第九组短应力线轧机结构分析
短应力线轧机整体刚度分析与评价
图 10 轴向串动力作用下耦合模型的轴向位移
图 11 轴向串动力作用下轴承座的轴向位移
以轴承孔的中截面的轴向变形为评价标准，在不计轧制力对轴向位移的影响情况下，轧
机在轴向上的刚度系数为：
Cy=132000N/0.02616mm=5045.87kN/mm
3.3 纵向（z 向）刚度计算
纵向指沿轧件进给方向。轧件在轧制过程中，一方面在轧制力方向发生塑性变形，另一 方面往前进给。在与轧辊接触位置产生摩擦力，由摩擦力产生的力矩与轧制力矩平衡，同时
所示。
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图 12 进给力作用下的耦合模型 z 向变形分布
图 13 进给力作用下的轧辊轴线 z 向变形分布
轧机在进给方向上的刚度系数为：Cz=Fz/fz=4524.52kN/mm
4 结论
(1) 本文用经验公式和有限法分别计算了大型短应力线轧机的承载件和整机的刚度，因 而对优化轧机的各承载件（如辊系、拉杆）提供了参照。
3.1 径向刚度计算
径向刚度指在轧制力方向上产生单位变形所需轧制力的大小，径向刚度是影响辊缝的主 要表征指标[4]。通过分析计算得到的短应力线轧机的径向弯曲变形如图 4 所示，在轧制作 用下轧辊轴线的弯曲变形曲线如图 5 所示。
图 4 轧制力作用下的模型 x 向弯曲变形分布
图 5 轧制作用下轧辊轴线挠曲变形
由于短应力线轧机的轴承采用四列架圆柱滚子轴承，属于多物体的接触问题[9]。由 Hertz 接触理论得出：
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⎡ ⎢0.637 ⎢
⎡⎢⎣λ1
⎛ ⎝⎜
ln
2R1 b
+
0.407
⎞ ⎠⎟
+
短应力线轧机(课堂PPT)
材料四班
1号：李丹阳 2号：李迎馨 4号：李栋格
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短应力线轧机介绍
所谓短应力线轧机是指 应力回线缩短了的轧机。 这里所说的应力回线是轧 机在轧制力的作用下机座 等各受力件的单位内力所 连成的闭合环线,简称应力 线,受力件的弹性变形量又 与其长度成正比,因此缩短 应力回线的长度，就能减 小轧机的弹性变形,提高机 座的刚度。
轴向固定 轴承座轴向定位机构主要功能是在保证轴承座能摆动自位轴承受力的 前提下,通过对轴承座的轴向定位,控制轧辊在轧制过程中的轴向窜动。 长方柱通过螺钉与固定支座相连，轴向固定端轴承座通过两边两对球 面垫与长方柱压靠固定，轧辊通过推力轴承和轴承座端向固定。 轴向力主要又长方柱承受。
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六、新式短应力线轧机轴向固定和调整原理
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三、短应力线轧机径向调整原理
由一套蜗轮蜗杆带动立柱旋转 实现辊缝调整，即蜗轮与一 个长蜗杆相啮合，每个蜗轮 又与辊系一个立柱以键相联 接，蜗杆轴上安装有内齿圈 和外齿轴套两个齿形离合器， 可以同时压下，也可以单侧 压下，选用齿形为花键的牙 嵌离合器，这种齿形可以传 递较大的力矩且容易啮合。 压下机构调整完毕后，蜗轮 蜗杆传动机构能自锁
注：轴承座安装时在固定支座和轴承座之间放置 四个等高垫以保证轧辊两端水平。
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十、短应力线轧机的易损零件
轧辊、四列滚动轴承、推力轴承、平衡弹簧、耐 磨滑板、球面垫、平衡螺母、压下螺母、套筒等
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十一、新旧短应力线轧机对比
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新式轧机平 衡机构采用 液压
旧式轧机平 衡靠平衡弹 簧调节
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旧式轧机径 向调节结构 采用手轮调 节
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新式短应力线轧机的平衡
新式短应力线轧机使用 弹性阻尼体代替弹簧， 可以做到吸震和缓冲的 作用；没有采用液压缸， 消除了使用液压缸平衡 方式产生的泄漏、失效 现象。但是长期使用会 产生老化失效。
短应力线轧机的发展状况分析
2)轧辊轴承的寿命计算 Lh = 16670 /n % (C / P ) 10 / 3( n 轴承转速, C 基本额定动负荷计算值, P 当量动负荷 )。
3) 根据轧机轴承座的受力简图 9可知, 作用 在轴承座上的负载是通过滚动体由轴承 内圈传 向轴承外圈, 再由外圈传向轴承座。由于轴承外 圈和轴承座之间是紧配合, 因此轴承滚子传递到 轴承外圈的力可以看做是传到轴承座孔上的力, 这个力的分布规律可根据轴承载荷分布 规律来 确定, 滚动轴承中的载荷分布规律如图 10所示。
关键词 短应力线 轧机 轴承座自适应 平衡装置 球面 高刚度
中图分类号 TG 333
文献标识码 B
Analysis about D evelopm ent Situation of Short Stress Path R ollingM ill
Zhao Y ingbiao F eng G uangw ei
4 系统的参数化计算方法 4. 1 轧辊的校核
轧辊包含辊身、辊径及扁头三部分, 将轧辊 简化为简支梁计算, 轧制压 力简化为集中 载荷, 辊径的强度按弯曲和扭转合成应力计算。
表 1 机型对比
参数
国外机型 1
国外机型 2
国外机型 3
Cer i
开口度范围
消除受力应变
平衡装置 消除拉杆螺纹间隙 支撑与机座接触面距
高产优质低耗, 在中国, 现代化的小型棒 材及线 材轧钢车间普遍采用了先进的短应力线轧机, 它 具有刚度大产品精度高、设备重量轻, 操作简单, 工作可靠等特点, 已成为目前世界小型轧机使用 最多的一种主导机型。
短应力线轧机 PPT
可以互相讨论下，但要小声点
•9
新式短应力线轧机的平衡
新式短应力线轧机使用 弹性阻尼体代替弹簧， 可以做到吸震和缓冲的 作用；没有采用液压缸， 消除了使用液压缸平衡 方式产生的泄漏、失效 现象。但是长期使用会 产生老化失效。
五、轧制力经过的零件
轧辊→轴承→轴承座 →球面垫→压下螺母 →压下螺丝→机架
严重。 ★轴承座轴向震动：长方柱与轴承座固定螺钉松动。
★压下螺母与立柱台肩未抵紧。这是由于压下螺母的定 位销位置不对造成的。
六、新式短应力线轧机轴向固定和调整原理
• 1 轴向固定 新式短应力线轧机无长方柱，轴向固定采用压下立柱与轴承座的紧密配合。 压下立柱上有轴向固定套，与轴承座间隙很小，防止轴承座的轴向运动；轧辊通
过推力轴承和轴承座端向固定。 轴向力由立柱承受，立柱尺寸较大。 • 2轴向调整 直接通过扳手拧蜗杆，带动轴端的齿圈转动，其余同旧轧机。
短应力轧机
材料四班
1号：李丹阳 2号：李迎馨 4号：李栋格
短应力线轧机介绍
所谓短应力线轧机是指 应力回线缩短了的轧机。 这里所说的应力回线是轧 机在轧制力的作用下机座 等各受力件的单位内力所 连成的闭合环线,简称应力 线,受力件的弹性变形量又 与其长度成正比,因此缩短 应力回线的长度，就能减 小轧机的弹性变形,提高机 座的刚度。
七、叙述本轧机轧辊轴承座自动调位原理
在轧辊弯曲时，通过 球面垫来事轴承座跟着 轧辊一起弯曲摆动，减 少轴承烧损。通过压下 螺母下有一个球面垫、 长方柱与轴承座之间有 一个球面垫、固定轴承 座与长方柱的螺母为球 面的来实现自动调位(由 于三者摆动球心不同， 所以只能减轻不能消除)
短应力线轧机
-
十二、短应力线轧机轴承座不规则运动方式 及原因
★轴承座上下震动： 1、平衡弹簧断裂或者疲劳失效（单边轴承座震动） 2、支座与轴承座连接不紧，即“腰没夹紧”（上下轴
承座一起震动） ★轴承座前后震动：支座与轴承座之间的耐磨铜板磨损
严重。 ★轴承座轴向震动：长方柱与轴承座固定螺钉松动。
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三、短应力线轧机径向调整原理
由一套蜗轮蜗杆带动立柱旋转 实现辊缝调整，即蜗轮与一 个长蜗杆相啮合，每个蜗轮 又与辊系一个立柱以键相联 接，蜗杆轴上安装有内齿圈 和外齿轴套两个齿形离合器， 可以同时压下，也可以单侧 压下，选用齿形为花键的牙 嵌离合器，这种齿形可以传 递较大的力矩且容易啮合。 压下机构调整完毕后，蜗轮 蜗杆传动机构能自锁
短应力线轧机缺点
轴向固定调整和轴承座自位机构相互干涉影响，即降低了轴向刚度，容易造成窜辊。 由于压下螺母受力较大，且更换不方便，如有损坏，需要将整套辊组及蜗轮箱等全部拆装。
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三、短应力线轧机径向调整原理
径向调整其实就是轧机的压 下，旧式短应力线轧机采用 手动压下，通过手轮带动蜗 轮蜗杆转动，来带动压下立 柱转动，立柱只转不动，压 下螺母与压下立柱螺纹配合， 通过压下螺母的轴向约束， 达到压下螺母的上下运动， 压下螺母压在球面垫上，进 而将力传递到轴承座上；轴 承座的上下移动带动轧辊上 下移动，从而达到调成辊缝 的目的。
短应力轧机
材料四班
1号：李丹阳 2号：李迎馨 4号：李栋格
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短应力线轧机介绍
所谓短应力线轧机是指 应力回线缩短了的轧机。 这里所说的应力回线是轧 机在轧制力的作用下机座 等各受力件的单位内力所 连成的闭合环线,简称应力 线,受力件的弹性变形量又 与其长度成正比,因此缩短 应力回线的长度，就能减 小轧机的弹性变形,提高机 座的刚度。
短应力线轧机机械结构分析
短应力线轧机机械结构分析何永清【摘要】分析了短应力线轧机的机械结构特点.【期刊名称】《现代冶金》【年(卷),期】2012(040)004【总页数】3页(P4-6)【关键词】短应力线轧机;轧机机芯;轴向定位;减速齿轮箱【作者】何永清【作者单位】宝钢苏冶重工有限公司,江苏苏州215151【正文语种】中文【中图分类】TG333.6+2引言短应力线轧机又称高刚度轧机、红圈轧机。
作为二辊热轧机,其舍弃了沿用轧机上部压下轴承座的二侧牌坊式机架结构,改为二侧各用二根正反旋向的螺杆拉紧上、下轴承座的结构,在保证轧机足够刚度的前提下,取消了二侧牌坊,使整机结构更为简捷,同时在此基础上实现了轧制线恒定、轧辊离线更换等高速、连续轧制的要求。
短应力线轧机由驱动部分和轧机部分组成,统称为轧机机列。
驱动部分包含调速电机和底座、联轴器和减速齿轮箱。
轧机部分包含轧机底座、接轴和接轴托架、轧机机芯和辊缝调节装置(俗称“压下装置”)。
驱动部分和轧机部分的安装连接形式稍作变化可形成立式和水平二种轧制方式,增加回转架即可实现立式和水平二种轧制方式的转换,成为平立转换轧机。
1 拉杆、螺母与其间隙消除结构拉杆、螺母与其间隙消除结构的主要功能是减小轧制中进、出钢时的弹跳现象。
目前常见的结构有液压缸撑开上下轴承座,同时消除拉杆螺母间隙;弹性阻尼体撑开上下轴承座,同时消除拉杆螺母间隙;碟簧撑开拉杆的主辅螺母消除间隙,同时撑开上下轴承座;弹簧(弹性阻尼体)压紧拉杆的主辅螺母消除间隙,同时撑开上下轴承座等 4种。
1.1 液压缸撑开方式液压缸撑开方式如图 1所示,拉杆受到较大预拉应力,轧辊辊面直径变化时撑开力保持不变。
但在轧制时拉杆的拉应力因之叠加,提高了对拉杆的刚度要求。
液压缸撑开方式的主要缺陷是由于使用状况恶劣造成的泄漏、失效。
图1 液压缸撑开方式示意图1.2 弹性阻尼体撑开方式弹性阻尼体撑开方式如图 2所示,消除了使用液压缸撑开方式产生的泄漏、失效现象。
短应力线轧机机架结构的改进及优化
DOI：10.3969/j.issn.l006-110X.2020.05.019短应力线轧机机架结构的改进及优化李辉,李树杰(天津钢铁集团有限公司，天津3003011［摘要］天津钢铁集团有限公司棒材厂的轧机全部采用短应力线轧机，在棒材轧制过程中，由于受钢坯的冲击、减速机输岀轴等因素的影响,造成轧机机架与拉杆接触部位铜套的紧固螺丝经常发生切断。
螺丝的切断往往导致机架铜套脱落,从而引发轧机在轧制过程中失去工作精度，造成轧制事故。
本文通过对轧制过程中可能导致该现象的原因进行分析，并结合现场对机架与拉杆相结合部位铜套的结构进行了改造，对该问题提岀解决方法。
［关键词］机架4精度4改造4事故Improvement and optimization of the f$+mestructure of the short stress line rolling millLI Hui and LI Shu-jie(Tianjin Iron and Steel Gronp Company LimiteP,TIANJIN300301)Abstract The rolling mill of Tianjin Iron and Steel Group Co.,Ltd.^s bar mill uses a short stress line mill.During the bar rolling process,due to the impact of the billet and the output shaft of the reducer, causes the mill stand and the pull rod contact position copper sleeve fastening screw to occur often the root to cut.Undercutting of screws often causes the copper bushing of the stand to fall off,which causes the rolling mill to lose its working accuracy during the rolling process,causes rolling accidents.This article analyzes the reasons that may cause this phenomenon during the rolling process,and combined with the field,the structure of the copper sleeve in the joint part of the frame and the pull rod is modified,on the spot to propose a solution to this problem.Key words frame,accuracy,transform,accidentg M -# 0 CM0 CM 0引言棒材厂轧机是用来将钢坯轧制成规定尺寸的圆钢或螺纹钢筋的专属设备。
短应力线轧机的结构特点分析
山西机械 ＳＨＡＮⅪ ＭＡＣＨＩＮＥＲＶ
Ｎｏ．１ Ｍａｒ．
文章编号ｚｌ００８—８３４２（２００３）Ｏ卜００１３·０２
短应力线轧机的结构特点分析
高晋芳
（太原矿山机器集哥有限公司设计院，山西
太原０３０００９）
摘要。介绍了短应力线轧机的结构特点和性能．它具有轧｛｝｛精度高、重量轻、废品少、见效快的特点ｔ受到轧钢厂
由于缩短了应力回线，提高了轧机的刚度，从而获 得了高精度产品；设计紧凑，体积小，重量轻，简化了装 配，减少了大量的基础工作；在轧制期间更换辊环时， 导卫装置保持在原有位置．不需要更新移动；轧辊辊缝 对称调整，保证了轧制线固定不变，因而，延长了导卫 装置的寿命。 ３需要解决的问题
（１）短应力线轧机都备有二套以上的辊组，换辊 是将旧辊组取下，换新辊组，所需的备件多，包括轧辊、 轴承座、拉杆、蜗轮箱、蜗杆等，相对增加成本。
丁轧制线固定不变，从而，使导卫装置的调整、安装、维 护都很方便，减少了操作事故和工艺事故，提高了成材 率和作业率。 １．６轧辊平衡装置
由于轴承座及上轧辊的自重使拉杆螺丝与压下螺 母之间产生间隙。此间隙若不消除，则轧钢时将在间隙 处产生冲击，影响整个机座的刚度，因此必须采用平衡 装置来平衡上轴承座和上轧辊的重量以消除间隙。 ２与普通牌坊式轧机相比短应力线轧机的优点
当轴向调整轴承座或安装误差使拉杆被迫歪斜球面垫允许拉杆有一个小范围的摆动以减小轴承的边缘负荷提高轴承寿命球面垫要满足硬度和表面耐磨性的要求故球面垫材料选用40crnim114辊缝调整机构辊缝调整机构用于调整辊缝的大由于调整行程比较小且不需要经常调整所以采用手动或液压马达压下该装置采用大传动比的蜗轮蜗杆减速因此省为辊缝调整机构原理图由一套蜗轮蜗杆带动拉杆旋转实现辊缝调整即四个蜗轮与一个长蜗杆相啮合每个蜗轮又与辊系一个拉杆以键相联接蜗杆轴上安装有内齿圈和外齿轴套两个齿形离可以同时压下也可以单侧压下选用齿形为花键的牙嵌离合器这种齿形可以传递较大的力矩且容易啮合
棒线材短应力线精轧机刚度的分析与研究
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１ 短应 力线 轧机 的 刚度 定 义
其 中 ： 机 座 的 弹性 变 形 ，１ ｉ 轧 辊 弹跳 ｉ 除 轧 Ａ＝ １／２ Ｅ・ ＝ ．４ ｍ ［１ 一 Ｉ１ ￣ 一 Ｒ・ （ ・ Ｆ ）００ ３ ｍ。 ２
的拉 伸 变形 和 弯 曲零件 弯 曲变形 之 和 。 在 中 、 型轧 机 上 ， 少 的有 效措 施 是 缩 短辊 身长 小 减
Ｂ Ｆ型 ， ０ 短 应 力线 轧 机 在 轧制 过 程 中， 最终成品的质量和精度影响最大 ， 对 因此 ＋ ０ ３０
螺 母 的 啮合 长 度 １ ６ ｍ ３ ７ ｍ；螺 母 的外 径 Ｄ＝ ４ ｍ ＝ ，１４ ｍ；
螺母 的截 面积 Ｆ＝ｒ （ 一 ／＝ ． ｌＩ 螺母 的压缩 变形 ２－・ ｒ ｄ ） ００１Ｈ ４ ；
（ ） 柱 的拉 伸 变形 ２立 拉杆承 受拉 力 约为 ０ 倍 轧 制力 Ｒ ０ Ｐ Ｉ ｘ０Ｎ； ＿ ４ ＝ ． ＝． １ 拉 ４ ６
杆 中性 轴 的长度 １ ５ ０ ｉ；立 柱 直径 螺纹 中径 ｄ ８ ｍｍ； ２ ０ ｒｎ ＝ ａ ＝３
机高 ， 轧出的产 品尺寸精度高 ， 满足 了高端用户的要求 。
当 ＝ ７ ３ ５时 ， 辊 的 弹性 变 形 （ 度 ） 到 最 大 ， 轧 挠 达 ＝
短 应 力线 轧 机 克服 了传 统轧 机 刚度 低 、生产 条件 不 稳定 、 整性 能差 等 缺 陷 。 应力 线 轧机 的刚度 较 传 统轧 凋 短
短应力线结构对机械强度影响分析
短应力线结构对机械强度影响分析摘要：短应力线结构对机械强度的影响受着非常多因素的影响，因此，在开发阶段就应该对其充分剖析。
本文就针对短应力线结构来分析，通过比较具体的轧机来分析当前其对机械的强度，从而更加合理地分析出短应力线结构到底对机械强度有着那些影响。
因此，着重对立柱斜楔孔的斜度与强度的影响作为分析的重点，逐一分析出其他几种因素对强度的影响，比如结构形式、连接方式的变化都会对机械强度产生一定的影响，以及如何才能避免这些影响导致机械强度不足则是设计师们以后研究的方向。
同时本文也为工业机械发展中机械的制作提出了短应力线结构这一看法，以期能够从不同角度来分析机械强度并做好相关的理论依据，这也填补了当前改领域的空白。
关键词：短应力线结构；机械强度；斜楔孔斜度1.立柱斜楔孔的斜度与强度的影响一个机械如果能够达到正常的运转，其中机架的作用是不容小觑的，它不仅需要足够的精度，还需要一定的强度。
短应力线轧机主要结构包括辊系，压下装置，轴向整装置，机架和导卫装置等。
我们从短应力线轧机机架的分析上来看，强度的作用力在于立柱斜楔孔的倾斜程度上。
以短应力线轧机机构受力情况分析（如图1-1）可以得出结果。
1为上轴承座，2为机架立柱，3为上轧辊，4为机架下横梁，5为下轧辊，6为下轴承座。
从各个作用力的分析上来看，垂直力R 对通过斜楔面来达到对作用面也就是立柱产生的不同方向的作用力F。
5也就是下辊轴承座在垂直力R的作用下产生的力可以使得立柱的上部会沿着窗口靠近。
从侧面来看，T作为立柱和上辊轴承座之间的作用力，其实不固定的，因此需要对其进行求解而得出相应的值。
它的值是由机架立柱挠区和下横梁挠区相加的和来体现轴承座与两立柱间的间隙。
经过卡式定理和材料力学公式可以得出不同的公程式，由材料力学的角度来看，当斜楔对立柱的产生水平分力时，则立柱斜楔孔是为斜楔对立足垂直分力的角度的函数，最后求出T值后，分析出弯矩图的形状，就可以显而易见的发现当立柱的危险断面倾向于斜楔孔时，则说明应力较为集中，断面的可能性较小。
短应力线轧机精品课件
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二辊短应力线轧机总体
辊缝调整装置
拉杆装配 轴向调整装置 轧辊装配 机架 导卫装置
拉杆装配
轧辊装配
辊缝调整 装置
三、万能轧机图纸
立辊及立辊调整装置
万能轧机水平辊辊缝调整装置
拉杆
上轴承座 下轴承座
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9、 人的价值，在招收诱惑的一瞬间被决定 。20.9.2020.9.20Sunday, September 20, 2020
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10、低头要有勇气，抬头要有低气。14:33:2814:33:2814:339/20/2020 2:33:28 PM
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11、人总是珍惜为得到。20.9.2014:33: 2814:3 3Sep-2 020-Se p-20
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12、人乱于心，不宽余请。14:33:2814:33:2814:33Sunday, September 20, 2020
短应力线轧机
本轧机与有牌坊的轧机相比，有什 么特点？
• 短应力线轧机在轧制受力时机体应力圈比 传统牌坊轧机短，轧制时刚度高，弹跳小。 • 1、重量。牌坊轧机本体（含移动底座）要 比短应力线轧机（含移动底座）重40% • 2、整体结构如图
• 3、辊缝间距调整 • 牌坊轧机的下棍由调整垫块高度决定，根 据不同的轧件换不同的垫块，轧制线标高 略有不同，上辊的高度由液压马达驱动， 带动顺序为：蜗轮蜗杆→螺纹副→球面压 块→上辊辊箱。 • 短应力线轧机的辊缝调节是手动压下的， 带动顺序为：蜗轮蜗杆→拉杆左右螺纹副 →球面垫块→铜螺母→上下辊箱。在拉杆 上设计左、右螺纹，分别带动上、下辊箱 以轧制线为基准对称调整。
叙述轧机的同步弹簧平衡原理，如 何调整轧辊平衡力？
• 平衡弹簧上面为端盖，下 面是平衡螺母且通过销钉 与压下螺母联接，压下时 随压下螺母一起向下运动， 从而整体一起向下走，平 衡力不变。平衡装置用于 消除球面垫与轴承座，压 下螺丝与压下螺母、压下 螺母螺纹与立柱螺纹的间 隙，减少过钢冲击。
丝杠上的各个零件的工作原理
丝杠高度上的固定如下图所示，左侧为轧机的局部 图，右侧为图纸的局部
轴肩 推力球轴承 固定支座 铜垫圈 螺纹套筒 销钉 螺纹半环
丝杠上的各个零件的工作原理
• 辊系由四根立柱、两个轴承座、两个轧辊、压下螺母、平 衡弹簧、球面垫等组成，调整辊缝时，转动立柱，其正反 螺纹使压下螺母升降，从而带动轴承座和轧辊的升降，达 到调整辊缝大小的目的。压下螺母上面设有一个平衡螺母 和平衡弹簧，用以消除轴承座与球面垫之间、球面垫与压 下螺母之间、压下螺母的螺纹与立柱的螺纹之间的间隙， 减小过钢时的冲力。压下螺母下面是球面垫，用来保证立 柱和轴承座的铰链连接，以降低轴承受力时的边缘负荷。 轧钢机的径向刚度，就由这个辊系确定。为了保证径向刚 度，装配时一定要消除各接触零件间的间隙。调整螺母的 定位螺栓要严格按要求进行装配。
短应力轧机 文档
工作机的应力回线短的型材轧机．工作机座的应力回线是指轧机受轧制力后，轧机中受力零件弹性变形断面的中性线的联线，应力回线的长度就是轧机中受力零件长度之和。
轧钢机座中各受力零件所产生的弹性变形量与其断面积成正比，与其长度成反比，机座中应力回线越短，所产生的弹性变形量越小，则轧机的刚度(见轧机刚度系数)越大，所轧制产品的精度越高。
缩短轧机应力回线有两个途径：一是改变轧机承载结构的形式，即减少轧钢机座中承载件的数量，如无牌坊(机架)轧机，通过缩短受力零件的长度缩短应力回线；二是改变力的传递路径，如使轧制力不直接作用在牌坊窗口的上方，而使其作用在靠近轧机立柱上，使应力回线缩短。
一般轧机同短应力线轧机应力线的比较如图。
短应力线轧机主要用于改造横列式轧机，研制复二重式短应力线轧机(见复二重短应力线精轧机组)和研究立式短应力线轧机，建在平一立交替布置的连轧生产线上。
短应力线轧机的优点有：(1)轧机的高刚度保证了产品的高精度，容易实现负偏差轧制。
(2)能实现对称调整。
这对于稳定操作，提高作业率，节省检修和更换导卫横梁时间，减少操作事故，避免轧件弯头、冲击、缠辊等工艺事故，提高导卫寿命具有重要意义。
(3)由于轧机改变了力的传递途径、将压下螺丝的集中载荷改变为分散在轴承座两侧的分散载荷，使轴承和轴承座受力情况更好，轴承寿命较普通轧机提高1．5倍以上，从而降低了产品的成本费用。
(4)该种轧机的辊系在换辊前进行预安装并调整好，停车后10min左右即可换好新辊系。
而调好的新辊系轧过一二根钢后即可保证产品合格。
因此，本轧机预调性能好，换辊快，成材率高。
短应力线轧机又称为无牌坊轧机,是一种高刚度轧机,在做为型钢轧机使用时,它不仅应该具有较高的径向刚度,而且还应该具有较高的轴向刚度。
目前国内已经研制出多种型式的短应力线轧机如:GY型,HB 型,CW型,SY型,GW型,DW型等,其中有代表性的有三种, 短应力线轧机又称为无牌坊轧机,是一种高刚度轧机,在做为型钢轧机使用时,它不仅应该具有较高的径向刚度,而且还应该具有较高的轴向刚度。
第九组短应力线轧机结构分析
几种机型参数的简单对比
轧机全貌
轧机特点及参数
（1）工作机座结构特点 刚度高，精度好，承载能力大 设备结构紧凑，重量轻 轴向调整方便，轴向游隙小 上下轧辊同时调整，轧制中心线始终不变，调整方便 换辊快，效率高。当轧机移出轧制线后，用天车直接吊起整套轧机， 换辊时间短，速度快 轧辊轴承采用四列短圆柱轴承，轴承承载能力大，精度高 （2）轧机性能参数 轧机型式：二辊式 机架型式：短应力线轧机 最大轧制力：200～300t
同步弹簧
平衡螺母
平 衡 螺 母
销孔
凹槽
压 下 螺 母
同步弹簧
轧机轴承座不规则振动及防治
1、原因 （1）轴承座与固定支座安装不好 可导致上下两个轴承座沿轧制线方 向整体水平振动。 （2）平衡弹簧断裂或失效可导致 轴承座的一侧上下振动。 （3）压下丝杠与固定支座安装不 当、推力球轴承磨损严重或螺纹套 与固定支座之间的铜垫处间隙过大。
销钉 螺纹半环
丝杠上各个零件工作原理
装配在丝杠上、轴承座内部零件由下至上依次为：球面垫、 压下螺母、平衡螺母、同步弹簧。
球面垫直接压在轴承座上，其与压 下螺母接触面为球面，可一定程度上 减小由轧辊弯曲引起的轴承偏载问题。
压下螺母
压下螺母直接作用于球面垫。压下 螺母外部加工有很深凹槽，位于轴承 座外部的螺柱穿过轴承座作用于凹槽， 保证了丝杠在转动时压下螺母不能转 动而只能上下移动，从而达到使上轴 承座下移、调整辊缝的目的。
短应力线轧机结构分析
—第九组 王继岩、吕鹤威、刘晓策
目录
一、引言 二、轧机特点及参数 三、压下与平衡 四、径向调整 五、轴向调整
六、结构优化及发展趋势
引言
随着现代钢铁科技的发展,为实现棒、线材高产优质低耗,在中国,现代化 的小型棒材及线材轧钢车间普遍采用了先进的短应力线轧机,它具有刚度大、 设备重量轻、操作简单、工作可靠和产品精度高等特点,已成为目前世界轧 机使用最多的一种主导机型。 所谓短应力线轧机是指应力回线缩短了的轧机。这里所说的应力回线是 轧机在轧制力的作用下机座等各受力件的单位内力所连成的闭合环线,简称 应力线,受力件的弹性变形 量又与其长度成正比,因此 缩短应力回线的长度，就 能减小轧机的弹性变形,提 高机座的刚度。 右图中的 a)、b)两图是 普通轧机和短应力线轧机的 应力回线图对比。
探讨短应力线轧机机列设计的问题
探讨短应力线轧机机列设计的问题短应力线轧机广泛应用于国内棒、线及小型型钢轧制生产线上，因其重量轻，投资少，刚度高而受到轧钢厂的青睐。
顾名思义，短应力线轧机因其在轧制受力时机体应力圈比传统牌坊轧机短，轧制时刚度高，变形小。
短应力线轧机于上世纪40年代中期起源于摩伽沙玛公司，国内目前使用最多的两种形式分别是DANIELI机型与POMINI机型，在设计过程中主要注意的问题：1万向接轴的选型；2轧辊装配端部的结构形式；3轧机锁紧缸的型式；4轧机压下形式；5导卫型式。
1、万向接轴的选型万向接轴有很多形式，在冶金行业轧机机列中大多选用鼓型齿式万向接轴和十字轴万向接轴两种。
鼓型齿式万向接轴重量轻，对中性较好，十字头万向接轴重量偏重，传递扭矩大，适合较大轧机机列的使用。
在轧机机列设计时在长度方向上应长短适宜，过长则重量增加对接轴轴承磨损较大，过短则造成万向轴中心线偏角大，缩短万向轴的使用寿命。
设计时必须提出动平衡要求，级别为6.3级，否则现场使用时接轴托架会出现周期摆动现象，导致托架销轴疲劳断裂。
接轴托架主要功能为换辊时托住万向接轴，基本为自对中形式，在轧制过程中不起作用。
摩根牌坊轧机的接轴托架只是起到换辊时托举功能，在轧制时与万向接轴完全脱开。
万向接轴在换辊时必须考虑与轧辊配合部分的自重耷头问题，必须在接轴托架设计防旋转的结构，一般在两侧伸出轴设计键连接。
2、轧辊装配端部的结构形式在万向接轴选型后在轧辊装配的端部结构问题，由于鼓型齿式万向接轴和十字轴万向接轴结构的不同，要求在装配中有所区别，轧辊上下辊缝由于要对齐，上辊一般轴向有3～5mm调整余量，鼓性齿式万向接轴端部有伸缩量，要求顶紧配合，而十字轴式万向接轴（轴端没有伸缩余量）则要求与端部留有10mm左右的间隙。
两者要求轧辊装配的端部有所区别，鼓型齿式万向接轴端部顶紧时所有零部件之间端面没有间隙，最终受力零部件为轴承内圈，不得有轴向窜动，各零部件与轧辊轴颈之间为过渡配合。
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6、防轴窜系统：轴承座与长方柱侧面约束，轴向弧面接触，使 轴承座自适应；长方柱与固定支座稳定约束；紧固螺栓提供预 紧力；轴承座与螺母、弧面间隙的控制，从结构上保证轴窜量 最小。
以下是Ceri公司针对生产高精端产品，轧机结构优化后短应力 线轧机的简介： 1、与轧钢工艺结合，提供最合理的辊径范围及辊身长度，配置 最优的孔型。
2、丝杠直径加大，间距减小，增加轧机刚度。
3、采用弹性胶体平衡装置，消除径向螺纹间隙；合理、稳定的 变形曲线，增加轧机径向刚度。 （弹性胶体就是在外力作用下发生形变，当外力撤消后能恢复 原来大小和形状的分散质粒子直径在1nm～100nm之间的分散系）
销钉 螺纹半环
丝杠上各个零件工作原理
装配在丝杠上、轴承座内部零件由下至上依次为：球面垫、 压下螺母、平衡螺母、同步弹簧。
球面垫直接压在轴承座上，其与压 下螺母接触面为球面，可一定程度上 减小由轧辊弯曲引起的轴承偏载问题。
压下螺母
压下螺母直接作用于球面垫。压下 螺母外部加工有很深凹槽，位于轴承 座外部的螺柱穿过轴承座作用于凹槽， 保证了丝杠在转动时压下螺母不能转 动而只能上下移动，从而达到使上轴 承座下移、调整辊缝的目的。
的同步弹簧，及
（3）装配在丝杠上的轴承和铜垫为易损零件，应定期检查其工作是 否可靠，及时处理。 （4）调整好主机列中各个连接轴线的水平线高度，尽量保证接轴的 倾斜角度不超过接轴的许用角度或者选用动平衡合乎要求的接轴。
径向调整
手轮有大小两个， 其两根轴为空套关系。 位于上面两个轴承座 中间位臵是离合器， 沿轧辊轴向推动小手 轮可以控制离合器与 左面部分嵌合或分离。 由此，便可作到对辊 缝的两端同时调整或 一端单独调整。
（2）轴向调整机构防松效果不好，轴向调整套筒回松。 （3）轧机侧面、轴向顶在长方柱上的紧定螺钉回松，但其可能性较小。
2、轴向窜动防止措施 （1）保证轧辊轴承装配系统各零部件加工精度，安装质量； 尤其注意轧辊辊颈的圆弧尺寸，各阶梯距离。
（2）定检维修制度，定期检查轴承、挡圈等易损零件是否 需要更换，避免因轧辊窜动引起产品质量问题。
调整原理 该短应力线轧机 的轴向调整是齿 圈齿套式。 通过旋转带有外 螺纹的齿套，借 助轴承座端盖的 内螺纹使推力轴 承外环轴向运动， 从而通过推力轴 承的滚动体推动 轴承内环及轧辊 轴向运动。
四列短圆柱轴承
齿圈
齿套
固定方式
长方柱通过螺钉 与固定支座相连， 轴向固定端轴承座 通过两边两对球面 垫与长方柱压靠固 定，轧辊通过推力 轴承和轴承座端向 固定。 球面垫可一定程 度上减小因轧辊弯 曲引起的轴承偏载 问题。
7、 辊系，拉杆系等的密封采用双重或多重密封。 8、机芯整体更换，保证作业率；拆辊间快速换辊及线外装 配，保证轧机装配精度。
短应力线轧机结构分析
—第九组 王继岩、吕鹤威、刘晓策
目录
一、引言 二、轧机特点及参数 三、压下与平衡 四、径向调整 五、轴向调整
六、结构优化及发展趋势
引言
随着现代钢铁科技的发展,为实现棒、线材高产优质低耗,在中国,现代化 的小型棒材及线材轧钢车间普遍采用了先进的短应力线轧机,它具有刚度大、 设备重量轻、操作简单、工作可靠和产品精度高等特点,已成为目前世界轧 机使用最多的一种主导机型。 所谓短应力线轧机是指应力回线缩短了的轧机。这里所说的应力回线是 轧机在轧制力的作用下机座等各受力件的单位内力所连成的闭合环线,简称 应力线,受力件的弹性变形 量又与其长度成正比,因此 缩短应力回线的长度，就 能减小轧机的弹性变形,提 高机座的刚度。 右图中的 a)、b)两图是 普通轧机和短应力线轧机的 应力回线图对比。
离合器
大手轮
小手轮
蜗轮
蜗杆
径向调整装臵的主要 部分是一个蜗轮箱。 蜗轮与两根用牙嵌离 合器连接的蜗杆啮合， 四个中间齿轮通过花 键套与四根丝杠相连。
齿轮2与齿轮3只是将 来自蜗轮蜗杆的运动 传至齿轮1与齿轮 4，齿轮1和齿轮4与立 柱的装配则依赖立销 来固定。
齿轮1
齿轮2
齿轮3
齿轮4
轴向调整
推力轴承
球面垫
平衡螺母由销使其与压下螺母连接，由于压下螺母不能转动，保证了平 衡螺母也只能随压下螺母上下移动 。如果去掉平衡螺母，弹簧直接作用于 压下螺母，由于平衡力较大，故压下螺母与丝杠之间会存在上间隙，这样会 直接导致轧机工作时轧辊上下的窜动。 同步弹簧位于平衡螺母与 轴承端盖之间。其原理是:弹 簧的平衡力作用于轴承端盖， 抬起轴承座整个重量，力由 轴承座下部向上传至球面垫、 压下螺母，使压下螺母与丝 杠之间为下间隙，减小了因 间隙存在而引起的轧机工作 时轧辊上下窜动问题；另外， 由于平衡螺母、压下螺母均 与轴承座同时运动，故弹簧 长度始终不变。
压下与平衡
该短应力线轧机调整辊缝时可对上下轧辊同时调整，其核 心为四根丝杠。轧辊两端各有两根，两根丝杠位于轧辊辊颈 前后两侧，同时穿过上下两个 轴承座。 以其中一根为例，如图：
丝杠 上轴承座 固定支座 下轴承座
丝杠高度方向上的固定
丝杠由手轮等一系列传动机构传动，丝杠在上下两个轴承座中只能 转动而不能上下移动，由位于上下两个轴承座之间的固定支座保证丝杠 在高度方向上固定。 丝杠中部轴肩卡在固定 支座上，保证丝杠不下移， 推力球轴承在丝杠转动时 使滑动摩擦变为滚动摩擦， 防止轴肩与固定支座直接 摩擦，保护丝杠和固定支 座这两个重要部件。 轴承应定期检查，防止 轴肩与轴承座之间产生间 隙，从而导致丝杠在高度 方向上窜动。
（3）定期检查辊系与相关链接是否牢固，如相关螺栓、螺 钉等。
结构优化及发展趋势
目前，短应力线轧机作为小型轧机的主导机型，广泛应用于棒 材、线材和型钢生产线，对提高产品性能和产品精度起到了举 足轻重的作用。
但是，对于生产高精度圆钢、合金钢等高精端产品，普通短应 力线轧机的刚度、轴向窜动、密封等结构还需进一步优化。
轴肩
推力球轴承
固定支座
固定支座下方，位于丝杠中部由螺纹半环卡住丝杠，两者由键连接；螺 纹半环由其外部螺纹与螺纹套筒连接，并有一销钉穿过螺纹半环和螺纹套 筒，使两者同步转动，其结果是，螺纹半环和螺纹套筒与丝杠同步转动， 限制了螺纹套筒的上下窜动。
固定支座 铜垫 螺纹套筒
位于螺纹套筒上部、固 定支座的下部有一铜垫， 其避免了丝杠在转动时螺 纹套筒与固定支座的直接 摩擦，而铜垫则成为易损 零件。 铜垫应定期检查，防止 铜垫因严重磨损与固定支 座、铜垫与螺纹套筒之间 存在间隙，导致丝杠在高 度方向上窜动。
轴承
（4）接轴的甩动过大。在速度较 高的情况下，由于接轴的甩动造成 轧机轴承座的振动。这是由于接轴 倾角过大和接轴的动平衡不合乎要 求。
铜垫
2、防止措施 （1）确保四个轴承座的相对位臵，按要求 换安装在固定支座内的侧滑板，以 的配合符合要求。
侧滑板
修磨或更 保证其与轴承座间
（2）定期检查安装在轴承座内部 时更换，防止事故产生。
球面垫 球面垫位臵
固定支座
长方柱
轧辊轴向窜动及其防治
1、轴向窜动原因
（1）轧辊轴承装配系统的加工和装配质量是影响轧辊轴向窜动的直接因素。 外装配线A上薄弱环节是推力球轴承，轴承经长时间磨损到一定程度后就会 产生轧辊轴向窜动；在内装配线B上，当辊颈弧面或挡圈12加工精度不合格， 形成两者在圆弧以外部位产生间隙或周期性摆动。
同步弹簧
平衡螺母
平 衡 螺 母
销孔
凹槽
压 下 螺 母
同步弹簧
轧机轴承座不规则振动及防治
1、原因 （1）轴承座与固定支座安装不好 可导致上下两个轴承座沿轧制线方 向整体水平振动。 （2）平衡弹簧断裂或失效可导致 轴承座的一侧上下振动。 （3）压下丝杠与固定支座安装不 当、推力球轴承磨损严重或螺纹套 与固定支座之间的铜垫处间隙过大。
几种机型参数的简单对比
轧机全貌
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ 轧机特点及参数
（1）工作机座结构特点 刚度高，精度好，承载能力大 设备结构紧凑，重量轻 轴向调整方便，轴向游隙小 上下轧辊同时调整，轧制中心线始终不变，调整方便 换辊快，效率高。当轧机移出轧制线后，用天车直接吊起整套轧机， 换辊时间短，速度快 轧辊轴承采用四列短圆柱轴承，轴承承载能力大，精度高 （2）轧机性能参数 轧机型式：二辊式 机架型式：短应力线轧机 最大轧制力：200～300t