輥式矯直機(jī)的發(fā)展趨勢(shì)及其結(jié)構(gòu)特點(diǎn)分析

孫維陽 李洋

北方重工集團(tuán)有限公司 遼寧沈陽 110141

作為世界上最大的鋼鐵生產(chǎn)國(guó)和消費(fèi)國(guó)，我國(guó)的鋼鐵生產(chǎn)和消費(fèi)多年來一直是全球第一。當(dāng)前，我國(guó)鋼鐵工業(yè)的整體水平已有了非常顯著性的提升，生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量也在提高，我國(guó)與國(guó)外先進(jìn)設(shè)備水平之間的差距正在慢慢減小，同時(shí)這幾年以來我國(guó)大型鋼鐵行業(yè)取得了驕人的成績(jī)。但是，我們也遇到了國(guó)內(nèi)鋼材品種少，類型相似，附加值低，生產(chǎn)能力不足等等的一些問題。這使得高附加值和高技術(shù)含量的板材總產(chǎn)量降低。同樣在鋼鐵產(chǎn)量中所占的份額也很小。

1 對(duì)于矯直機(jī)的簡(jiǎn)單介紹

機(jī)械振動(dòng)現(xiàn)在是一個(gè)熱門話題，軋機(jī)設(shè)備在使用的過程中發(fā)現(xiàn)了許多振動(dòng)問題，迫切需要進(jìn)行深入的研究。在工程平板磨削中，矯直機(jī)的振動(dòng)形式也變得越來越復(fù)雜多樣。對(duì)于板材進(jìn)行矯直工作中這些振動(dòng)的出現(xiàn)，我們還不清楚哪種類型振動(dòng)對(duì)機(jī)械運(yùn)行有害，也不清楚哪種使用振動(dòng)是有益的，這就會(huì)大大增加了對(duì)有害振動(dòng)的控制以及對(duì)有益的振動(dòng)加以利用的復(fù)雜困難程度。在矯直過程中，所有移動(dòng)部件都經(jīng)歷了不同強(qiáng)度的振動(dòng)頻率，如發(fā)動(dòng)機(jī)、傳動(dòng)軸、工作輥、矯直板材、壓力系統(tǒng)，甚至是基礎(chǔ)和液壓系統(tǒng)都或多或少的出現(xiàn)了振動(dòng)現(xiàn)象。國(guó)家對(duì)矯直機(jī)振動(dòng)的研究還沒有較大的投入，但是往往因?yàn)槠叫休伿匠C直機(jī)和四輥式矯直機(jī)結(jié)構(gòu)框架很相像，由于對(duì)軋機(jī)中的振動(dòng)研究資料比較完整，這樣一來，可以為矯直機(jī)動(dòng)力學(xué)應(yīng)用與研究起到一定的幫助作用?？偠灾?，矯直機(jī)以及軋機(jī)都是復(fù)雜的多變量旋轉(zhuǎn)機(jī)械體系，每個(gè)移動(dòng)部件中也往往會(huì)伴隨著不同程度的振動(dòng)。當(dāng)軋機(jī)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)非常完美時(shí)，工藝選擇宜提高其制造精度以及各種裝配精度，同時(shí)各方面材料的使用性能也必須達(dá)到良好，也要足夠智能化進(jìn)行控制系統(tǒng)，能夠在一些方面上降低振動(dòng)阻力，使振動(dòng)現(xiàn)象不會(huì)出現(xiàn)。但減弱并不等于消除機(jī)械工況變化，一旦出現(xiàn)突變的機(jī)械能力，或者由于矯直精度、速度等的修正進(jìn)一步提高了對(duì)軋機(jī)狀態(tài)的調(diào)整，此時(shí)產(chǎn)生的振動(dòng)是很危險(xiǎn)的，甚至可能導(dǎo)致斷裂輥等故障?，F(xiàn)在，避免軋制過程中產(chǎn)生振動(dòng)的主要方法就是要進(jìn)一步降低軋制或矯直的速度。該方法相當(dāng)于減小振動(dòng)系統(tǒng)的相關(guān)比例，從而才能更加有效地降低了系統(tǒng)的振動(dòng)強(qiáng)度。減速法導(dǎo)致生產(chǎn)率也會(huì)大大下降，不改變矯直系統(tǒng)固有的特性，當(dāng)振動(dòng)達(dá)到或接近系統(tǒng)的固有頻率時(shí)，仍會(huì)引起一些共振。因此，為了更好地避免振動(dòng)的發(fā)生，我們必須從系統(tǒng)本身固有的特性出發(fā)，研究系統(tǒng)發(fā)證振動(dòng)地主要特征，以此來找出解決問題的最佳辦法[1]。

2 輥式矯直機(jī)未來的發(fā)展前景

采用全自動(dòng)測(cè)厚儀，通過數(shù)字控制和自動(dòng)控制定向矯直輥負(fù)荷和在線過程，自動(dòng)精確調(diào)整定向輥的位置，進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)智能化。

為了對(duì)矯直效果有所提升，矯直機(jī)出口處的上部輥（或下部）可以單獨(dú)來進(jìn)行調(diào)節(jié)，也可以在矯直器操作過程中調(diào)節(jié)。

上矯直輥也可以或多或少的發(fā)生橫向傾斜，可以調(diào)整支承輥的任何部分，或者更改矯直輥的彎曲，以移除支承板的單側(cè)或雙側(cè)單元。

上下轉(zhuǎn)向輥和支承板安裝在各自的框架內(nèi)，框架的主要作用可以橫向移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)快速換輥系統(tǒng)的離線準(zhǔn)備（即配備兩組以上的輥系裝備，提供一組矯直機(jī)進(jìn)行使用）[2]。

矯直機(jī)進(jìn)口處配備有去除殘馀氧化物的水或擠壓空氣。

為避免輥面平滑化，輥面必須具有一定的硬度。四輥矯直機(jī)必須確保工作輥與支承輥之間輥面硬度不同，最好是有一定參數(shù)地差值。

3 輥式矯直機(jī)框架結(jié)構(gòu)里最突出的幾個(gè)特點(diǎn)

3.1 輥式矯直機(jī)正常工作過程

輥式矯直機(jī)由兩組校正輥、車架和齒輪組成傳動(dòng)裝置，具體情況如圖1所示。鋼材通過先前的輥式布置拉直，用多次重復(fù)的推力進(jìn)行校正。輥式矯直機(jī)是板壁中使用的主要矯直機(jī)。軋輥矯直機(jī)是一種滾軋機(jī)，遵循軋輥矯直機(jī)的基本功能原理。該矯直程序分為小變形程序和大變形程序，整個(gè)運(yùn)行過程有序順利的進(jìn)行工作。

圖1 輥式矯直機(jī)運(yùn)行示意圖

輥式矯直機(jī)設(shè)備里有幾個(gè)非常重要的參數(shù)：輥直徑、輥間距、輥數(shù)、輥身長(zhǎng)度。輥直徑：指矯直機(jī)工作輥的直徑。當(dāng)其他參數(shù)保持不變時(shí)，直徑的距離越小，最終的工作效果就會(huì)越好。輥數(shù)：當(dāng)其他參數(shù)保持不變時(shí)，兩個(gè)相鄰工作輥中心線之間的距離越小，效果就會(huì)更加的好。軋輥數(shù)：軋輥矯直機(jī)工作的軋輥數(shù)越多，矯直機(jī)的定向效果越好。輥身長(zhǎng)度：工作輥與帶鋼接觸部分之間接觸部分的最大長(zhǎng)度以及輥身長(zhǎng)度越大，產(chǎn)生的來料寬度就會(huì)變得更大[3]。

工作輥經(jīng)過熱加工之后，不僅能保證輥材料硬度高，耐磨性高，材料要求高，而且能保證采用輥頸加工步驟變得更加簡(jiǎn)單，同時(shí)成本也較低。工作輥的核心是可以用水冷卻的中空結(jié)構(gòu)。其中工作輥通過碟形彈簧在支承輥輥面上進(jìn)行不斷地拉靠作用，同時(shí)矯直輥軸承不承受相關(guān)的其他力，而完全由支承輥軸承來承擔(dān)所有力地支撐。

3.2 主傳動(dòng)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框架

主傳動(dòng)系統(tǒng)的傳動(dòng)方式采用發(fā)動(dòng)機(jī)、彈性離合器、主傳動(dòng)配電箱、安全聯(lián)軸器、通用離合器至工作輥。其主傳動(dòng)分配箱將傳動(dòng)裝置和傳動(dòng)減速器設(shè)計(jì)為共同體，使傳動(dòng)系統(tǒng)變得更加一體化，便于從驅(qū)動(dòng)側(cè)換輥。滾動(dòng)更換方法是將驅(qū)動(dòng)電機(jī)、主傳動(dòng)配電箱、通用離合器和滾動(dòng)系統(tǒng)拉出傳動(dòng)側(cè)框架，以便在機(jī)架的傳動(dòng)側(cè)完成換輥更換工作。這樣一來就會(huì)有更大的工作空間，便于輥系和萬向接軸系統(tǒng)的完成以及相關(guān)的連接和分離工作。主傳動(dòng)變速箱配電箱采用鑄件焊接結(jié)構(gòu)，制造周期非常短暫，而且箱體強(qiáng)度高，整體重量也變得非常輕等。變速器軸承采用分割結(jié)構(gòu)，便于拆卸和安裝，使后續(xù)地維護(hù)保修工作也會(huì)更加方便。

4 結(jié)語

伴隨用戶對(duì)鋼板質(zhì)量要求的不斷提升，軋輥矯直機(jī)面向鋼板缺陷的高剛度、高矯直力和特殊功能框架去發(fā)展，同時(shí)會(huì)通過自動(dòng)控制和改進(jìn)液壓系統(tǒng)，最大限度地縮短了在線維護(hù)時(shí)間，從而簡(jiǎn)化了生產(chǎn)結(jié)構(gòu)和操作使用。