熱軋板帶鋼立輥軋機主傳動型式歸納分析

周興杰

(中國第二重型機械集團公司設計研究院，四川618000)

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熱軋板帶鋼立輥軋機主傳動型式歸納分析

周興杰

(中國第二重型機械集團公司設計研究院，四川618000)

摘要：介紹了對熱軋板帶鋼粗軋立輥軋機的主傳動型式，歸納了各種型式立輥軋機的主傳動結構和特點，總結了各種主傳動型式的優(yōu)勢與不足。

關鍵詞：粗軋立輥軋機；主傳動；型式

在帶鋼和中寬厚板熱軋生產線中，粗軋立輥軋機是軋線的主要設備之一。其主要功能是對板帶材控寬、破鱗、改善板坯的邊部組織和形狀。粗軋立輥軋機的結構型式較多，決定立輥軋機型式的因素是主傳動型式和側壓傳動型式，其中最主要的因素是主傳動型式。本文介紹了熱軋板帶鋼軋線粗軋立輥軋機的主傳動結構型式、各型立輥軋機主傳動型式結構簡圖和特點。

立輥軋機主傳動是指驅動立輥轉動，并為立輥提供軋制力矩，實現鋼錠或連鑄坯在寬度方向的軋制變形。立輥軋機主傳動可分為上傳動、下傳動兩大類。軋制力矩從立輥上部傳入，主傳動裝置位于機架上方，稱之為上傳動；軋制力矩從立輥下部傳入，主傳動裝置位于機架下方，稱之為下傳動。上傳動中又分為單臺立式電機傳動、雙臺立式電機傳動、下置式雙臺立式電機傳動、單臺臥式電機傳動、雙臺臥式電機傳動，其中單臺立式電機傳動和單臺臥式電機傳動均有兩種結構；下傳動分為含同步軸的雙臺臥式電機傳動和不含同步軸的雙臺臥式電機傳動。下面對熱軋板帶鋼粗軋立輥軋機主傳動的各種型式進行逐一介紹。

1　上傳動類型

1.1　單臺立式電機傳動

單臺立式電機傳動的結構簡圖見圖1。該型立輥軋機主傳動的傳動路線是：主電機(立式)→聯(lián)軸器→Ⅰ級圓柱齒輪→Ⅱ級圓柱齒輪→Ⅲ級圓柱齒輪→減速器輸出軸→同步嚙合齒輪→萬向接軸→立輥。兩側輸出軸轉速機械同步，圓柱齒輪機構減速，安裝維護方便,在總功率相同的情況下，單臺電機外形尺寸比雙臺的要大，一般適用于最大軋制力2 000 kN以內、規(guī)格1 000 mm以下，軋制速度低、主傳動比大的窄帶鋼全連續(xù)式軋線粗軋立輥軋機上。該型立輥軋機一般布置在粗軋機之前，常附著在粗軋機上，也可以與粗軋機遠距離布置。

1.2　雙臺立式電機傳動

該型立輥軋機主傳動有兩種結構，見圖2(Ⅰ型)、圖3(Ⅱ型)。該種立輥軋機一般布置在粗軋機之前，常附著在粗軋機上，也可以與粗軋機遠距離布置。

Ⅰ型的主傳動路線是：主電機(立式)→聯(lián)軸器→圓柱齒輪嚙合→同步嚙合齒輪→減速器輸出軸→萬向接軸→立輥。左右結構對稱，兩側輸出軸轉速機械同步，圓柱齒輪機構簡單，在總功率相同的情況下，雙臺電機外形尺寸比單臺的要小。主傳動部分安裝維護方便，軋輥和接軸更換方便、省時。但起吊高度較高、廠房高。一般適用于最大軋制力2 000 kN以內、規(guī)格1 000 mm以下中窄帶鋼軋線粗軋立輥軋機。

Ⅱ型的主傳動路線是：主電機(立式)→聯(lián)軸器→圓柱齒輪嚙合→減速器輸出軸→萬向接軸→立輥。與Ⅰ型的區(qū)別是在減速箱內安裝有接軸提升機構，萬向接軸不伸縮。兩側輸出軸轉速電氣同步，軋輥和接軸更換更為方便省時。其余特點與Ⅰ型相同。一般適用于最大軋制力4 000 kN～7 000 kN、規(guī)格為3 500 mm～5 500 mm寬厚板軋線粗軋立輥軋機。

1.3　下置式雙臺立式電機傳動

下置式雙臺立式電機傳動結構簡圖見圖4。該型立輥軋機主傳動路線是：主電機(立式)→聯(lián)軸器→Ⅰ級圓柱齒輪嚙合→Ⅱ級圓柱齒輪嚙合→減速器輸出軸→萬向接軸→立輥。接軸提升機構是安裝在主傳動箱下方，立式電機下置(即安裝在主減速箱下部)，降低了設備總高度，廠房高度相應降低。兩側輸出軸轉速電氣同步，圓柱齒輪機構減速，結構緊湊，左右結構對稱。軋輥和接軸更換方便、省時，安裝維護方便。一般適用于最大軋制力4 000 kN～7 000 kN、規(guī)格為1 250 mm～2 300 mm中寬帶鋼軋線粗軋立輥軋機。該型主傳動型式的立輥軋機一般布置在粗軋機之前，常附著在粗軋機上，也可以與粗軋機遠距離布置。

1—主電機(立式)　2—聯(lián)軸器　3—Ⅰ級圓柱齒輪嚙合　 4—Ⅱ級圓柱齒輪嚙合　5—Ⅲ級圓柱齒輪嚙合

1—主電機(立式)　2—聯(lián)軸器　3—圓柱齒輪嚙合　4—同步嚙合齒輪

1—主電機(立式)　2—聯(lián)軸器　3—圓柱齒輪嚙合　4—減速器輸出軸

1.4　單臺臥式電機傳動

該型立輥軋機主傳動有兩種結構，見圖5(Ⅰ型)、圖6(Ⅱ型)。該型立輥軋機一般布置在粗軋機之前，常附著在粗軋機上，也可以與粗軋機遠距離布置。Ⅰ型的主傳動路線是：主電機(臥式)→聯(lián)軸器→Ⅰ級圓柱齒輪嚙合→Ⅱ級圓柱齒輪嚙合→減速器輸出軸→萬向接軸→立輥。Ⅱ型的主傳動路線是：主電機(臥式)→聯(lián)軸器→Ⅰ級圓柱齒輪嚙合→Ⅱ級圓柱齒輪嚙合→減速器輸出軸→萬向接軸→立輥。

1—主電機(立式)　2—聯(lián)軸器　3—Ⅰ級圓柱齒輪嚙合　4—Ⅱ級圓柱齒輪嚙合

1—主電機(臥式)　2—聯(lián)軸器　3—Ⅰ級圓柱齒輪嚙合　4—Ⅱ級圓柱齒輪嚙合

1—主電機(臥式)　2—接軸　3—Ⅰ級圓錐齒輪嚙合　4—Ⅱ級圓柱齒輪嚙合

兩種結構的兩側輸出軸轉速均是機械同步，圓錐齒輪傳動是為了將臥式電機水平轉動轉變?yōu)榇怪鞭D動，制造成本較高。主要區(qū)別是Ⅱ型在減速箱下方還安裝有接軸提升機構，其軋輥和接軸更換更方便、省時。該型式的主傳動一般適用于最大軋制力3 000 kN～7 000 kN、規(guī)格為1 250 mm～1 780 mm之間的中寬帶軋線粗軋立輥軋機。

1.5　雙臺臥式電機傳動

結構簡圖如圖7所示。該型立輥軋機主傳動路線是：主電機(臥式)→Ⅰ級圓錐齒輪嚙合→Ⅱ級圓柱齒輪嚙合→同步軸→萬向接軸→立輥。兩側輸出軸轉速機械同步，在平臺下方安裝有接軸提升裝置，軋輥和接軸更換方便、省時，安裝維護比較困難。主傳動結構左右結構對稱。整個主傳動掛靠在粗軋機上，設備總重減少。一般適用于最大軋制力4 000 kN～5 000 kN、規(guī)格為1 250 mm～2 300 mm之間的中寬帶軋線粗軋立輥軋機。該型主傳動型式的立輥軋機一般布置在粗軋機之前，常附著在粗軋機上。

2　下傳動類型

含同步軸的雙臺臥式電機傳動簡圖見圖8，不含同步軸的雙臺臥式電機傳動簡圖見圖9。含同步軸的主傳動路線是：主電機(臥式)→聯(lián)軸器→同步軸→Ⅰ級圓柱齒輪嚙合→接軸→Ⅱ級圓錐齒輪嚙合→Ⅲ級圓柱齒輪嚙合→立輥。不含同步軸的主傳動路線更簡便，取消了同步軸并減少了一級圓柱齒輪嚙合，兩側同步采用電氣控制。含同步軸的是機械同步結構，左右對稱，結構較復雜。

下傳動型式的立輥軋機一般布置在粗軋機之前(常用軋連鑄坯、粗軋坯)，也可以布置在粗軋機之后(常用軋鋼錠或連鑄坯)，常與粗軋機遠距離布置。其最大優(yōu)點是設備總高度大大降低，廠房高度降低，軋輥和接軸更換方便、快捷。其不足之處是主傳動部分環(huán)境差、安裝維護困難。一般適用于最大軋制力4 000 kN～8 000 kN(甚至更高)、規(guī)格為3 000 mm～5 500 mm中寬厚板鋼軋線粗軋立輥軋機。

1—主電機(臥式)　2—聯(lián)軸器　3—Ⅰ級圓錐齒輪嚙合　4—Ⅱ級圓柱齒輪嚙合

1—主電機(臥式)　2—聯(lián)軸器　3—同步軸　4—Ⅰ級圓柱齒輪嚙合　5—接軸

1—主電機(臥式)　2—聯(lián)軸器　3—接軸　4—Ⅰ級圓錐齒輪嚙合

3　結論

(1)上傳動各型立輥軋機的主傳動裝置周邊空間開闊，安裝、維護操作方便，環(huán)境好。但設備總體高度較高，車間廠房較高，設備的穩(wěn)定性稍差，常附著在粗軋機上，常用于熱帶鋼粗軋立輥軋機上，也可用于熱軋中寬厚板粗軋立輥軋機上。下傳動各型立輥軋機，主傳動裝置在地面上，周邊空間狹窄，安裝、維護操作不方便，環(huán)境差、污染大。但設備總體高度矮，車間廠房不高，設備的穩(wěn)定性好，軋輥、接軸更換方便省時，常與粗軋機遠距離布置，常用于熱軋中寬厚板粗軋立輥軋機上。

(2)在上傳動型式中，采用立式電機傳動比臥式電機傳動更有優(yōu)勢。因為采用立式電機傳動時省去了圓錐齒輪機構，制造、維護成本降低，安裝、維護更為方便、快捷。

(3)立輥軋機型式向著減少制造、維護成本，改善工作環(huán)境，減輕勞動強度，縮短輔助工作時間(如換輥時間等)，安裝維護更為方便、快捷的方向發(fā)展。

(4)立輥軋機主傳動結構型式嚴格來說沒有絕對的好與不好，不論哪種結構都有自身的優(yōu)勢和不足。對于具體板帶鋼熱軋線來說，粗軋立輥軋機主傳動的設計選型必須根據產品軋制工藝、投資規(guī)模大小和主傳動型式本身具有的長處來確定，做到設備更合理、用戶更滿意。

編輯傅冬梅

Summarization and Analysis on Main Drive Forms of Rough Rolling Vertical

Roll Mill for Plate and Strip Rolling Line

Zhou Xingjie

Abstract：Main drive forms of rough rolling vertical roll mill for plate and strip rolling line have been described,and main drive structures and features for various forms of vertical mill as well as advantages and shortcomings of various main drive forms have been summarized.

Key words：rough rolling vertical roll mill; main drive; form

收稿日期：2014—10—31

中圖分類號：TG333.7+1

文獻標志碼：A