轧钢机械设计理论第四章

Q np

4
d KG
2
4 KG p 2 nd
p——工作压强 n——液压缸数量 d——液压缸柱塞直径 2.四辊轧机 1）上工作辊平衡力计算 Qg=KGg Gg——被平衡零件重量 （上工作辊辊系重量和上支承辊本体重量）
2）上支承辊平衡力计算 QZ=KGZ GZ——被平衡重量 （上支承辊辊系、压下螺丝、球面垫、 平衡机件重量） 3）防止工作辊与支承辊之间在启、制动 时产生打滑。
2.压下电机功率
M1 M 2 M1 M 2 ns N ner 或 N 9550 9550i
ner——电机额定转速 ns ——压下螺丝转速
小 结
本次课重点
压下螺丝易出现的事故
压下螺丝组成 转动压下螺丝所需的静力矩
§4-3 带钢轧机液压压下装置
一、组成
压下液压缸、液压伺服系统 二、特点
螺纹升角增大 ——不满足自锁条件 ——自动旋松 ——辊缝变化 —— 板厚度不均
2）防止自动旋松的措施
加大螺丝止推轴颈直径 加大摩擦阻力矩
在球面垫上开孔
适当增加螺丝直径
二、板带轧机电动压下装置 1.特点 • 调整量小 • 调整精度高 • 频繁的“带钢压下” • 动作快，灵敏度高 • 轧辊平行度要求高
2)确定M2
d2 M 2 P1 tan 2
式中：“+”表示压下螺丝下降 “-”表示压下螺丝上升
P1如何确定？
• “不带钢压下”
1 P1 Q G 2
令K=Q/G，K=1.2～1.4则 P1=(0.1～0.2)G
• “带钢压下”
P1=P/2 若有液压弯辊装置：P1=P/2±S S——弯辊力
液压式平衡装置
1.特点：
调整量小，结构紧凑、易于操作及换辊，
多用于四辊板带轧机。 2.缺点：系统复杂、投资大、维修困难。
八缸式液压平衡装置
五缸式液压平衡装置
五缸式液压平衡装置
三、平衡力的计算
1.二辊轧机 上辊平衡力：Q=KG G——被平衡零件重量 包括：辊系、球面垫、压下螺丝的重量 K——过平衡系数 K=1.2～1.4 若采用液压平衡：
压下式
AGC
§4-4 上轧辊平衡装置
一、作用 • 消除零部件之间间隙 • 防止工作辊和支承辊间出现打滑 • 提高控制精度 二、类型 弹簧式平衡装置
1、特点 结构简单，多用于调整量小的型钢、线 材轧机。
2、缺点
弹簧力与其压缩量有关，不
稳；换辊时必须拆装弹簧。
重锤式平衡装置 1.特点 调整量大，用于快速、频繁调整的初轧机 2.缺点：设备庞大，基础复杂。
第四章 轧辊调整机构和轧辊平衡装置
1
2 3 4
轧辊调整机构作用和类型 电动压下装置 带钢轧机液压压下装置 上轧辊平衡装置
§4-1 轧辊调整机构作用和类型
一、作用 1. 调整辊缝 （调上辊） 2. 调整轧辊与辊道的水平位置，对准轧制线。 （调下辊） 3. 调整轧辊轴向位置，对准孔型。 （型钢轧机）
4. 调整轧辊辊型（板带轧机） ——液压弯辊装置
机架等部件的变形能，在堵塞以后并没有消
失，仍以压力的形式存在，阻塞力矩大于电 机的启动力矩，电机无法转动。
2）处理方法：
用人工，将钢坯割除，或用专用工具
（大板手）将其旋松。
专门设计压下螺丝的回松机构，其力参
数按最大轧制力的1.6～2.0考虑。
1）自动旋松产生的原因
压下量大、大行程 ——螺距增大 ——
30º
3º 15º
锯齿形螺纹
梯形螺纹
1) 确定d
d = (0.55～0.62)dg
其中：dg——辊颈直径 进行强度校ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：


4
P1 d1
2
Rd
压下螺丝 螺纹小径
其中： Rd
b ，n=6
n
P1——作用在一个压下螺丝上的力
P1如何确定？ 型钢轧机 强度计算时： P1={R1, R2}max 设计时： P1为过平衡力
1.螺母高度H的确定
• 由 H=(1.2～2)d 初定H • 代入 H=Z· 求压下螺母中螺纹的圈数Z t
• 进行强度校核

2 2 Z d d1 2
4
P 1
[ P]
其中：[P] —压下螺母材料的许用挤压应力
[P] =60～80MPa
d1+2δ
d
螺 母
螺 丝
第七讲
二、类型
1.上辊调整装置（压下装置） • 手动压下 • 电动压下 • 液压压下 2.下辊调整装置（压上装置）
3.中辊调整装置
4.立辊调整装置（侧压装置）
§4-2 电动压下装置
快速压下装置 按调整特点分 板带轧机压下装置 一、快速压下装置 1.特点 • 上辊快速、大行程、频繁调整 • “不带钢压下”
不打滑条件： 轧机空载加、减速时，主动辊作用于被动 辊的摩擦力矩大于被动辊的动力矩。 即： Mf被≥ Mdon被
a. 工作辊主动（忽略轴承处摩擦阻力） 被动
D2 (GD )2 dn2 R 2 38.2 dt
dn2 dt D1 dn1 D2 dt
D2 (GD 2 ) 2 dn1 D1 R 2 38.2 dt D2
2.压下装置要求 • 传动系统惯性小，反应快 • 传动效率高，工作可靠 • 能够克服压下螺丝阻塞事故 3.结构特点： 电机——减速机——压下螺丝。 为了减少GD2，一般使用两台电机。
4.压下螺丝存在问题 • 阻塞事故 • 自动旋松事故
1）产生的原因：
即：
M阻max＞ M电max
电机在堵塞过程中所做的功变成压下螺丝、

快速响应性好，调整精度高 过载保护简单、可靠 易于实现板的厚度自动控制 简化机械结构，传动效率高，损失小 系统及元件复杂，成本高，易漏油
三、液压缸在轧机上的配置
1.压下式 液压缸安装在机架上横梁与支承辊轴承 座之间，悬挂系统较为复杂，造价高， 但工作条件好，维护方便。 2.压上式 液压缸安装在机架下部，其拆卸方便， 造价低，但工作条件差。
2.螺母外径D的确定 • 由 D=(1.5～1.8)d 来确定D • 进行强度校核
j

4
P 1 D 2 D12
p
其中：D— 压下螺母的外径
D1—压下螺丝通过的机架上横梁 孔的直径
五、压下螺丝传动力矩和压下电机功率
1.转动压下螺丝所需静力矩
M j M1 M 2
(GD 2 )1 dn1 R (N ) 19.1D1 dt
c.上工作辊平衡力 Q=R+G1 R μR
G1——上工作辊辊系重量
比较Q与Qg大小，选较大者。 被动
小 结
本次课重点
上辊平衡装置的作用和类型
被平衡零件的重量如何确定
练习题
一、填空
1.压下螺丝由 和 组成。
2.计算上工作辊平衡力时，被平衡零件重量包 括 和 。 3.上辊平衡装置的类型有 和 。 、
练习题
二、简答 1.转动压下螺丝所需静力矩包括哪几部分？ 2.上辊平衡装置的作用？
1 P1 Q G 2
Q——上辊平衡力 G——轧辊辊系自重 板带轧机
设计和强度校核时P1相同， P1=P/2
2)确定t (0.12～0.16)d t= 开坯轧机
(0.025～0.05)d 热轧钢板轧机（四辊） 0.017d 冷轧钢板轧机（四辊）
四、压下螺母
材料： 高强度青铜或黄铜
基本尺寸： 螺母外径D和螺母高度H
2.结构特点 • 采用速比较大的蜗轮蜗杆减速 • 压下螺丝头部采用有止推及自位功能的
滚动轴承。
三、压下螺丝
1.组成 头部、本体、尾部
尾部
2.基本尺寸
螺纹外径d 螺距t
本体
球面垫 轴承座
头部
压下螺丝本体螺纹类型 • 锯齿形螺纹：单向受载，传动效率高， 用于快速压下机构
• 梯形螺纹： 承载能力大，用于板带压下
2
R μR
主动
D1 (GD 2 ) 2 dn1 R (N ) 2 D2 19.1 dt
式中： μ ——工作辊与支承辊间滑动摩擦系数
μ =0.1
(GD 2 ) 2
——支承辊飞轮力矩
——工作辊角加速度
dn1 dt
b. 支承辊主动
D1 (GD 2 )1 dn1 R 2 38.2 dt
主动
M1——头部和止推轴承间的摩擦力矩 M2——螺纹摩擦阻力矩 1）确定M1
Mj
滑动轴承
实心轴颈： M 1 1 P1 d 3
3
M2
M1
空心轴颈：
3 d3 d4 1 M 1 1 P1 2 2 3 d3 d4 3
滚动轴承
M 1 1 P1 dp 2
dp——滚动轴承平均直径
μ1=0.005