第6章+轧钢机主传动装置

第6章 轧钢机主传动装置
6.1 轧钢机主传动装置组成与类型 6.2 连接轴与连接节 6.3 齿轮座与主减速机 6.4 轧机主电机的选择
6.1 轧钢机主传动装置组成与类型
§6.1.1 轧钢机主传动装置组成 1、作用：是将电动机的运动和力矩传递给轧辊。 轧钢机主传动装置的作用是将电动机的运动 和力矩传递给轧辊。在很多轧钢机上，主传动装 置由减速机、齿轮座、联接轴和联轴节等部件组 成。某些板坯及板带轧机，主传动是由电动机直 接传动轧辊的。
2．多机座(或多列式)轧钢机主传动装置类型 多机座(或多列式)轧机一般是不可逆式轧机， 往往采用集体驱动，由一台电动机通过减速机和 齿轮座传动若干架工作机座的轧辊。
6.2 连接轴（联接轴）与连接节（联轴节(器)） 轧钢机常用的联接轴有万向接轴、梅花接 轴、联合接轴(一头为万向铰接，另一端为梅 花轴)和齿式接轴，其特点及适用范围如表7-2 所示。
梅花接轴的允许倾角不大于10～20。 当其倾角小于10时，接轴轴头为普通的 梅花头(图7-41c) （P240页）。当倾角 P240页 为10～20时，接轴轴头一般采用外圆具有 弧形半径R的弧形梅花头(图7-41a) P240页 （P240页），以改善接轴与套筒的接触 状况。
§7.2.5 联接轴总体配置及其平衡装置 1．联接轴总体配置 在考虑联接轴总体配置时，应综合考虑轧辊 调整范围、齿轮座中心距(或电动机轴的中 心距)，以及联接轴允许倾角等因素，使联接轴有 较合适的工作条件。 其中，轧辊调整范围是根据工艺要求确定的， 而齿轮座中心距的确定则要考虑联接轴的工作 条件。为了使上下两个联接轴工作条件均衡， 应该使上下两个联接轴的倾角尽可能相等。如 图7-42（P241页） （P241页
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1）作用：是将电动机较高的转速变成轧辊所需的 是将电动机较高的转速变成轧辊所需的 转速。选用价格较低的高速电动机。 转速。选用价格较低的高速电动机。 2）选择：确定是否采用减速机的一个重要条件是 要比较减速机及其摩擦损耗的费用是否小于低 速电动机与高速电动机之间的差价。 速电动机与高速电动机之间的差价 减速机＋减速机摩擦损耗的费用<低速电动 减速机＋减速机摩擦损耗的费用 低速电动 机－高速电动机的费用 一般来说，轧辊转速<200～250 r /min时， 才采用减速机。 轧辊转速>200～250 r /min时，不用减速机， 而用低速电动机。 在可逆式轧钢机上，即使轧辊转速<200～ 250 r /min时，也采用低速电动机，因为这样的 传动系统易于可逆运转。
一般双接头万向接轴的组成包括法兰叉头， 花键叉头，由花键轴及套管和套管叉头组成的 中间轴，十字轴，滚针(或滚柱)轴承，挡圈 (大型的用轴承盖)，密封圈等组成(图7-30) P234页 （P234页）。图7-31a、b（P235页）为轴承盖 （P235页 固定式万向接轴的结构。主要由十字轴，带内、 外圈的多列短圆柱滚子轴承，止推轴承，综合 式迷宫密封，轴承盖及法兰叉头等组成。
(4)联轴节(器) 联轴节包括电动机联轴节 主联轴节 电动机联轴节和主联轴节 电动机联轴节 主联轴节。 电动机联轴节用来连接电动机与减速机的传动轴， 而主联轴节则用来连接减速机与齿轮座的传动轴。 目前，应用最广泛的联轴节是齿轮联轴节。 1）作用： 电动机联轴节：用来连接电动机与减速机的传动轴。 用来连接电动机与减速机的传动轴。 用来连接电动机与减速机的传动轴 主联轴节：用来连接减速机与齿轮座的传动轴 用来连接减速机与齿轮座的传动轴。 用来连接减速机与齿轮座的传动轴
2、组成：主传动装置是由减速机、齿轮座、连接 轴和联轴节等部件组成。 (1)减速机 在轧钢机中，减速机的作用是将电动机 较高的转速变成轧辊所需的转速，这就可以在主 传动装置中选用价格较低的高速电动机。 确定是否采用减速机的一个重要条件，就是要比 确定是否采用减速机的一个重要条件 就是要比 较减速机及其摩擦损耗的费用是否小于低速电机 与高速电动机之间的差价。 与高速电动机之间的差价。
图7-32（P235页）为轴承座式万向接轴， （P235页 其特点是取消了轴承的内、外圈，加大 了十字轴的轴径，可传递大扭矩。轴承 座2与底盘用键联接，有足够的强度，改 善了固定螺栓3的受力状况，安全可靠， 拆装方便，密封性能好。十字轴6和轴承 座2均采用高强度铬镍渗碳钢制造，适用 于各种轧机。
(2)齿轮座 当工作机座的轧辊由一个电动机带 动时，一般采用齿轮座将电动机或减速机传来 的运动和力矩分配给二个或三个轧辊。齿轮座 的传动型式，如图7-2所示。 1 1）作用：当工作机座的轧辊由一个电动机带 动时，一般采用齿轮座将电动机或减速机传来 齿轮座将电动机或减速机传来 的运动和力矩分配给二个或三个轧辊。 的运动和力矩分配给二个或三个轧辊
2）轧机连接轴的类型及用途 确定联接轴类型时，主要根据轧辊调整量 联 轧辊调整量和联 轧辊调整量 接轴允许倾角等因素。 接轴允许倾角 对于轧辊调整量较大的初轧机、厚板轧机等， 联接轴倾角有时达到80～100，一般采用万向接轴 万向接轴， 万向接轴 因万向接轴的允许倾角较大。 型钢轧机轧辊调整量不大，仅在轧辊磨损或 更换新辊时进行轧辊调整，一般采用梅花接轴或 梅花接轴或 联合接轴。 联合接轴
滑块式万向接轴各部分的结构尺寸 (图7-18)可根据叉头直径D按以下经验关系选取： 叉头镗孔直径d = 0.46～0.5 D 扁头厚度S = 0.25～0.28 D 扁头长度l = 0.415～0.5 D 接轴本体直径d0 =0.5～0.6 D 叉头开口B1>B(月牙形滑块宽度)
滑块式万向接轴的结构尺寸，也可参照有关标准尺寸 系列选取。为了降低叉头中的应力，在此尺寸系列中， 叉头镗孔直径d和扁头厚度5均按上述经验关系中的下限 选取，即 d = O.46D S =(0.25～0.26)D 滑块式万向接轴材料，通常采用强度限不小于600～ 750MPa的锻钢，如45号钢、50号钢及40CrNi等合金结构 钢。有时，为了避免整个接轴采用高强度合金钢，叉头 (或扁头)与接轴本体采用热装配。这样，接轴本体可采 用强度限较低的材料。当叉头损坏时，也便于更换。接 轴铰链中的月牙形滑块，一般采用耐磨青铜ZQAL9-4。近 年来，也试用过MC尼龙6等工程塑料。
6)使用寿命长 一次使用一般可达1～2年以 上，可减少更换零部件的时间和费用； 7)允许倾角大可达 100 ～ 150 ，用于立辊轧机 允许倾角大可达10 允许倾角大可达 可降低车间高度，节省投资； 8)适用于高速运转。 轧机用的大型十字轴式万向接轴的结构，根 据万向节的联接固定方式的不同，可分为轴承 盖固定式、卡环固定式和轴承座固定式
§7.2.3 弧形齿接轴 由于弧形齿接轴具有很多优点，使用效果也好。在一 些现代化的冷、热轧带钢连轧机和线材、棒材及管材轧机 上得到了广泛的应用。这种接轴具有以下优点： 1)传动平稳，噪音小，有利于提高轧机的轧制速度。精 轧机组最后一架的转速由700 r/min提高到1100r/min；2) 冲击振动和轴向串动较小，径向间隙可减少到最低限度， 有利于提高产品质量；3)可节省大量有色金属，在300小 型连轧机上每年可节省铜20t以上；4)润滑条件好，便于 维护，有利于提高轧机作业率；5)接轴重量轻，水平轧机 的接轴比原 的有限元模型有滑块式万向接轴重量减少 1.5～2.1倍，立式轧机的接轴重量减少3倍；此外，弧面 齿形接轴加工制造方便、传动效率高、装卸方便、便于换 辊、使用寿命长。
(2)滑块式万向接轴的润滑滑块式万向接 轴的润滑较为困难，因其摩擦表面与外 界相通，润滑油不易保存在摩擦面上。 润滑方式基本上有两种，人工定期加油 人工定期加油 润滑和采用自动润滑 自动润滑装置。润滑剂可用 润滑 自动润滑 干油或稀油。
§6.2.2 十字轴式万向接轴 带有滚动轴承的十字轴式万向接轴近十几年越 来越多地应用于轧钢机主传动中，并有逐步取代 滑块式万向接轴的趋势，因为它具有如下优点： 1)传动效率高 由于采用滚动轴承，所以摩擦 损失小，传动效率可达98.7％～99％，可降低电 力消耗5％～15％； 2)传递扭矩大在回转直径相同的情况下，比滑 块式万向接轴能传递更大的扭矩。由于叉头强度 的限制，目前国内使用的十字轴式万向接轴，传 递扭矩多在800kN.m以下。我国已生产了承载 1500kN.m的接轴。国外系列最大传递扭矩可高达 5400～8300kN.m；
3)传动平稳 由于滚动轴承的间隙小，接轴的 冲击和振动显著减小，约为滑块式万向接轴的 1/10～1/30，提高了产品质量； 4)润滑条件好 用润滑脂润滑，易密封，没有 漏油现象，耗油量小，省去了润滑系统，改善了 生产环境，节约了保养维修费用。 5)噪音低 使用滑块式万向接轴，空车运行时， 噪音高达80～90dB，轧制时可达60dB。而使用十 字轴式万向接轴，噪音可降低到30～40dB，改善 了工作环境，有利于保障操作工人的身体健康；
§6.2.1滑块式万向接轴 1．滑块式万向接轴结构 (1)结构类型及其系列尺寸 滑块式万向接轴能传递的扭矩范围较广， 一般为50～3000kN·m。滑块式万向接轴是由轧 辊端扁头1、带叉头的接轴3、传动端扁头2、 衬瓦4以及中间具有方形或圆形的销轴 方形或圆形的销轴5组成 方形或圆形的销轴 (图7-13) 。
图7-17是闭式铰链结构图。在此叉头径向 镗孔中没有凹槽，小方轴则用圆销轴代替，圆 销轴贯穿叉头和扁头后，用螺母将其固定。如 将圆销轴拆卸抽出后，扁头和月牙形滑块可从 叉头侧向拆卸。由于有圆销轴贯穿叉头，闭式 铰链的叉头断面有较大的削弱。
滑块式万向接轴的主要结构尺寸是 叉头直径D，它取决于磨削后的轧辊直径。 叉头直径D一般要比轧辊最小直径小5～ 15mm，或为轧辊名义直径的85％～95％。 传动端的叉头直径可比轧辊端叉头直径 稍大些，以保证过载时齿轮轴端不致破 坏。
§7.2.4 梅花接轴 在轧辊调整量不大的型钢轧机上，为了换 辊方便，通常用梅花接轴联接各工作机座间的 轧辊以及联接齿轮座出轴与第一架工作机座的 轧辊。在某些型钢轧机上，为了有利于齿轮座 的维护，齿轮座与工作机座间的联接，采用了 联合接轴。联合接轴与轧辊联接的一端为梅花 联合接轴与轧辊联接的一端为梅花 轴头，与齿轮座联接的一端为万向铰链。 轴头，与齿轮座联接的一端为万向铰链