轧钢机械5

1轧钢机械第三章轧辊调整机构与上辊平衡装置第二讲：§3—2电动压下装置（续）压下螺丝与压下螺母23三、压下螺丝与压下螺母1、压下螺丝结构：压下螺丝分为三部份：头部、尾部与螺纹本体。•头部——通过球面垫或止推轴承与轧辊轴承座相接触，承受来自辊颈的轧制力与上辊的过平衡力。压下螺丝头部一般做成凹形，做成球面的目的是使轴承座具有自位能力，并使青铜球面垫处于受力较好的受压状态；初轧机为增加其压下的自锁能力，压下螺丝头部通常做成装配式的以增加摩擦力矩；板带轧机由于带钢压下，为减少摩擦力矩，压下螺丝头部一般用止推的滚动轴承而不用铜垫。•螺丝本体——一般使用锯齿形或梯形螺纹，大多是单线的，以增加自锁能力。设计参数：螺丝外径d与螺距t。（注意该参数要标准化！）4•尾部——传递电机的驱动力矩，在旋转的同时，带动轴承座上下运动以实现辊缝的调整。尾部形状有：方形（快速压下，镶有铜滑板）、花键（用于低速重载带钢压下）及平键（轻载）。5螺丝外径d——由强度条件（抗压强度）确定;螺纹最小断面直径d1由下式确定：dRPd114P1——作用在压下螺丝上的轧制力；Rd——材料的许用应力，Rd=σb/n，安全系数n=6经验公式：d=(0.55~0.62)dgdg：轧辊辊颈直径，较小的系数用于铸铁，较大系数为钢轧辊。6•螺距t:必须综合考虑压下速度及压下机构的自锁性能。设螺丝外径为d：t=(0.12~0.16)d初轧开坯机t=(0.025~0.05)d热带轧机t=0.017d冷轧带钢轧机压下螺丝的稳定性问题——一般由于其长径比不大，不存在失稳问题。72、压下螺母压下螺母安装在机架上横梁的镗孔中，一般用青铜、黄铜制成；与机架的配合为H8/h9或H8/f9。•结构；分整体式与组合式两种；前者用于中小型轧机，后者节省青铜，用于大轧机。另外还有加冷却水套的、加箍的、加青铜衬及拼合结构。在结构上必须充分考虑压下螺丝的冷却与润滑，以延长其使用寿命。•与机架固定：首先必须与机架固定，其固定方式一般采用压板。压板通过双头螺栓T型螺栓固定在机架上，其目的是防止压下螺母的上下串动与转动。8•尺寸：螺母的外径D与高度H，可按强度条件确定；按螺纹的许用挤压应力确定螺母高度H，一般:H=（1.2~2)d，d——螺纹外径按螺母端面与机架接触部份的许用应力，确定螺母外径D，一般D=(1.5~1.8)d教材上有强度计算的公式，供设计时参考。9压下螺母的结构形式10压下螺母的固定形式11四、压下螺丝的传动力矩和压下电机功率转动压下螺丝所需的静力矩Mj包括球面垫（或止推轴承）产生的摩擦阻力矩M1和螺丝副之间的磨擦力矩M2。1、静力矩Mj的确定：Mj=M1+M2对不带钢压下(用球面垫)：M1=μ1P1d3/3d3——实心轴颈的直径，μ1——摩擦系数0.1——0.2。12对带钢压下：M1=μ1P1dp/2dp——滚动轴承的平均直径，μ1=0.005而M2=P1×d2/2×tg(ρ+α)d2——螺丝中径，ρ——螺丝的摩擦角ρ=arctg(μ2)=5°40′，μ2=0.1α——螺丝升角，tgα=t/πd2，t——螺距，α在提升时为负压下时为正。P1——作用在一个压下螺丝上的力13P1——作用在一个压下螺丝上的力,其计算方法如下：•不带钢压下时：P1=（Q-G)/2=(0.1~0.2)GQ——上辊平衡力=(1.2~1.4)G，G——被平衡部件的重量。在处理卡钢、阻塞事故时，压下螺丝所受的力是正常轧制力的1.6—2.倍•带钢压下时：P1=P/2为轧制力的一半而平衡力不计。对高速压下装置，除考虑静力矩外，还必须考虑动力矩，有关计算方法请参阅有关资料（如王海文编：轧钢机械设计）14Mj——静力矩，（Nm）n——电机的转数，rpm，i–传动系统的速比，η——传动机构总效率。对于频繁启制动的压下系统（如初轧），应考虑压下系统的动力矩，作出负荷图，并对电机进行发热计算。)(9550KwiMjnNj2、压下螺丝的功率计算15§3-3带钢轧机的液压压下装置一、带钢压下装置的特点随着轧制速度以及轧制精度的不断提高，原有的板带轧机上应用的电动压下装置已不能满足生产的需要。为了提高产品的尺寸精度，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采用液压压下，热带轧机的成品机架往往也装有液压压下装置。液压压下由压下液压缸以及与之配套的液压伺服系统，包括相应的检测仪表及控制系统组成。16特点及优点：•反应速度快（比传统的电动压下惯性小），精度高。有利于提高产品质量。•易于实现板厚自动控制，适应各种轧制工艺要求。（AGC系统）•过载保护简单可靠，易于处理事故。（如卡钢事故）•机构简单，简化了机械传动系统，传动效率高，损失小。缺点：系统及元件复杂，成本高，易漏油。在大行程的工况下（如初轧）不适用。液压压下系统一般采用电液反馈式的，它的特点是惯性小，反应灵敏。17二、压下液压缸及其在轧机上的配置压下液压缸在轧机上的配置有压下式与压上式两种，压下式液压缸安装在机架上横梁与支承辊轴承座之间，悬挂系统较为复杂，造价高，但工作条件好，维护方便。压上式液压缸安装在机架下部，其拆卸方便，但工作条件差，环境恶劣，对液压系统的密封要求可以低一些，因而其造价也可以低一些。实际设计时可以根据具体情况进行选择，在液压元件过关的情况下，选用压下式为佳。181、压下式液压压下装置其典型实例是1700冷连轧液压压下装置，其配置见图4——23，主要结构特点如下：•压下液压缸3安装在上支承辊轴承座6与机架上横梁之间；压下液压缸活塞直径φ965mm，最大压下行程100mm，最大轧制力12.5MN，工作压力21MPa；液压缸上安有压力传感器4及光栅式位置传感器以测定活塞的位移。•为方便换辊，在液压缸与机架上横梁之间安装有弧形垫块（同时可起自位作用）在换辊时，安装在上连接梁下的双向液压缸可将两弧形垫块同时抽出以方便换辊。•安装在连接梁中部的平衡缸1通过平衡梁，平衡拉杆，平衡架，将压下液压缸悬挂在机架的顶部。轧机的测压仪安装在机架底部，下轴承座与斜楔调整装置之间。19压下平衡缸弧形垫块压下液压缸支承辊轴承座双向油缸位置传感器平衡架202、压上式压下装置压上式压下装置其功能与特点已在前面论述，以下以1700热连轧机组精轧F7机架机械——液压压上装置为例，介绍其主要结构特点：•该装置又称双压下装置，即既具有机械压下又具有液压压下功能。在空载粗调时采用蜗杆——蜗轮——压下螺丝进行机械压下（螺母转动压上螺丝上下运动），精调时带钢压下采用液压压上装置。•采用浮动活塞环结构，适应热轧咬钢时的冲击，减少液压油的泄漏。其主要结构为：活塞在下，缸体套在活塞上面，其内径比活塞大10mm，活塞上装有浮动活塞环5，二者之间有8mm的间隙，这样可使活塞在缸体内径向窜动而不漏油。压上时活塞不动，高压油使得缸体上下运动。21•采用装在活塞（铁心）和缸体（线圈）内的差动变压器式的位置传感器测定液压缸的位置。•其压上机构的工作参数为：总行程40mm，工作行程4mm，油压21MPa，最大作用力14.7MN。注：教材图形有误，应为P136图4—25。2223液压系统设计注意事项：必须采取措施提高液压缸的响应频率，如：•减少液压缸的油柱高度。•适当提高供油压力。•尽量缩短从伺服阀到液压缸的管路的长度。•采取措施减少活塞与缸体之间的摩擦。•液压系统内必须有排气装置。