第4章轧辊调整装置-2.ppt

4.5 轧辊液压压下装置,§4.5.1 液压压下装置的特点 长期以来，带钢轧机上使用的是电动压下装置近年来随着工业的发展，带钢的轧制速度逐渐提高，产品的尺寸精度要求日趋严格特别是采用厚度自动控制(AGC)系统以后，电动压下装置由于有传动效率低、运动部分的转动惯量大、反应速度慢、调整精度低等缺点，已不能满足工艺要求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已全部采用液压压下装置，热带钢连轧机精轧机组的最后一架也往往装有液压压下装置液压压下装置是用液压缸代替传统的压下螺丝、螺母来调整轧辊辊缝的在这一装置中，除液压缸以及与之配套的伺服阀和液压系统外，还包括检测仪表及运算控制系统与电动压下装置比较，液压压下装置有以下特点： 1)快速响应性好，调整精度高液压压下装置 (特别是电液反馈式液压压下)有很高的辊缝调整速度和加速度尤其是有很大的加速度潜在能力在频率响应、位置分辨率诸方面都大大优于电动压下机构表4-2(P132页)给出电动压下与液压压下动态特性方面的比较动态特性的大幅度提高，使得产品的精度提高，质量更有保证，缩短了加速减速阶段带钢头尾的超差长度，节约了金属及能源，提高了产品的合格率。

2)过载保护简单、可靠液压系统可以有效地防止轧机过负荷，保护轧辊和轴承免遭损坏当事故停车时，可迅速排出液压缸的压力油，加大辊缝，避免轧辊烧裂或被刮伤 3)采用液压压下可以根据需要改变轧机的当量刚度，实现对轧机从“恒辊缝”到“恒压力”的控制，以适应各种轧制及操作情况 4)液压压下装置采用标准液压元件，简化了机械结构 5)较机械传动效率高 6)便于快速换辊，提高轧机作业率按照控制系统的反馈方式，液压压下装置可分为机械反馈式(杠杆式、行星轮式)和电液反馈式(采用电液伺服阀实现压力和位置反馈控制) 机械反馈式是较早期的液压压下形式，它对油的过滤精度不象电液伺服阀那样敏感，但它的部件多，结构复杂，惯性较大，响应频率也低，因此，新建的轧机已很少采用这种形式 电液反馈式的主要优点是系统的惯性小，反应灵敏(响应频率高)随着电液伺服阀可靠性的提高和自动控制技术的日益发展，采用这种形式的液压压下轧机逐渐增多 液压压下装置的可靠性主要取决于液压元件和控制系统的可靠性液压压下装置要求较高的备品制造精度和设备维护水平以及可靠的自动化系统§4.5.2 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方案有“压下式”和“压上式”两种形式。

在热连轧精轧机组中，通常只在最后一架轧机上装有液压压下装置在这样的轧机上同时还配置有与前几架精轧机相同的电动压下装置为此，液压缸只能布置在机架下方，即“压上式”在冷连轧机组或平整机上，可以采用“压下式”也可以采用“压上式”采用“压上式”时，在轧机上部可以设置不带钢压下的电动压下机构以便做大行程的压下调整压下式”的液压缸设置在机架上部，这种结构造价稍高，所需的液压缸行程也大、它的悬挂装置较为复杂，面且为了适应磨损后的轧辊直径，需配备不同厚度的垫块但它的最大优点是电液伺服阀可装在液压缸附近，这不仅提高了液压缸的反应速度，而且伺服阀的工作条件好，维护也方便 下面以某厂的1700冷、热连轧机的液压压下机构为例，介绍“压下式”与“压上式”两种掖压缸的配置方案1、压下式液压压下装置 1700冷连轧机窗口布置可参看图4-28(P140页)，液压缸在机架内的布置情况见图4-23(P133页)图中，压下液压缸3和平衡架9由平衡液压缸1通过拉杆悬挂在机架顶部若拔掉销轴8，则平衡架连同压下液压缸可随同支承辊一起拉出机架进行检修压下液压缸与支承辊轴承座间有一组垫片5，其厚度可按照轧辊的磨损量调整这样可避免过分增大液压缸的行程。

轧机的测压仪装在机架底部，在下轴承座与斜楔调整装置之间(参看图4-28) (P140页)2、压上式液压压下装置 l700热连轧精轧机最后一架(F7)，由于机架上部有电动压下装置，这架轧机的液压缸设置在机架底部，是“压上式”轧机的窗口布置可参看图4-30(P141页) 图4-24(P134页)是压上液压缸的结构简图，从图上可看出，为调整轧制线和减小液压缸行程，在液压缸下方装有机械推上装置(包括推上螺丝8和带蜗轮的螺母7)螺母7由75kW、515r/min的直流电机通过速比为4.13和25的两级蜗轮副传动(传动装置未画出)调整速度为2mm/s，工作行程121mm，最大行程180mm(不得带负荷运转)热连轧机咬钢时的冲击负荷很大在冲击负荷下，压上液压缸的缸体与活塞会产生径向窜动，这很容易导致油缸泄漏为此，在液压缸的设计中，采用了浮动活塞环的结构，即缸体内径φ950比活塞直径大10mm，活塞6上装有浮动活塞环5，二者之间每边有8mm径向间隙，允许活塞在缸体内径向窜动活塞环上有两个带导套的径向密封环和四个端面密封环，以保证高压油不泄漏活塞环上还开有油孔，以使密封处得到润滑 位置传感器2是差动变压器式，量程6mm(工作行程5mm)。

传感器铁芯由弹簧压紧在活塞中央，变压器线圈则固定在缸体上线圈的导向套与活塞的相对滑动面采用了与浮动活塞环类似的密封结构，当活塞与缸体间有径向窜动时，不致影响位置传感器的工作测压仪装在机架上部，在压下螺丝与上支承辊轴承座之间(图4-30) (P141页) 为了提高液压缸的响应频率，在液压压下装置的设计中，应注意以下问题： 1）应减小液压缸中油柱的高度油柱高度增加不但会减小轧机刚度，而且会降低液压缸的工作频率，影响压下的快速性 2) 适当提高供油压力可以提高系统的反应速度和控制精度，也可以减小液压缸直径目前常用的液压系统供油压力为25MPa；继续提高油压会导致系统发热，同时，也受液压元件加工精度的限制3)应尽量缩短伺服阀到液压缸间的管路尺寸，据资料介绍，当配管长度从6m缩短到3m时，压下系统的响应频率从10Hz提高到15Hz我国科技人员曾试验将伺服阀直接装在液压缸上，效果也很好 4)应选择摩擦系数小的密封材料，从结构上设法减小活塞与缸体间的摩擦阻力实践证明，摩擦阻力对液压缸的响应频率影响很大 5)液压系统应有较好的排气措施因高压油内若混入空气，将会大幅度降低系统的刚度并影响液压缸的反应速度。

课后作业: 1、液压压下装置的特点是什么？ 2、压下液压缸在轧机上的配置方案是什么？,4.6 轧辊平衡装置,§4.6.1 上轧辊平衡装置的作用与特点 当轧辊间没有轧件时，由于上轧辊及其轴承座的重力作用，在轴承座与压下螺丝之间、压下螺丝与螺母的螺纹之间均会产生间隙这样，当轧件咬入轧辊时，会产生冲击为防止出现这种情况，几乎所有的轧机(叠轧薄板轧机除外)都设置上轧辊平衡装置，使上轴承座紧贴压下螺丝端部并消除螺纹之间的间隙大多数轧机的平衡装置还兼有抬升上辊的作用 轧机的型式不同，对平衡装置的要求也不一样初轧机、板坯粗轧机的平衡装置需适应上轧辊的快速、大行程、频繁移动的特点，并且要求工作可靠、换辊和维修方便在这种轧机上，广泛使用重锤式或液压式平衡装置 四辊板带轧机上轧辊平衡装置有以下特点：1)由于工作辊与支承辊之间靠摩擦传动以及工作辊和支承辊的换辊周期不同，故工作辊和支承辊应分别平衡；2)上辊移动的行程较小 (最大行程是按换辊的需要决定的)，移动的速度不高；3)工作辊换辊频繁，平衡装置的设计需使换辊方便；4)在单张轧制的可逆四辊轧机上，工作辊平衡装置应满足空载加、减速时工作辊和支承辊之间不打滑的要求。

由于以上特点，四辊板带轧机主要采用液压平衡，仅在小型四辊轧机上采用弹簧平衡 在三辊型钢轧机上，上辊的移动量很小，一次调整好后，在轧制过程中一般不再调整，因此多使用弹簧平衡 下面分别介绍几种平衡装置§4.6.2 弹簧式平衡装置 弹簧式平衡装置结构较简单，多用在三辊型钢轧机、线材轧机或其他简易轧机上三辊型钢轧机的上辊平衡装置见图4-25（P136页），它由四个弹簧和拉杆组成，弹簧1放在机架盖上部，上辊的下瓦座7通过拉杆6吊挂在平衡弹簧上弹簧的平衡力应是被平衡重量的1.2～1.4倍(即过平衡系数K=1.2～1.4)，可通过拉杆上的螺母调节当上辊下降时，弹簧压缩，上升时则放松，因此，弹簧的平衡力是变化的，弹簧愈长，平衡力愈稳定弹簧平衡只适用于上辊调整量不大于50～100mm的轧机它的优点是简单可靠，缺点是换辊时要人工拆装弹簧，费力、费时§4.6.3 重锤式平衡装置 重锤式平衡装置广泛用在轧辊移动量很大的初轧机上，它工作可靠、维修方便其缺点是设备重量大，轧机的基础结构较复杂平衡锤通常装在工作机座的下面，平衡力由杠杆和支杆传给上轧辊 图4-26（P138页）是1150初轧机的重锤平衡装置上辊轴承座支在机架内的四根支杆上。

这些支杆在机架下方的活动横梁上，横梁则吊挂在平衡锤的杠杆上调整平衡锤在杠杆上的位置，即可调整上轧辊的平衡力换辊时，上辊由压下螺丝压到最低位置(平衡锤处于最高位置)，用专门的栓销横插在机架立柱内的纵向槽内，锁住支杆，即可解除平衡力对轧辊的作用§4.6.4 液压式平衡装置 液压式平衡装置是用液压缸的推力来平衡上辊重量的在液压系统中装设有蓄势器，油泵只用来周期性地补充液体的漏损液压平衡装置结构紧凑，与其他平衡方式比较，使用方便，易于操作，能改变油缸压力，而且可以使上辊不受压下螺丝的约束而上下移动所有这些都有利于换辊操作但它的投资较大(需要有一套液压系统)，维修也较复杂液压平衡系统广泛用在四辊板带轧机上四辊轧机的液压平衡有八缸和五缸两种形式 图4-27（P139页）是2030冷连轧机八缸平衡装置结构图四个液压缸柱塞直径为φ130mm的上工作辊平衡缸(也作为正弯辊缸)和四个液压缸柱塞直径为φ160mm的上支承辊平衡缸均安装在固定于机架上的凸台里图4-28（P140页）是1700冷连轧机座的八缸式(由于工艺需要，实际上是20个液压缸)平衡装置为适应连轧机组快速换辊的需要，工作辊平衡缸4与支承辊平衡缸3均设置在机架窗口上，换工作辊时，不需要拆卸油管。

上、下支承辊轴承座内还装设有工作辊负弯辊缸2，用以调整辊型工作辊的换辊轨道6，在换辊时可由支承辊平衡缸经过上支承辊轴承座提升工作辊平衡缸4和下工作辊压紧缸5同时也是工作辊正弯辊缸(用以调整辊型)应当指出，在这种结构型式的平衡装置中，下工作辊压紧缸5是必须设置的，否则，在没有轧制负荷时，下工作辊与下支承辊之间会由于压紧力太小(只是下工作辊本体及其轴承座的重量)而产生打滑现象而在图4-27（P139页）的平衡装置中，压紧力则很大，它等于上、下工作辊(包括轴承座)和上支承辊本身的重量乘以过平衡系数五缸式平衡装置的工作辊平衡方式和八缸式类似只是支承辊的平衡方式不同图4-29（P141页）是国产1700热连轧粗轧机座的支承辊平衡装置简图下横梁3挂住支承辊轴承座上的凸耳，下横梁则通过连杆2和上横梁1挂在平衡缸的柱塞上 五缸式平衡装置的优点是：1)缸的数量少，简化了下支承辊轴承座的加工；2)换支承辊时不必拆卸油管；3)更换支承辊时，增大液压缸工作压力，可将整组支承辊系提起，有利于换辊操作；4)液压缸放在机架顶上，工作条件较好五缸式平衡装置多用在热轧钢板轧机上五缸式的缺点是吊挂部分较笨重，机座高度较高。

我国的另一套1700热连轧的全部四辊轧机都是采用五缸式平衡装置为满足快速换辊的需要，工作辊的平衡缸均设置在机架窗口凸台上图4-30（P141页）是精轧机座第七架的窗口布置简图§4.6.5 上轧辊平衡力的确定 通常，取平衡力为被平衡重量的1.2～1.4倍(过平衡系数K=1.2～1.4)在采用弹簧平衡时，由于上轧辊的移动会引起弹簧平衡力的变化，过平衡系数在上述范围内可适当取得大些采用液压平衡时，油缸的工作压力可按下式计算 (4-12) 式中G ——被平衡零件的总重量(重力)，N； n ——平衡液压缸的数量； d ——液。