冷连轧机组中张力辊组的设计_李海燕

一 重 技 术 图 1冷 连 轧 机 组 中 张 力 辊 组 的 设 计李 海 燕1( 1 . 一 重 集 团 大 连 设 计 研 究 院 工 程 师 , 辽 宁 大 连 1 1 6 6 0 0 )摘 要 : 以 鞍 钢 1 5 0 0 m m 冷 轧 机 组 为 例 , 简 要 介 绍 张 力 辊 组 的 设 计 及 计 算 。关 键 词 : 张 力 辊 组 ; 连 轧 机 组 ; 工 作 原 理 ; 结 构 ; 计 算中 图 分 类 号 : T G 3 3 3 . 7+2 : T G 3 3 3 . 1 7 文 献 标 识 码 : B 文 章 编 号 : 1 6 7 3 - 3 3 5 5 ( 2 0 0 6 ) 0 4 - 0 0 0 3 - 0 2D e s i g n o f T e n s i o n R o l l A s s e m b l y i n C o l d T a n d e m M i l l sL i H a i y a nA b s t r a c t : T h e a r t i c l e d e s c r i b e s t h e d e s i g n a n d c a l c u l a t i o n o f t e n s i o n r o l l a s s e m b l i e s , t a k i n g A n s t e e l 1 5 0 0 m mC o l d T a n d e m M i l l s f o r e x a m p l e .K e y w o r d s : t e n s i o n r o l l a s s e m b l y ; t a n d e m m i l l s ; o p e r a t i o n a l c o n c e p t ; c o n f i g u r a t i o n ; c a l c u l a t i o 日 期 : 2 0 0 6 - 0 7 - 2 4 ; 修 回 日 期 : 2 0 0 6 - 0 8 - 1 0在 连 轧 机 组 中 由 于 带 钢 压 下 量 比 较 大 , 要 求机 前 张 力 大 , 例 如 鞍 钢 1 5 0 0 m m 酸 洗 冷 轧 联 合 机组 , 带 材 由 酸 洗 机 组 进 入 冷 连 轧 机 不 经 过 开 卷 ,所 以 用 两 台 张 力 辊 组 进 行 分 段 张 力 控 制 , 增 大 连轧 机 入 口 侧 张 力 。 张 力 辊 组 还 有 稳 定 机 组 张 力 、减 小 张 力 波 动 、 控 制 机 架 入 口 侧 速 度 的 作 用 , 不同 机 组 有 不 同 的 用 法 。 例 如 : 鞍 钢 1 7 8 0 m m 酸 洗冷 轧 联 合 机 组 , 由 酸 洗 过 来 的 带 材 经 过 5#、 6#张力 辊 , 进 入 纠 偏 辊 然 后 进 入 轧 机 列 , 这 种 布 置 使纠 偏 辊 离 轧 机 较 近 纠 偏 效 果 好 。鞍 钢 1 5 0 0 m m 酸 洗 冷 轧 联 合 机 组 , 由 酸 洗 过来 的 带 材 经 过 5#张 力 辊 、 纠 偏 辊 , 然 后 进 入 6#张 力 辊 再 进 入 轧 机 列 。 这 种 张 力 辊 布 置 形 式 主 要是 将 6#张 力 辊 靠 近 机 架 , 纠 偏 辊 对 中 后 , 经 过 6#张 力 辊 使 带 钢 进 入 轧 机 前 张 力 比 较 稳 定 , 张 力 测量 数 值 精 确 , 而 且 张 力 辊 靠 近 轧 机 使 带 材 秒 流 量利 于 控 制 。1 工 作 原 理张 力 辊 的 设 计 计 算 主 要 是 计 算 张 力 的 变 化 规律 及 传 动 力 矩 。带 钢 包 绕 在 张 力 辊 上 , 在 包 绕 接 触 处 产 生 摩擦 力 , 使 出 口 张 力 与 入 口 张 力 按 某 种 规 律 变 化 ,借 此 改 变 张 力 值 , 对 机 组 实 现 张 力 控 制 。如 图 1 张 力 辊 在 发 电 状 态 下 工 作 , 即 带 钢 的张 力 带 动 张 力 辊 作 旋 转 运 动 , 其 中 , 口 张 力 ; 出 口 张 力 ; 包 角 。由 欧 拉 公 式 可 知式 中 , 带 钢 与 辊 面 的 摩 擦 系 数 , 对 于 钢 辊 =0 . 1 5 0 . 1 8 , 对 于 橡 胶 辊 = 0 . 1 8 0 . 2 8 , 橡 胶辊 使 用 以 后 被 磨 光 , 其 摩 擦 系 数 比 上 述 值降 低 5 0 % 左 右 ; 张 力 扩 大 系 数 。由 于 带 钢 具 有 一 定 的 刚 性 , 不 是 完 全 的 柔 软5- 0 6 年 第 4 期 ( 总 1 1 2 期 )体 , 因 此 不 能 紧 密 地 贴 在 辊 子 表 面 上 。 实 际 包 角 应 小 于 理 论 包 角 ( 如 图 1 ) 。 实 际 包 角 值 不能 由 理 论 计 算 求 得 , 可 用 实 验 求 得 , 可 取 =( 0 . 8 0 . 9 ) 。 一 般 来 说 , 带 钢 厚 度 越 厚 , 值 越小 。2 酸 洗 冷 轧 联 合 机 组 5#张 力 辊 结 构鞍 钢 1 5 0 0 m m 酸 洗 冷 轧 联 合 机 组 5#张 力 辊 处于 机 组 的 头 部 , 实 现 从 酸 洗 到 冷 连 轧 的 过 渡 。 带材 由 酸 洗 线 经 5#张 力 辊 放 大 张 力 进 入 连 轧 机 组 。而 且 在 控 制 上 西 门 子 控 制 系 统 把 5#张 力 辊 作 为 零号 机 架 。 可 见 5#张 力 辊 在 机 组 中 的 重 要 地 位 。5#张 力 辊 由 挂 胶 辊 、 压 辊 、 机 架 及 传 动 组成 , 结 构 简 单 , 经 济 实 用 。 5#张 力 辊 虽 然 带 压辊 , 但 压 辊 不 传 动 , 在 正 常 工 作 时 不 压 下 , 只 有在 穿 带 及 突 然 断 带 时 压 辊 压 下 。 所 以 在 下 面 的 计算 中 , 按 不 带 压 辊 的 张 力 辊 组 计 算 。 经 校 核 不 存在 打 滑 现 象 。 张 力 辊 辊 面 挂 聚 氨 酯 , 以 增 加 辊 子与 带 钢 之 间 的 摩 擦 力 。3 张 力 辊 组 的 设 计 计 算下 面 以 鞍 钢 1 5 0 0 m m 酸 洗 冷 轧 联 合 机 组 机 架入 口 侧 5#张 力 辊 为 例 , 计 算 张 力 辊 产 生 的 张 力 及张 力 辊 的 传 动 力 矩 , 见 图 2 。图 2已 知 : 带 钢 宽 度 b = 1 3 8 0 m m , 带 钢 厚 度 h =4 . 5 m m ; E = 2 . 1 1 06k g / c s= 6 1 5 N / m 张 力辊 组 入 口 端 张 力 5 0 k N ; 而 出 口 端 张 力 1 2 5k N ; 带 钢 运 行 速 度 v = 3 0 0 m / m i n ; 张 力 辊 直 径 1 1 0 0m m ; = 2 2 5 = 2 2 2 , = 0 . 2 , 带 钢 拖 动 张 力 辊 ,张 力 辊 处 于 “ 发 电 ” 状 态 。解 : 带 钢 在 张 力 辊 组 上 运 行 时 产 生 的 离 心 力0 . 8 b h 0 . 8 1 . 3 8 4 . 5 3 0 0 / 6! 02= 1 2 4 . 2 ( k g ) 塑= 2 b s/ D 1 / 23 其 中2 p s/ E = 2 1 . 1 1 1 0 0 / 2 6 1 . 5 2 . 1 1 04= 3 . 5 ( k g )取 = 0 . 8 = 0 . 8 2 2 5 = 1 8 0 , = 0 . 8 2 2 2 = 1 7 7 . 6 ,则 有 塑= 2 b s/ D 1 1 23 =2 1 3 8 0 6 1 . 51 1 0 011 23 4 . 5 2 - 3 . 5! 2= 6 2 3 . 6 7 ( k g )1#辊 子 张 力 扩 大 系 数 , = 1 . 8 72#辊 张 子 力 扩 大 系 数 , = 1 . 8 6那 么1#辊 子 所 产 生 的 张 力 值T = ( T + 塑- 0 . 8 b h + 塑( k g )= ( 5 0 0 0 + 6 2 3 . 6 7 - 1 2 4 ) 1 . 8 7 + 4 + 6 2 3 . 6 7= 1 0 9 0 8 ( k g )1#辊 子 的 传 动 力 矩 1= 塑- 0 . 8 b h -! 1# $5 0 0 0 + 6 2 3 . 6 7 - 1 2 4 .! 2 1 . 8 7 -! 1% & 1 . 1 / 2= 3 0 3 4 ( k g m )1#辊 子 的 转 速 n1:v / D = 3 0 0 3 . 1 4 1 . 1 = 8 6 . 9 ( r / m i n )1#辊 子 的 传 动 功 率 9 7 5 = 3 0 3 4 8 6 . 9 9 7 5 = 2 4 0 . 4 ( k W )张 力 辊 组 输 出 的 张 力 值 : + 塑- 0 . 8 b h + 塑= 1 0 9 0 8 + 6 2 3 . 6 7 - 1 2 4 .! 2 1 . 8 6 + 1 2 4 . 2= 2 1 3 4 2 ( k g )上 述 计 算 表 明 , 张 力 辊 组 所 能 产 生 的 张 力 值为 2 1 3 4 2 k g 。 这 一 数 值 大 于 设 计 要 求 值 1 2 5 0 0k g 。 实 际 使 用 上 , 由 于 张 力 辊 辊 面 磨 光 , 值 降低 , 实 际 值 往 往 比 上 述 计 算 值 要 低 。 所 以 张 力 辊组 符 合 设 计 要 求 。2#辊 子 的 传 动 力 矩 + 塑- 0 . 8 b h -! 1% &D / 2= 1 0 9 0 8 + 6 2 3 . 6 7 - 1 2 4 .! 2 1 . 8 6 -! 1% & 1 . 1 / 2= 5 3 9 6 ( k g m )2#辊 子 的 转 速 8 6 . 9 (