铝带热轧机中的辊道清刷装置设计探讨.doc

铝带热轧机中的辊道清刷装置设计探讨Study on Cleaning Equipment for Roller in Aluminum Hot Mill刘志鹏（洛阳有色金属加工设计研究院，河南洛阳471039）摘 要：辊道清刷装置是目前铝带热轧机中一种新型设备，本文主要介绍了辊道清刷装置的结构、设计参数，以及在设计中需要注意的事项。关键词：辊道清刷装置；清辊器；卷筒；减速电机；辊道Abstract：Cleaning equipment for roller is an update one in aluminum hot rolling area, which is described here in such aspects as structure, designing parameters, and some attention factors.Key words：Cleaning equipment for roller; Rolls cleaner; Reducer; Roller bed 辊道在热轧机组中，占据整个机列长度的80%以上。热轧中辊道的粘铝现象是不可避免的，而辊道粘铝严重将会影响到带材的板面质量。因此在热轧生产中必须定期清理辊道。随着自动控制逐渐的应用在铝板带热轧生产中，生产效率日益提高，人力清洁已经无法适应整个生产的需要，因此辊道清刷装置被广泛的应用在铝带热轧机组中。本文结合我公司设计的辊道清刷装置，对其工作原理，主要参数的计算和清辊器的结构特点进行了详细的介绍。1. 辊道清刷装置的工作原理辊道清刷装置主要由支架、减速电机、卷筒、钢丝绳、清辊器等组成（如图1所示）。图1 辊道清刷装置结构组成 支架横跨辊道两侧，将减速电机及卷筒置于高处，以保证生产时下侧能够顺利的通过板材。生产时，钢丝绳卷起，清辊器放在机旁指定位置。清刷时，将清辊器吊放在辊道上，首先辊道转动将清辊器运送到辊道边部。然后由减速电机驱动卷筒带动清辊器在辊道上慢速滑动，同时，辊道做快速反向旋转。通过辊道与清辊器之间的相对运动来清洁辊道。2. 清辊器重量的选择辊道的清刷效果与清辊器的重量有着紧密的联系。当摩擦系数一定时，清辊器的重量越大，则摩擦力越大，清洁效果越好；但是清辊器的重量同时也受到辊道输出力矩的制约，重量增大后，摩擦阻力矩也将随之增大。笔者参考辊道启动力矩的计算以及清刷中的力矩平衡，对清辊器重量的计算进行了推导整理。清辊器在清刷时，辊道必须克服三种力矩：1）清辊器的摩擦阻力矩；2）辊道平稳运行时的摩擦力矩；3）辊道的启动力矩。2.1清辊器摩擦阻力矩计算清辊器工作时，辊道与清辊器做反向运动，清辊器对辊道的摩擦阻力矩为M1=FR （式1）其中： M1-清辊器的摩擦阻力矩，N.m； F -清辊器的摩擦力，N； R -辊子半径，m。清辊器的摩擦力可由下式求得： F=mg1 （式2）其中：m-清辊器的重量，kg；g-重力加速度，9.81m/s2； 1-清辊器与辊道间的摩擦系数，取1=0.5。将式2代入式1可得： M1= mgR/2 (式3)2. 2辊道平稳运行时摩擦力矩计算辊道平稳运行时，转动辊道所需的静力矩是根据辊子轴承中的摩擦损耗来计算，即 M2=（mg+CG1）2 r (式4)其中： M2-辊道平稳运行时的静力矩，N.m；C-由一台电机驱动的辊子的数量；G1-一根辊子的重力，N； 2-辊子轴承中的摩擦系数，对于滚动轴承，2=0.005，对于铜瓦轴承，2=0.060.08； r-辊子轴颈的半径，m；2. 3辊道启动力矩的计算 辊道在启动时，辊子是在加速情况下运行，因此可根据辊道辊子在加速时的动力矩来计算，即 M3=CGD12/4 (式5)其中 M3-辊道启动力矩，N.m； GD12-一个辊子的飞轮力矩，kg.m2; -辊子的角加速度， 1/s2。2.4清辊器重量的公式推导在清刷过程中，辊道运行的必备条件为： MM1+M2+M3 （式6）其中M-辊道输出力矩，N.m。将式3、式4、式5代入式6可得 MmgR/2+（mg+CG1）2 r+ CGD12/4 （式7）整理后可得出，清辊器的重量必须满足 m (式8)3. 减速电机的选择辊道清刷装置是通过减速电机来驱动清辊器在辊道上滑动，因此减速电机的选择也是设计中的一个重要环节。根据卷筒的在清刷中的力矩平衡来计算减速电机的输出力矩，即M=FD/2 (式9)其中M-减速电机输出力矩，N.m；F-清辊器摩擦力，N；D-卷筒直径，m。根据清辊器的运行速度计算减速电机的输出转数，即 n= （式10）其中n-减速电机的输出转数，r/min;v-清辊器的运行速度，m/s;根据式9和式10计算出的输出力矩和输出速度，来选择合适的减速电机。4. 清辊器的结构特点清辊器主要由底板（1）、底板（2）、螺杆、螺母、夹紧装置、张紧装置等组成（如图2所示）。底板（1）与底板（2）通过销轴铰接，在使用时可以根据辊子的形状来调整角度，从而使得清辊器与辊子之间的贴合效果更好。调整后由螺杆、螺母固定，以方便下次使用。 底板（2）上设置有夹紧装置和张紧装置，取适当长度的砂纸由此两种机构固定后，