第4章 轧辊调整装置-1

1、第4章 轧辊调整装置4.1 轧辊调整装置的用途和类型4.2 压下装置的基本结构形式 4.3 轧辊手动压下装置4.4 轧辊电动压下装置 4.5 轧辊液压压下装置 4.6 轧辊平衡装置4.7 轧辊轴向调整装置 4.1 轧辊调整装置的用途和类型 4.1.1轧辊调整装置的作用 1) 调整轧辊水平位置(调整辊缝)，以保证轧件按给定的压下量轧出所要求的断面尺寸。尤其在初轧机、板坯轧机、万能轧机上，几乎每轧一道都需调整轧辊辊缝； 2) 调整轧辊与辊道水平面间的相互位置，在连轧机上，还要调整各机座间轧辊的相互位置，以保证轧线高度一致(调整下辊高度)； 3) 调整轧辊轴向位置，以保证有槽轧辊对准孔型； 4) 在

2、板带轧机上要调整轧辊辊型，其目的是减小板带材的横向厚度差并控制板形。 4.1.2轧辊调整装置的类型 根据各类轧机的工艺要求，调整装置可分为：上辊调整装置上辊调整装置、下辊调整装置下辊调整装置、中辊调整中辊调整装置装置、立辊调整装置立辊调整装置和特殊轧机的调整装置特殊轧机的调整装置。 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。压下装置有手动的、电动的或液压的手动的、电动的或液压的。手动压下装置多用在型钢轧机上。有的小带钢轧机也使用这种压下形式。 电动压下装置的结构形式与压下速度有密切关系。同时，压下速度也是电动压下装置的基本参数。各种类型轧机的压下速度见表

3、表4-14-1（P112P112页）页）。 近年来，为了提高带钢的厚度精度，开始使用“液压压下”技术。即用伺服阀控制压下液压缸，在轧制过程中迅速调整辊缝(可调整上辊也可调整下辊)，以消除板厚误差。由于使用“液压压下”技术后可以控制板带轧机的当量刚度，从而使板带轧机的自动化进入了一个新阶段。 下辊调整装置用在板带轧机和三辊型钢轧机上，有手动的也有电动的。其作用是使轧辊对准轧制线。 中辊调整装置用在三辊轧机上。在中辊固定的轧机上、中辊用斜楔手动微调。在下辊固定的轧机上(如三辊劳特轧机)，中辊交替地压向上辊和下辊。其传动方式有电动、液压及升 降台联动等多种形式。 立辊调整装置设置在立辊的两侧，用来调

4、整立辊之间的距离，一般都是电动的。其结构与电动压下类似。4.2 压下装置的基本结构形式 4.2.1上辊手动调整装置（压下装置）常见的手动压下装置有以下几种：（P113P113页）页） 1)斜楔调整方式(图4-1a)； 2)直接转动压下螺丝的调整方式(图4-1b)； 3)圆柱齿轮传动压下螺丝的调整方式(图4-1c)； 4)蜗轮蜗杆传动压下螺丝的调整方式(图41d)。 目前，主要采用的是第三、第四种方式。 图4-2是650型钢轧机机座和压下装置结构示意图。（P114P114页）页）4.2.2 中辊手动调整装置 三辊型钢轧机的中辊是固定的。中辊调整装置只是按照轴承衬的磨损程度调整轴承的上瓦座，保证辊

5、颈与轴承衬之间的合适间隙。由于这一调整量较小，故常用斜楔机构。典型的结构是用斜楔压紧“H”形瓦座的方式(图4-2) （P114P114页）页）。这种结构换辊方便，使用较广。 4.2.3下辊手动调整装置（压上装置） 在中辊固定的三辊型钢轧机上，下辊调整装置的作用与上辊调整装置的作用相同，都是为了调整辊缝。常见的结构有压上螺丝式和斜楔式。 压上螺丝大多采用圆柱齿轮传动(图4-2) （P114P114页）页），在调整量要求严格的线材轧机上，也采用蜗轮蜗杆机构。压上螺丝式调整机构的优点是调整量大，但因处于轧机底部，易受水与氧化铁皮的浸蚀，需有较好的密封、防护措施。 在初轧机、板坯轧机上，在轧辊重车以后

6、，需重新对准轧制线。下辊的位置调节主要靠改变轴承座下垫片的厚度来实现。在现代化的带钢连轧机组中，为在换辊后迅速调整轧制线，采用液压马达驱动的纵楔式下辊调整机构(图4-3) （P115P115页）页）。 4.2.4 轧辊辊缝的对称调整装置 轧辊辊缝对称调整是指轧制线固定不变，上、下工作辊的中心线相对于轧制线同时分开或同时靠近。图4-4（P115P115页）页）为德马克高速线材轧机精轧机组的斜楔式摇臂调整机构。图4-5（P116P116页）页）为意大利波米尼公司“红环”轧机的辊缝调整机构。图4-6（P117P117页）页）为德马克公司预精轧轧机采用的偏心套式辊缝调整机构。图4-7（P117P117

7、页）页）为“GY”型高刚度轧机的辊缝调整原理图。 课后作业： 1、轧辊调整装置的作用是什么？ 2、轧辊调整装置的类型是什么？ 3、压下装置的类型是什么？ 4.3 轧辊手动压下装置 常见的手动压下装置有以下几种：（P113P113页）页） 1)斜楔调整方式(图4-1a)； 2)直接转动压下螺丝的调整方式(图4-1b)； 3)圆柱齿轮传动压下螺丝的调整方式(图4-1c)； 4)蜗轮蜗杆传动压下螺丝的调整方式(图41d)。 目前，主要采用的是第三、第四种方式。 图4-2是650型钢轧机机座和压下装置结构示意图。（P114P114页）页） 4.4 轧辊电动压下装置 电动压下是最常使用的上辊调整装置，通

8、常包括：电动机、减速机、制动器、压下螺丝、压下螺母、压下位置指示器、球面垫块和测压仪等部件。在可逆式板轧机的压下装置中，有的还安装有压下螺丝回松机构，以处理卡钢事故。 压下装置的结构与轧辊的移动距离、压下速度和动作频率等有密切关系。按照压下速度，电动压下装置可分为快速压下装置(用在可逆式热轧机上)和板带轧机压下装置两大类。 4.4.1快速电动压下装置 1、工艺特点与结构形式 习惯上把不“带钢”压下的压下装置(一般其压下速度大于1mm/s)称为快速压下装置。这种压下装置多用在可逆式热轧机上，如初轧机、板坯轧机、中厚板轧机、连轧机组的可逆式粗轧机等。可逆式热轧机的工艺特点是： 1)工作时，要求上轧

9、辊快速、大行程、频繁地调整； 2)轧辊调整时，不带轧制负荷，即不“带钢”压下。 为适应上述特点，对压下装置要求是： 1)采用惯性小的传动系统，以便频繁地启动、制动； 2)有较高的传动效率和工作可靠性； 3)必需有克服压下螺丝阻塞事故(“坐辊”或卡钢)的措施。 图4-8（P118P118页）页）是国产1700热连轧四辊可逆式粗轧机压下装置传动示意图。其压下速度为19.639.2mm/s； 图4-9（P119P119页）页）是另一个厂的1700热连轧2号四辊可逆式粗轧机的压下装置传动示意图。它的布局也是圆柱齿轮一蜗轮副联合传动形式。 压下装置中用一个差动机构代替常用的电磁联轴节，以保证压下螺丝的同

10、步运转或单独调整。差动机构蜗轮副的速比i=50，由一台直流22kw(转速650r/min)电动机驱动。 在正常情况下，两个压下螺丝需要同步运转。此时，差动机构的电动机不动，差动轮系起联轴节作用。在两台电动机开动时，两个蜗杆同步反向旋转，压下螺丝同步运动。这时压下螺丝的运动速度是v1=2040 mm/s。 在一侧压下螺丝需要单独调整时，可将另一侧电动机制动，开动差动机构电动机，此时，压下螺丝的运动速度为v2=1.1 mm/s 采用差动机构可以克服电磁联轴节在大负荷时容易打滑的缺点，更主要的是可以用它处理压下螺丝的阻塞事故。这些优点补偿了其设备较复杂，造价较高的缺点。 图4-10（P120P120

11、页）页）是1300初轧机压下装置示意图。压下驱动电机1通过圆柱齿轮减速箱2、蜗轮蜗杆副17、18驱动对应的压下螺丝，完成压下动作。液动离合器3的开合使左右压下螺丝实现单独或同步压下。低速驱动用电机8通过二级蜗轮副将运动传递给蜗轮6。蜗轮6的轮缘带有离合器，空套于轴5上。液动离合器9将蜗轮6的运动传递至轴5。此低速传动链的作用是克服压下螺丝的阻塞事故，保证轧机正常工作。 2、压下螺丝的阻塞事故 由于初轧机、板坯轧机和厚板轧机的电动压下装置压下行程大、速度快、动作频繁，而且是不带钢压下，所以常常由于操作失误、压下量过大等原因产生卡钢、“坐辊”或压下螺丝超限提升而发生压下螺丝无法退回的事故。这时上辊

12、不能移动，电机无法启动，轧机不能正常工作。 为处理堵塞事故，很多轧机都专门设置了压下螺丝回松机构。图4-11（P121P121页）页）是4200厚板轧机的压下螺丝回松装置示意图。这一装置装在压下螺丝上部，便于维修。当发生阻塞事故时，装在双臂托盘2上的两个液压柱塞5升起，通过托盘6和压盖7将下半离合器(花键套)8提起并与半离合器2结合。接着，两个工作缸3推动上半离合器2的双臂回转(回转半径900mm)，从而强迫压下螺丝旋转。工作缸最大行程300mm，压下螺丝相应移动2.8mm。液压回程缸4可使工作缸柱塞返程。如此往复几次，即可将阻塞的螺丝松开。液压缸工作压力为20MPa。工作缸单缸推力566kN

13、，是按照卡钢时最大总压力67.2MN设计的(相当于最大轧制压力的1.6倍)。这时要松动每个压下螺丝需克服1.05MN的阻塞力矩。 这一回松装置工作时，巨大的阻塞力矩只由工作缸和离合器承担，并不通过压下装置的传动零件。这就使压下装置的传动零件可以按小得多的工作载荷设计。 图4-9的1700热连轧2号粗轧机压下装置，由于采用差动机构，可在轧辊卡紧力约10MN的情况下，回松压下螺丝。 综上所述，在设计轧机时，考虑发生阻塞事故时的回松措施是十分必要的。回松力可按每个压下螺丝上最大轧制力的1.62.0倍考虑。 3压下螺丝的自动旋松 压下螺丝自动旋松(回松)问题主要发生在初轧机上(当采用立式电动机压下时，

14、问题尤为严重)，它表现为在轧制过程中，已经停止转动的压下螺丝自动旋松，使辊缝值变动，造成轧件厚薄不均，严重影响轧件质量。 压下螺丝回松的原因是：为了实现初轧机的快速压下，压下螺丝的螺距取得较大，螺丝升角a大于或接近螺丝、螺母间的摩擦角，加上采用圆柱齿轮传动，故压下机构的自锁在轧制过程中容易破坏。 目前，防止螺丝自动旋松的主要办法是加大螺丝的摩擦阻力矩。这可从两方面入手，一是加大压下螺丝止推轴颈的直径；并且在球面铜垫上开孔(图4-12) （P122P122页）页）。加大压下螺丝阻力矩的另一方式是适当增加螺丝直径。在螺矩不变的条件下，增加螺丝直径不仅能增大摩擦阻力矩，而且还有减小螺纹升角、增强自锁

15、性的作用。 应当指出，在压下传动系统中，企图用增设制动器的办法防止压下螺丝的自动旋松，效果是不好的。这是由于快速压下装置的传动比很小，因而制动器起的防松作用不大。与此同时，增设制动器将加大高速轴的飞轮力矩，反而会降低压下速度。此外，制动器不易同步协调工作，对初轧机实现自动化也不利。 在工艺操作中，采用合理的工艺制度，尤其是压下制度和速度制度，例如，不采用过大的压下量和咬入速度以及减小冲击等，对防止压下螺丝自动旋松也是有利的。 快速压下装置的自动旋松问题，有的工厂目前尚未很好解决。 4.4.2 板带轧机电动压下装置 在现代化的高速轧机上，为实现带钢的厚度自动控制，需要压下机构以很高的速度对轧辊位

16、置(辊缝)做微量调整。显然，称它为“慢速压下”是不确切的。 1、板带轧机压下装置的特点 板带轧机的轧件既薄又宽又长，并且轧制速度快，轧件精度要求高，这些工艺特征使它的压下装置有以下特点： 1）轧辊调整量较小。上辊提升高度一般为100200mm，在换辊操作时，最大行程也只有200300mm。在轧制过程中，轧辊的调整行程更小，最大1025mm，最小时只有几个um。2) 调整精度高。目前，热轧宽带钢的纵向厚度差已提高到O0250.05mm，有的甚至达到0.015mm(冷轧带钢的公差范围更小)。压下装置的调整精度应在厚度公差范围以内。3) 经常的工作制度是“频繁的带钢压下”。在轧制过程中，为消除带钢的

17、厚度不均匀和保证轧制精度，压下装置必须随时在轧制负荷下调整辊缝，也就是“带钢压下”。此外，为了消除机座弹性变形的影响，在开轧前，对轧辊进行零位调整时，也需要进行工作辊预压靠操作。这些都说明，板带轧机的压下装置应按照带钢工作负荷调整轧辊的条件来设计。 4) 必须动作快，灵敏度高。为在高速度下调整轧件的局部厚差，压下装置必须动作迅速、反应灵敏。这是板带轧机压下装置最主要的技术特性。从压下机构本身来讲，要达到这一点，关键在于有很小的惯性，以便使整个系统有很大的加速度。5) 轧辊平行度的调整要求严格。上、下轧辊应严格保持平行。压下机构除应保持两个压下螺丝严格同步运行外，还应便于每个压下螺丝单独调整。

18、近年来，由于带材的轧制速度的提高(六机架冷连轧最高出口速度已达42m/s)，上述压下装置的工艺要求更趋严格。在热连轧精轧机组的后几架，电动压下装置由于惯性大，已很难满足快速、高精度地调整辊缝的要求，因而开始采用电动压下与液压压下相结合的压下方式。在现代化的冷连轧机组中，几乎已全部采用液压压下装置。 2板带轧机电动压下的结构形式 四辊板带轧机的电动压下大多采用圆柱齿轮一蜗轮副传动或两级蜗轮副传动的形式。这两种传动形式可以有多种配置方案。图4-13（P124P124页）页）示出了六种配置方案。其中图b是电动机直接传动的(只用在小型板带轧机上)；图a、d、e是圆柱齿轮一蜗轮副传动；图c、f是两级蜗轮

19、传动，其传动速比大(可达10002000)、结构紧凑，在使用球面蜗轮副或平面蜗轮副时，也可以有较高的传动效率。 在设计中选择压下装置的电动机和减速机配置方案是十分重要的。因为在设计压下机构时，不仅应满足压下的工艺要求(压下速度、加速度、压下能力及压下螺丝的单独调整方式等)，而且还应考虑其他因素，如：电动机、减速机能否布置得开；换辊、检修导卫和处理事故时，吊车吊钩能否进入；设备检修是否方便等。 图4-14（P125P125页）页）是国产1700热连轧精轧机座的电动压下机构图。 图4-15（P126P126页）页）是国产1700精轧机座压下装置的传动示意图。 图4-16（P126P126页）页）是

20、1700热连轧精轧机座压下装置传动示意图 。 常用的电动压下行程指示器有两种形式：机械指针盘读数指示器和自整角机数字显示管指示器。前一种多用在快速压下的初轧机或开坯机上，它的传动链较长，累积误差大，再加上零件磨损，故指示精度不高。自整角机数字显示管指示器本身的精度较高，但它的实际指示精度却取决于压下螺丝到自整角机之间传动链的精度。这种指示器广泛用在热连轧机座上。在热连轧粗轧机座上，则两种指示器都使用。4.4.3 压下螺丝和压下螺母 压下螺丝一般由头部、本体和尾部三个部分组成。 头部与上轧辊轴承座接触，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

21、能力，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。老式的结构多是凸形(图4-17a) （P127P127页）页）。这种结构形式在使用时使凹形球面铸铜垫承受拉应力，因而铜垫易碎裂。改进后的压下螺丝头部做成凹形(图4-17b)，这时，凸形球面铜垫处于压缩应力状态，提高了铜垫的强度，增强了工作的可靠性。压下螺丝头部也可做成装配式的(图4-17c)。增大球面止推轴颈是为了增大端面的摩擦阻力矩，防止螺丝的自旋松。这种结构用在自锁能力差的初轧机上。 压下螺丝的本体部分带有螺纹，它与压下螺母的内螺纹配合以传递运动和载荷。压下螺丝的螺纹有锯齿形和梯形两种(图4-18) （P128P128页）页）。前者主要用于快速压下装置；后者主要用于轧制压力大的轧机(如冷轧带钢轧机等)。压下螺丝多数是单线螺纹，在初轧机等快速压下装置中有时采用双线或多线螺纹。 压下螺丝的尾部是传动端，承受来自电动机的驱动力矩。尾部断面的形状主要有方形、花键形和圆柱形三种(图4-19) （P128P128页）页）。方形尾部四面镶有青铜滑板，它主要用于快速压下装置。花键形尾部的承载能力大，尾部强度削弱得少，多用在低速、重载的带钢