六輥冷軋機(jī)新型換輥機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

王丹超，張雅莉，荀玉偉

為了縮短換輥時(shí)間和提高生產(chǎn)率，現(xiàn)代軋機(jī)都要求采用快速換輥裝置。但是換輥操作是一個(gè)復(fù)雜的過(guò)程，不僅需要相關(guān)設(shè)備的配合，而且涉及軋機(jī)內(nèi)部結(jié)構(gòu)。本文以某廠1250 mm單機(jī)架六輥冷軋機(jī)為例，介紹了一種新?lián)Q輥流程以及軋機(jī)內(nèi)部相關(guān)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)。

該六輥軋機(jī)兼有軋制和平整兩種使用功能。為此，一方面，在軋制高強(qiáng)度極薄帶材時(shí)，必須使用最有效的冷卻潤(rùn)滑劑，為此機(jī)架內(nèi)需要有足夠的空間安裝冷卻潤(rùn)滑劑的噴射梁；而另一方面，為了提高板形控制能力，還必須在軋機(jī)內(nèi)安裝精密冷卻裝置來(lái)有效控制板形，提高板材質(zhì)量。而傳統(tǒng)的單機(jī)架六輥冷軋機(jī)的四層換輥軌道已占據(jù)機(jī)架內(nèi)的大部分空間，無(wú)法實(shí)現(xiàn)上述設(shè)備的安裝。因此，本文所述軋機(jī)取消了軋機(jī)內(nèi)上工作輥和上中間輥換輥軌道，改為兩層換輥軌道的結(jié)構(gòu)形式，而新的軋機(jī)結(jié)構(gòu)迫使換輥流程相應(yīng)改變，同時(shí)軸承座等相關(guān)零件在結(jié)構(gòu)上也需要改進(jìn)，以滿足換輥要求。

1 換輥形式

1.1 傳統(tǒng)換輥方法

一般中小型單機(jī)架可逆六輥冷軋機(jī)采用簡(jiǎn)易方法來(lái)更換工作輥和中間輥，因工作輥和中間輥不能同時(shí)更換，換輥時(shí)間較長(zhǎng)，不適合高速冷軋機(jī)使用；另一種廣泛應(yīng)用的換輥形式中的工作輥、中間輥既能單獨(dú)更換，也能同時(shí)更換，換輥時(shí)間大為縮短，但這種換輥形式要求軋機(jī)內(nèi)必須設(shè)置四層換輥軌道，以滿足快速換輥需要。顯然，這兩種換輥方式均無(wú)法滿足本文所述軋機(jī)的技術(shù)要求。

1.2 新型式換輥流程

由于取消了軋機(jī)內(nèi)上工作輥和上中間輥換輥軌道，只設(shè)有下工作輥、下中間輥換輥軌道，所以上工作輥和上中間輥只能通過(guò)借助其它換輥軌道才能換出，所以本文采用上中間輥與上工作輥錯(cuò)位，上工作輥與下工作輥錯(cuò)位，然后上中間輥與上、下工作輥同時(shí)更換，下中間輥既可以單獨(dú)更換，也可以同上、下工作輥和上中間輥一起更換。

換輥過(guò)程主要通過(guò)以下幾步來(lái)完成：

(1)原始位置 (見圖1)。

(2)上中間輥上升，上、下工作輥、下中間輥下降（見圖2）。

(3)上中間輥水平移動(dòng)。該步動(dòng)作完成后，上工作輥軸承座 (操作側(cè))的定位銷6與上中間輥軸承座（操作側(cè)）的定位孔10的中心重合，上工作輥軸承座 (傳動(dòng)側(cè))的定位塊3與上中間輥軸承座（傳動(dòng)側(cè)）的定位塊9的中心重合，上中間輥和上工作輥的軸向定位完成（見圖3）。

圖1 步驟1

圖2 步驟2

圖3 步驟3

（4）上中間輥下降。此時(shí)，定位銷6與定位孔10配合，定位塊3與定位塊9相接觸，上工作輥和上中間輥的相對(duì)位置關(guān)系確定，并且依靠定位塊將二者定位，使之無(wú)論在軸向，還是上下位置上都不能串動(dòng)（見圖4）。

圖4 步驟4

（5）下工作輥、下中間輥水平移動(dòng)。該步動(dòng)作完成后，下工作輥軸承座 (傳動(dòng)側(cè))的定位塊1與上工作輥軸承座 (傳動(dòng)側(cè))的定位槽4，下工作輥軸承座 (操作側(cè))的定位塊2與上工作輥軸承座(操作側(cè))的定位槽7軸向定位關(guān)系確定，但是定位塊上表面與定位槽上表面之間還有幾毫米間隙，也就是說(shuō)上下位置關(guān)系尚未確定（見圖5）。

圖5 步驟5

(6)上中間輥、上工作輥、下工作輥、下中間輥水平移動(dòng)（見圖6）。

圖6 步驟6

(7)上中間輥、上工作輥水平移動(dòng)及下降，下工作輥、下中間輥水平移動(dòng)。上工作輥水平移動(dòng)使上工作輥及軸承座水平右移，上工作輥軸承座 (傳動(dòng)側(cè))翅膀外側(cè)的斜面5、上工作輥軸承座 (操作側(cè))翅膀內(nèi)側(cè)的斜面8分別沿缸塊滑板的斜面向右移動(dòng)，從而調(diào)整步驟（5）中定位塊與定位槽之間那幾毫米的間隙。

該步動(dòng)作完成后，工作輥與中間輥在換輥過(guò)程中的水平移動(dòng)和上下移動(dòng)完成。一方面，上、下工作輥和上中間輥各輥面之間都留出了間隙，可防止換輥時(shí)輥面劃傷；另一方面，上、下工作輥和上中間輥之間的定位關(guān)系得以實(shí)現(xiàn)，為更換新輥?zhàn)龊脺?zhǔn)備（見圖7）。

圖7 步驟7

2 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)及改進(jìn)

根據(jù)新的換輥流程要求，上、下工作輥，上中間輥之間必須做到安全、準(zhǔn)確的定位，以保證換輥時(shí)能夠同時(shí)更換，而實(shí)現(xiàn)這一點(diǎn)就需要改進(jìn)軸承座的局部結(jié)構(gòu)。

2.1 工作輥軸承座改進(jìn)

為適應(yīng)新流程，在下工作輥軸承座 (傳動(dòng)側(cè))外側(cè)上部左右各新設(shè)計(jì)一個(gè)懸臂結(jié)構(gòu)，用于安裝定位塊1。下工作輥軸承座（操作側(cè)）上部左右設(shè)計(jì)出用于安裝定位塊2的螺紋孔。

在上工作輥軸承座 (傳動(dòng)側(cè))上部左右也設(shè)計(jì)出用于安裝定位塊3的螺紋孔，對(duì)于定位塊3的外形要求一側(cè)設(shè)計(jì)成平面，另一側(cè)設(shè)計(jì)成V形防串動(dòng)形式；軸承座下部?jī)蓚?cè)分別開出定位槽4；軸承座翅膀外側(cè)加工出斜面5。上工作輥軸承座 (操作側(cè))上部左右各增加一個(gè)懸臂結(jié)構(gòu)，用于安裝兩個(gè)定位銷6；軸承座下部?jī)蓚?cè)分別開出定位槽7；軸承座翅膀內(nèi)側(cè)加工斜面8（見圖8）。

在新增加的結(jié)構(gòu)中，定位塊1、2分別與定位槽4、7配合來(lái)完成上、下工作輥之間的定位；定位塊3和定位銷6配合上中間輥的定位塊、定位孔來(lái)完成上工作輥與上中間輥的定位；斜面5、8與滑板配合調(diào)整換輥時(shí)上、下工作輥軸承座之間的間隙。

2.2 中間輥軸承座改進(jìn)

為適應(yīng)下中間輥軸承座單獨(dú)換輥要求，在結(jié)構(gòu)上設(shè)計(jì)出在換輥軌道上能穩(wěn)定行走的車輪。上中間輥軸承座（傳動(dòng)側(cè)）外側(cè)左右分別設(shè)計(jì)出用于安裝定位塊9的螺紋孔；上中間輥軸承座（操作側(cè)）外側(cè)左右分別設(shè)計(jì)出定位孔10與上工作輥的位塊3，定位銷6配合完成上工作輥與上中間輥的定位（見圖 9）。

圖9 中間輥軸承座

2.3 滑板改進(jìn)

在軋機(jī)工作輥彎輥缸塊處的滑板上加工出與上工作輥軸承座相對(duì)應(yīng)的斜面，在換輥過(guò)程中，通過(guò)該滑板與上工作輥軸承座斜面5、8的相對(duì)運(yùn)動(dòng)調(diào)整換輥流程最后一步中上、下工作輥錯(cuò)位時(shí)的間隙，完成上、下工作輥的定位。

3 結(jié) 語(yǔ)

實(shí)踐證明這種新型換輥流程以及相關(guān)結(jié)構(gòu)的改進(jìn)設(shè)計(jì)完全適用于單機(jī)架六輥冷軋機(jī)快速換輥需要，對(duì)今后單機(jī)架六輥冷軋機(jī)的設(shè)計(jì)具有一定的參考價(jià)值。