軋制線調(diào)整裝置在UCMW軋機(jī)上的應(yīng)用

康 陽(yáng)

(首鋼股份公司遷安鋼鐵公司，河北 遷安 064400)

0 前言

在冷軋生產(chǎn)線中，為了保證軋制的穩(wěn)定順行，軋制線標(biāo)高必須保持恒定。而在軋制生產(chǎn)過(guò)程中，由于軋輥不斷的磨損，其直徑將不斷減小，為了保持軋制線標(biāo)高的恒定，首鋼1 450 mm UCMW軋機(jī)選用了斜楔與階梯墊復(fù)合式軋制線調(diào)整裝置進(jìn)行軋制線調(diào)整補(bǔ)償。下面主要討論斜楔和階梯墊復(fù)合式軋制線調(diào)整裝置的設(shè)備結(jié)構(gòu)以及調(diào)整方法。

1 用途

UCMW軋機(jī)采用下置液壓AGC系統(tǒng)，其下輥系直徑變化后由AGC液壓缸的行程變化進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償，而上輥系直徑變化后采用斜楔與階梯墊復(fù)合式軋制線調(diào)整裝置進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。在軋機(jī)換輥時(shí)，階梯墊和斜楔都退出(即選擇基準(zhǔn)零位，此時(shí)梯形板和楔形板標(biāo)定值均為0 mm)，為換輥時(shí)提供輥?zhàn)娱g距。

斜楔與階梯墊復(fù)合式軋制線調(diào)整裝置的階梯墊為初調(diào)節(jié)，其調(diào)整為階躍式;斜楔調(diào)整為精調(diào)，其調(diào)整為無(wú)級(jí)式，而斜楔在整個(gè)行程上的調(diào)整量為階梯板的一個(gè)階躍。兩種調(diào)整方式組合使用，即構(gòu)成了一個(gè)大調(diào)節(jié)量的無(wú)級(jí)調(diào)整機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)所有輥?zhàn)又睆阶兓倪B續(xù)調(diào)節(jié)(無(wú)級(jí)調(diào)整)。

2 設(shè)備結(jié)構(gòu)

軋制線調(diào)整裝置安裝在上支承輥和牌坊窗口的軛之間，主要由階梯墊、上下斜楔、斜楔和階梯墊調(diào)整液壓缸、液壓缸支座、測(cè)壓元件(或測(cè)壓元件代換墊)及框架、編碼器、導(dǎo)槽、橡膠刮板、噴淋集管等組成，如圖1所示［1］。

圖1 軋線調(diào)整裝置Fig.1 Pass-line adjusting device

階梯墊設(shè)置在斜楔下面。兩個(gè)階梯墊由兩個(gè)拉桿聯(lián)接，由一個(gè)液壓缸帶動(dòng)兩個(gè)階梯墊移動(dòng)，從而改變階梯墊的接觸面，以此來(lái)調(diào)整軋線標(biāo)高。液壓缸的位置由齒輪齒條式編碼器進(jìn)行測(cè)量記錄，液壓缸支座用螺栓把合固定在傳動(dòng)側(cè)機(jī)架上。

上斜楔固定，和測(cè)壓元件一起安裝在框架里面;下斜楔設(shè)置在上斜楔和階梯墊之間，兩個(gè)下斜楔由兩個(gè)拉桿聯(lián)接，由一個(gè)液壓缸帶動(dòng)兩個(gè)下斜楔塊做水平方向的移動(dòng)，從而改變上下斜楔的接觸面，以此來(lái)調(diào)整軋制線標(biāo)高。液壓缸的位置由齒輪齒條式編碼器進(jìn)行測(cè)量記錄，液壓缸支座用螺栓把合固定在傳動(dòng)側(cè)機(jī)架上。

冷軋軋機(jī)設(shè)備工作環(huán)境惡劣，機(jī)架內(nèi)有大量的乳化液油霧，而軋制線調(diào)整裝置布置在軋機(jī)上方，如果防護(hù)不當(dāng)，將會(huì)有大量的油污落在下斜楔斜面上，影響斜楔斜面的摩擦系數(shù)，進(jìn)而影響斜楔的自鎖性。因此，在每個(gè)斜楔的兩端都裝有橡膠刮板和噴淋集管，橡膠刮板用于刮去下斜楔斜面上的異物以防其進(jìn)入上下斜楔的接觸面，噴淋集管用于檢修期間對(duì)斜楔的沖洗。

在上下斜楔之間、下斜楔和階梯墊之間均設(shè)有導(dǎo)槽，工作時(shí)起導(dǎo)向作用，換輥時(shí)將下斜楔和階梯墊吊掛在牌坊上。

3 斜楔和階梯墊的選擇計(jì)算

斜楔和階梯墊的技術(shù)參數(shù)如表1所示。

表1 斜楔和階梯墊的技術(shù)參數(shù)Tab.1 Parameters of tapered wedge and stepped plate

/mm 87.5斜楔最小工作厚度/mm 90斜楔最大工作厚度/mm 130斜楔的調(diào)整量/mm 0～40階梯墊的調(diào)整量/mm 4級(jí)(每級(jí)40)階梯墊驅(qū)動(dòng)油缸規(guī)格/mm φ80/45×820軋線調(diào)整裝置總調(diào)整量1/20斜楔“0”位厚度(D)斜楔的斜率/mm 200

斜楔和階梯墊的尺寸見(jiàn)圖2。

圖2 斜楔和階梯墊圖Fig.2 Schematic diagram of tapered-wedge stepped-plate

3.1 階梯墊的選擇計(jì)算

上工作輥、上中間輥、上支撐輥、斜楔及階梯墊等裝置的裝配圖及各尺寸如圖3所示，由圖3各尺寸可得:

圖3 輥系結(jié)構(gòu)圖Fig.3 Schematic diagram of roller unit

式中，A為軋制線到牌坊頂部的距離，A=2 860 mm;B為上斜楔的上表面到牌坊頂部的距離，B=186 mm;C為上支承輥中心到上支承輥軸承座頂部的距離，C=920 mm;DI為上工作輥直徑385～425 mm;DB為上中間輥直徑440～490 mm;TR為上支承輥直徑1 150～1 300 mm;TW為階梯墊的厚度;斜楔的厚度［4-5］。

由上輥系輥徑范圍可得DW+DI+DB/2的范圍為:

又因?yàn)樾毙ǖ墓ぷ骱穸葹?0～130 mm(即90 mm≤TW≤130 mm)，利用窮舉法和極值法，依次將階梯墊的厚度值(TR)代入式(1)可得階梯墊各厚度對(duì)應(yīng)上輥系輥徑的范圍:

由圖2(b)可知階梯墊各厚度值對(duì)應(yīng)的液壓缸行程。

由以上分析計(jì)算可得階梯墊的選擇表(見(jiàn)表2)。上述方法是通過(guò)窮舉法和極值法先確定階梯墊的厚度再計(jì)算上輥系輥徑范圍［6-8］。

表2 階梯墊選擇表Tab.2 Selection of stepped plate

3.2 斜楔的選擇計(jì)算

由圖2a可得:

式中，D為斜楔初始位的高度，D=87.5 mm;x為斜楔的行程;先根據(jù)上輥系直徑值(DW+DI+DB/2)從表2中選擇相應(yīng)的階梯墊的厚度值(TR)，然后將所選擇的階梯墊的厚度值和上輥系各輥徑值代入式(1)，即可計(jì)算出斜楔的厚度值(TW)。再將值代入公式(2)即可計(jì)算出斜楔的行程。

4 結(jié)論

(1)通過(guò)對(duì)斜楔和階梯墊復(fù)合式軋制線調(diào)整裝置的結(jié)構(gòu)介紹可以看出，該裝置具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單緊湊，重量輕、成本低、剛性好、自鎖性好、控制簡(jiǎn)單、維修方便的優(yōu)點(diǎn)。

(2)斜楔的調(diào)整范圍等于階梯墊單級(jí)的調(diào)整范圍，也就是說(shuō)，斜楔與任一級(jí)階梯墊配合均可實(shí)現(xiàn)全行程內(nèi)的無(wú)級(jí)調(diào)整。

(3)在最大最小輥徑范圍內(nèi)，無(wú)論工作輥、中間輥和支撐輥輥徑是多少，通過(guò)表2就可以查得階梯墊所對(duì)應(yīng)的厚度規(guī)格，然后將階梯墊的厚度值代入式(1)就可以計(jì)算出對(duì)應(yīng)的斜楔厚度。階梯墊和斜楔按此厚度進(jìn)行調(diào)整即可保證軋制線標(biāo)高在固定值。

［1］計(jì)江，蘇明，尤磊，等.斜楔與階梯墊復(fù)合式軋制線調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用［J］.重型機(jī)械，2011(4).

［2］王懷玉.大調(diào)節(jié)量斜楔式軋制線調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)探討［J］.有色金屬加工，2009(2).

［3］任際軍.平整機(jī)斜楔階梯墊調(diào)整裝置的分析［J］.重工與起重技術(shù)，2007(1).

［4］吳寶玉.階梯板在熱軋機(jī)組PC精軋機(jī)上的應(yīng)用［J］.重型機(jī)械，2012(4).

［5］張國(guó)利，孟昭萍，楊軍榮等.冷軋機(jī)軋制線調(diào)整系統(tǒng)的精確控制［J］.鞍鋼技術(shù)，2006(1).

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