前，新建的冷连轧机组几乎全部使用液压压下装置，热带钢连轧机精轧机组的最后一架也往往装有液压压下装置。液压压下装置是用液压缸代替传统的压下螺丝、螺母来调整轧辊辊缝的。在这一装置中，除液压缸和液压供油系统外还有伺服阀、检测仪表和运算控制系统。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 液压压下装置和电动压下相比具有：（1）快速性好。有很高的轧辊辊缝调整速度和加速度。尤其是加速度，例如在1600吨轧制力的负荷下，轧辊调整的加速度能达到30mm

35、/s2，满载时辊缝调整速度23.5mm/s；而电动压下的加速度为1.75mm/s2，辊缝调整速度为0.5mm/s。现代液压压下装置系统的频率响应可达20Hz。（2）调整精度高。液压压下的最小可控移动量为2.5，而电动压下则是10，因而液压压下的成品厚度偏差可减少到4（加减速段约为10），而电动压下的厚差一般在1020以上。（3）过载保护简单、可靠。因为液压系统有自动及快速卸压装置，可以防止轧辊及其轴承的过载和损坏。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 （4）可灵活地改变轧机模数。易于实现从“恒辊缝”到“恒压力”的控制，以适应各种轧制情况。（5）采用标

36、准液压元件，简化了机械结构，消耗的功率小，效率高。其缺点是：（1）检测元件、液压元件要求制造精度高。（2）技术复杂，对操作维护要求高，对故障分析、排除较困难。（3）液压系统对油的脏污很敏感。表4-2为液压压下与电动压下主要性能的比较。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院表表4-2 液压压下与电动压下主要性能比较液压压下与电动压下主要性能比较项目液压压下电动压下过渡过程时间（从发出讯号至完成0.1mm压下的时间）0.050.1s0.751s加速度1530mm/s21.51.75mm/s2压下速度：负载时1.6mm/s2.87mm/s0.134mm/s0

37、.268mm/s空载时系统频率响应620Hz1.2Hz轧机刚性硬-中-软（可变）中（不可变）第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院一、液压压下装置的类型一、液压压下装置的类型 液压压下装置的类型较多，早期发展起来的一种称半液压压下装置，是液压压下装置与电动压下装置并设的，故又称电动液压压下装置。电动压下部分用于“粗调”，如作辊缝的予调及换辊等大行程调整。这部分装置仍是传统的由电动机通过蜗轮蜗杆而驱动压下螺丝旋转与升降。液压压下部分“精调”，由液压缸（图4-24）通过活塞杆上的齿条5推动扇形齿轮6使压下螺母4在机架内自由回转，从而实现压下螺丝2的升降（不

38、旋转）。压下螺母4与扇形齿轮6是用键连接的。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 电动液压压下装置的惯性较小，具有较短的反应时间，比电动压下装置的调整速度提高34倍。费用比纯液压压下装置要小，但其结构比较复杂（因为需要电和液压两套调整机构），利用液压驱动压下螺母所得到的调整范围很小，效率也不高，仍然不能满足现代高速轧制对压下速度及加速度的要求。近年来发展起来的全液压压下装置，全部取消了传统的电动压下机构，辊缝的调整完全靠液压缸的柱塞来进行。用它装备起来的轧机，现在习惯上就称全液压轧机。全液压轧机机座总高比电动压下的机座矮了1.52米，机座外貌也更为整

39、齐美观了。当然最重要的优点是它具有极高的响应速度和效率。液压压下装置液压动力系统和电气控制系统外，其主要部件是电液伺服阀、检测装置（检测辊缝大小的位置传感器和测压仪等）以及调整辊缝的主液压缸。液压缸、电液伺服阀及位置传感器将在液压传动与液压伺服系统中讲授。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院二、全液压压下控制系统简介二、全液压压下控制系统简介 为了对全液压轧机有个大概了解，有必要先就它的控制系统的基本原理作一介绍。下面介绍一种近代典型的液压压下控制系统，系统的基本组成如图4-25所示。这种液压压下系统的工作程序如下：(1)首先由给定电位器（即位置讯号

40、给定装置）1予给定初始辊缝调整讯号h0，此讯号经放大器输入电液伺服阀5，电液伺服阀推动压下柱塞8使轧辊压下。与此同时，位移传感器7将柱塞的位移变成电讯号反馈给位置控制放大器3，并与给定位置讯号相比较。当压下柱塞位移达到给定值h0时，位移传感器发回的反馈讯号与输入讯号h0相等。两讯号经比较后输入电液伺服阀的输入信号为零，压下柱塞停止动作。此时，初始辊缝即调整完毕，可以开始轧钢。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 (2)在轧制工程中，轧制压力发生变化，其波动量P立即通过压头

41、11或压力传感器6（两者可借选择开关任意选用）。毫无延滞地转换成电讯号，此讯号又通过力位移转换环节13按比例地将轧制力讯号转换成位置补偿调整讯号 。若KM为轧机的模数，则S代表轧制力增加P后引起的轧机变形。此讯号再乘以刚性调节系数（Cp）输入到位置控制放大器3，使柱塞作位移调整，以补偿轧机变形的压下调整量。若Cp=1时，则输入的压下调整与轧机的变形相等。当压下柱塞的调整位移量达到 时，由位移传感器7反馈到位置控制放大器3的电讯号与通过压头11返回到位置控制放大器3的电讯号相等。二讯号经比较相减后的值为零，没有讯号输出。于是，调整完毕，轧机弹跳得到完全补偿。MKPSMKP S第四章第四章 轧辊调

42、整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 设出口带材的厚度为h毫米，则 式中 S0轧辊初始值（mm）；P轧制力（t）;KM轧机刚性系数（t/mm）；S位移传感器的位移增量（mm）。这就是说，要实现对轧机弹性变形的补偿，就是使控制过程实现 。SKPShM0dSKdPdhMdSKdPM第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 如果在基本系统上加上测厚反馈，利用测厚仪和标准板厚信号，就可以实现带钢厚度的自动控制。当给定的辊缝值h0不正确或轧辊发生磨损时，轧机出口侧的测厚仪15对出口带钢实际厚度进行检测，并与标准板厚信号比较，输出偏差信号h，

43、从而使辊缝得到校正。现代化的液压压下系统应能补偿由于各种因素变化引起的厚度误差，这些因素包括：带材原始厚度的活动，带材硬度波动，轧辊的磨损，轧辊的热膨胀，轧辊轴承油膜厚度的变化以及支承辊的偏心等。液压压下系统所以有上述功能，关键在于它既利用了反应灵敏，传递方便的电气讯号作为检测系统，有利用了输出功率大，刚性好的液压系统作为执行机构，并且把电液伺服阀作为电液转换环节，成功地把电、液结合在一起，充分发挥了优越性。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 根据液压缸设置位置的不同，液压压下装置有压下式和压上式两种形式。压下式 通过安装在机架上横梁的液压悬挂缸，

44、将液压缸悬挂在支承辊轴承座和机架上横梁之间（实际上，在液压缸与上横梁之间还有一个压下垫块，换辊时可抽出）。压下式的液压缸及其控制盘因布置在上部，故有较清洁的工作条件，这是他的优点。缺点是须设悬挂缸，增加了设备费。压上式 液压缸装在下支承辊轴承座和机架下横梁之间。液压缸放在下边，虽然环境脏一些，但拆装方便；控制用的伺服阀控制盘，直接安装在距离液压缸很近的地下室内，控制灵敏，节省管路，操作维修方便。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 液压缸的这两种布置形式，相比起来何者为优，目前尚无明确结论，在国外及国内轧机上这两种型式都有。武钢1700冷连轧机及单机

45、架平整机用的是压下式（SIEMAG制），双机架平整机用的是压上式（DEMAG制）。无论何种布置型式，都是把液压缸做成可移出式，这是因为液压缸必须经常拆卸与更换密封的缘故。目前的液压压下系统一般都采用200kg/cm2（19.6兆帕）以上的高压油。西德的DEMAG与SIEMAG以及日本的IHI均用250kg/cm2（24.5兆帕）的供油压力，以保证液压缸内有210kg/cm2（21兆帕）的工作压力。提高油压，在一定范围内可以提高反应速度和控制精度。但进一步提高油压，受元件加工精度限制，且将增加系统的发热，还可能产生噪音。液压缸直径主要根据最大轧制力与系统工作压力来去确定。例如一个工作压力为210

46、kg/cm2（20.58兆帕）的液压系统，欲产生1500吨的力，所采用的液压缸直径在900mm以上。第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 例题例题 核验1000初轧机压下装置的传动功率 已知：两个电机传动，每个电机功率N=150hp，转速n=490r/min，通过圆柱齿轮（传动比i1=0.625，1=0.96）及蜗轮蜗杆（传动比i2=6.83，2=0.8）来传动。总传动比 i0=i1i2=0.6256.83=4.27 总效率 =12=0.77 短时运转开启次数 1000/h第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学

47、院 解：解：1、电动机额定力矩及最大力矩 kgm kgm 2、两个电机最大力矩为 kgm 3、传动压下螺丝使其升降所需的力矩 已知平衡装置作用在压下螺丝上的力 Q=212.7=25.4t（Q=20.4G）式中 G轧辊、轴承、轴承座、压下螺丝重量之半。2204901502.7162.716nNMH4402maxHMM880max电机M第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 压下螺丝外径d0=360mm；内径d1=276.694mm；平均直径d平均=327.268；螺距t=48mm；端部直径dn=240mm（取摩擦系数n=0.15）；螺纹摩擦角=548（取

48、=0.1）；螺纹导角=24030。（1）上辊下降时传动两个压下螺丝的力矩 kgm)(23tgddnQMnB平均)30402435(2324.015.0324.025400tg920第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 （2）上辊上升时传动两个压下螺丝的力矩 kgm)(23tgddnQMnB平均532)30402435(2324.015.0324.025400tg 4、由压下螺丝推算到电机轴上的力矩（静力矩）kgm（上辊下降）kgm（上辊上升）00iMMBS28077.027.4920SM16277.027.4532SM第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调

49、整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 5、传动的动力矩 传动件的飞轮力矩：两个电机=200kgm2；两个联轴节、主动齿轮及轴 =30kgm2；中间齿轮 =43 kgm2；轴、两个联轴节、两个蜗杆及齿轮的 =24kgm2；蜗轮 =680kgm2；压下螺丝 =55kgm2，推算到电机轴上的总飞轮力矩：kgm2式中 ，由轴到轴的传动比；，由轴到轴的传动比；=4.27，由压下螺丝到电机轴的总传动比。2电机GD2电机GD2电机GD2电机GD2电机GD2电机GD40027.4)55680(625.02434.143302002222GD34.132431i625.032202ii第四章第四章

50、轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 电机启动时的角加速度这样选取：当轧辊下降时，1=500（r/min）/s；当轧辊上升时2=600（r/min）/s。则启动时为克服传动件的惯性所需的动力矩为：kgm（轧辊下降时）kgm（轧辊上升时）3752GDMd535500375400dM640600375400 dM第四章第四章 轧辊调整装置轧辊调整装置9/22/2023青岛理工大学机械工程学院 6、电机轴上最大力矩 kgm（轧辊下降）kgm（轧辊上升）所选电机的最大力矩为880kgm，因而 所以能满足工艺要求。dSMMMmax815535280maxM802640162