中厚板轧机设计参考资料

第 2 章 3500 四辊可逆轧机结构和技术
查手册得活塞杆的许用压力[σ]=72 MPa
d=
4G′
π [σ ]
=
4 × 3.5 ×107 =786.7 mm π × 72
(5-9)
由于本轧机的轧制压力比较大，故加大活塞杆的直径，取为 d=1100 mm
机架分为闭式和开式两种。其形式见图 2-2，开式机架由机架本体和上 盖两部分组成。主要用在横列式型钢轧机上其优点是换辊方便（只要拆下 上盖就可以很方便的将轧辊从上面吊走和装入）主要缺点是刚度差。闭式 机架是一个整体框架，具有较高的强度和刚度。主要用于轧制力较大的初 轧机和板坯轧机和板带轧机。换辊时，轧辊沿其轴线方向从机架窗口抽出
由此得
第 2 章 3500 四辊可逆轧机结构和技术
d1= 4 × 3.5 ×107
=536.2 mm
3.14 ×155 ×106
由于压下螺丝和轧辊辊径承受同样大小的轧制力，故二者之间有一定
的比例关系，即
式中，
d1=（0.55～0.62）d g d——压下螺纹的外径；
(5-2)
d g ——辊径直径。 对四辊轧机应是支承辊辊颈直径， d g =1370 mm
轧件的出口厚度：6～50 mm
轧件的成品宽度：3200 mm
最大轧制压力：7000 T（即工程轧制压力）
轧制速度：0～2.75～6.6 m/s
3．轧辊尺寸：
工作辊（D1）：φ1050/φ950×3500 mm；
支承辊（D2）：φ2100/φ1900×3400 mm；
4．压下参数
压下螺丝直径：φ680 mm
=1050 mm
(5-5)
压下螺母螺纹内径为
D1=d-1.5t=680-1.5×40=620 mm
(5-6)
螺纹升角为
α＝ t ＝ 40 ＝1.073 o πd π × 680
螺纹中径为
d2=d-1.5t/2=680-1.5×40/2=650 mm
(5-7)
⒊ 液压压下微调液压缸的设计
根据《机械设计手册》（化学工业出版社，第三版）第 4 章上有关公式
d=（0.55～0.62）×1370=(660～744) mm
故取 d= 680 mm
对钢板轧机,压下螺丝的螺距 t=(0.025～0.050)d
(5-3)
=(17.75～35.5) mm
为实现快速压下取
t=40mm
压下螺丝小径为
d1=680-1.735534×40=640.6 mm＞536.2 mm
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和装入。 轨座的作用是轧钢机机架安装在轨座上，轨座固定在地基上。轨座又
图 2-2 机架的结构形式
称地脚板，他要保证工作机座的安装尺寸精度，并承受工作机座的重量和
倾翻力矩。在两轨座之间一般用钢性较好的铸造横梁或撑管用螺栓把它们
连接在一起。在钢板轧机上，工作机座轴向位置不需要调整，换辊时不需
要拆卸整个机座。为了简化轨座加工，把轨座与机架地脚接触处做成矩形
断面，其内侧是垂直的。为了便于安装固定螺栓的螺母。轨座侧面开有相
应的窗口。
螺栓直径 d≈0.1D+（5～10）mm （D<500mm）
（2-1）
d≈0.08D+10mm
(D>500mm)
（2-2）
2.5 压下装置的选择
轧机的压下装置，也称上辊调整机构。它用以调整上轧辊的位置，保 证给定每道的压下量。多数轧机是固定下辊，使上辊逐渐下降来调整辊缝， 所以称为压下装置。通过抬起下辊来调整辊缝的装置称为压上装置，原理 与压下装置相同。压上装置主要用于当辊径发生变化时进行轧制线的调整。 有写轧机不设压上装置，而用平板垫片来调整轧制线。
主电机额定功率 2*7000kw
主电机转速
0~50~120r/min
1．结构参数：
机架总体高度：13245 mm
机架窗口高度：9045 mm
机架窗口宽度：2230/2240 mm
机架立柱断面尺寸：1050×950 mm
2．技术特征：
轧件材质：Q235 等碳钢及部分合金钢
轧件的入口厚度：h0≤280 mm
螺距：40 mm
压下螺母外径：φ1050 mm
压下微调液压缸：φ1840×40 mm
最大弯辊力：200 T
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2.2 3500 四辊可逆轧机的基本组成
四辊可逆式机座是目前厚板轧机工作机座的主要机型。四辊中厚板轧 机由于其刚度高，可采用大直径的支撑辊，减轻轧制时工作辊的变形，所 以道次压下量大，轧制效率高。近年来，在四辊轧机上又增加了厚度自动 控制和弯辊装置，进一步提高钢板的厚度精度和板形精度。四辊轧机骸适 于各种类型的控制轧制工艺，生产高质量中厚钢板。目前，无论在国外还 是国内，四辊轧机已经成为生产中厚板的主要机型。它的工作机座一般包 括下列几个组成部分见
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第 2 章 3500mm 四辊可逆式轧机结构和技术
2.1 3500mm 四辊可逆式轧机的主要参数
最大轧制力
74000kN
最大轧制力矩 2*3070kN*m
轧制速度
0~2.75~6.6m/s
轧机刚度
10000kN/m
最大开口度
350mm（新辊）/550（旧辊）
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压下螺丝的基本参数是螺纹部分的外径 d 和螺距 t。 压下螺丝直径由最大轧制压力决定。由于压下螺丝的细长比很小，其 纵向弯曲可忽略不计。 压下螺丝最小断面直径 d1，由下式决定：
d1= 4P πRd
(5-1)
式中 Rd ——为压下螺丝许用应力。本轧机压下螺丝材料为 42CrMo， σ s =930 MPa，取安全系数 n=6，其许用应力为 Rd =155 MPa，作用 在单个压下螺丝上的最大轧制力 P=3.5×107 N
与电动压下装置相比，液压压下装置具有响应速度快的特点，但不适 用于长距离移动。另外，液压压下装置制造精度和操作、维修要求较高， 技术上比较复杂，对油液的污染很敏感。 c.双压下调整装置(即电动压下与液压压下共存)
现代化的板带材产品机座的压下装置,要求具备长调和短调两个装置. 长调是用于大辊缝调节的,而短调是在轧制过程中对辊缝进行微量调整与 校正用的.点螺纹副与液压缸双压下装置的组合,可满足长调节要控制系统 是:辊缝控制系统、轧制速度控制系统、带钢张力控制系统。 d.轧辊回松装置
计算平衡缸的部分参数。已知参数为：液压缸的工作压力 P=25MPa，单个液
压缸承受的轧制力为 G′ =3.5×107 。
（1） 油缸内径 D 的确定
源自文库
D= 4G′ = 4 × 3.5 ×107 =1335.1 mm
πp
π × 25
(5-8)
圆整后取为 1340 mm，以增大其承载能力。 （2） 活塞杆直径 d 的确定
⒉ 压下螺母
压下螺母是轧钢机机座中重量较大的易损零件.通常用贵重的高强度
青铜或黄铜铸成.为节省青铜,近年来在大型轧机上广泛使用组合螺母.压
下螺母的简图见下图——《轧钢机械设计》图 2-18 所示：
压下螺母的主要尺寸是它的外径 D 和高度 H.
压下螺母的高度 H 可按螺纹的许用单位压力为 15～20MPa 来确定，这
时，
H=（1.2～2）d=(1.2～2)×680=(756～1260) mm
=900 mm
(5-4)
第 2 章 3500 四辊可逆轧机结构和技术
螺母的外径 D 根据它的端面与机架接触间的单位压力为 60～80MPa 选
取。
一般取 D=(1.5～1.8)d=(1.5～1.8)×680=(1020～1224)mm
采用电动螺丝-螺母方式的压下机构可能会遇到轧件卡钢、过量误差压 下的情况，这使轧辊间处于极大的轧制负荷状态，此时无法启动压下螺丝 反转（螺纹面压力增高而被锁紧）抬起轧辊，因此需要通过液压或气压缸 使压下螺杆轴上的棘轮反转过来抬升轧辊，这种装置就是轧辊的回松装置 （见《轧钢机械设计》图 2-4）。
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近年来采用的液压板厚自动压下装置由于可以在轧制状态下调整压下量， 所以即使在轧辊间存在很大压力时也能抬升轧辊。
该 3500 中厚板轧机采用了电螺纹副和液压缸双压下调整装置。短微调 使用 AGC 液压缸，设置在粗调压下螺丝与上支承辊轴承之间，结构紧凑、 响应快。
2.6 压下螺丝与压下螺母的尺寸设计
⒈ 压下螺丝 在轧制过程中，压下螺丝要承受作用于轧辊的压力，故压下螺丝的直
1）.机架部件：由左右机架，上下横梁，轨座等构件组成 2）轧辊组件(也称辊系)：由轧辊，轴承，轴承座等零部件组成 3）.压下平衡装置 4）.轧辊轴向固定装置及换辊装置
图 2-1 工作机座结构图
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2.3 平衡装置的选择及特点
在轧制过程中，用来提升轧辊使之紧贴于压下螺丝的装置称为轧辊平 衡装置。常用的平衡方式又重锤式平衡装置，弹簧式平衡装置，液压式平 衡装置三种。在小型四辊轧机，三辊型钢轧机，线材轧机和其他简易轧机 上采用弹簧式平衡装置。这种平衡方式工作简单、可靠，但换辊时要人工 拆装弹簧，费力费时。初轧机，板坯轧机的平衡装置需要适应上轧辊的快 速，大行程，频繁移动的特点，广泛使用重锤式或液压式平衡装置。在三 辊劳特是轧机中使用平衡重锤，同步运动机构来平衡上辊，中辊的升降机 构采用扇形块或链条托臂杆式结构。这种平衡方式工作可靠、维修方便， 但设备重量大，轧机的基础结构复杂。四辊轧机的轧辊平衡机构采用液压 缸式结构。用液压缸的推力来平衡上辊机上辊轴承座的重量。在液压系统 中没有装蓄势器。油泵只用来周期性的补充液压油的漏损。于其他平衡方 式比较可以使上辊不受压下螺丝的限制而上下移动。液压式平衡有八缸式 和五缸式两种形式，其中八缸式平衡装置结构紧凑，用平衡横梁连接上支 撑辊的轴承座，用平衡液压缸提升横梁，用另一平衡液压缸将上工作辊顶 在支撑辊上。下工作辊因自重而下垂，因而不需要平衡。但因下工作辊受 震动时会撞击下支撑辊，因而在下支撑辊上安装垫块。
压下装置一般使用电动螺丝——螺母型式，这种方式只有在轧辊没有 咬入钢板说才能调整辊缝。为了在轧钢状态下野能根据钢板厚度要求进行
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辊缝调整，近年来开始采用了板厚自动控制压下装置（AGC 装置）。我国新 建中厚板轧机上装备液压板厚自动控制装置的改造工作也已全面展开。 a.近年来制造的中厚板轧机具有两套压下装置，即压下粗调和压下精调装 置。压下粗调装置的压下速度为压下精调装置的压下速度的 10～17 倍，如 图 2-18 所示，（《中厚板生产》P27）。压下传动是由压下电机经蜗杆轮带动 压下螺丝旋转，再通过组装并固定在机架上的螺母转变成上、下运动而完 成的（压下粗调不经过减速机直接带动蜗杆旋转，压下精调经过减速机减 速后带动蜗杆旋转，压下电机为直流电机）。正常情况下，轧机两侧的两个 压下螺丝是要求一起上升或下降的。但为调整换辊后或在轧制过程中出现 的左右两出辊缝不一致，左右压下系统采用离合器连接，有脱开离合器接 手，使左右压下装置单独进行调整。
径应按作用在轧辊（支承辊）辊颈上的最大压力确定。 在压下螺丝端部，装有安全球面垫或压下推力轴承，以败仗上轧辊（支
承辊）轴承座在轧制时自动调心。为了防止球面垫在轧制时被压碎，将它 作为凸形，压下螺丝端面作为凹形，以改善球面垫内的应力状态。为了用 蜗轮传动压下螺丝，压下螺丝的尾部有各种结构型式。当压下速度较高时， 采用镶青铜滑块的方头结构；当压下速度很低但负荷又很大时，压下螺丝 的尾部多采用花键结构。见下图——《轧钢机械设计》图 2-17 和图 2-19
2.4 机架及轨座
机架是工作机座中最重要的部件，其结构参数，不仅影响到轧机的刚 度，而且还是确定厂房高度，轧制跨吊车能力的重要依据。
机架又称牌坊，左右牌坊是轧机的基体，用横梁连接在一起。机架是 一个长方形框架，内侧的长方形窗口用来装置轴承座，支撑轧辊和调整轧 辊间间距。机架上部用来装置压下装置，下部用地角螺栓与轨座相连。因 此，机架就有承担轧制负荷，保持轧辊间距的作用，机架的几何尺寸将影 响到产品的尺寸和形状。
b.液压压下方式 这种压下方式是以高压油为动力源实现压下动作的，其特点是压下速
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度和响应速度快、压下位置精度高，并且还可以在轧制过程中根据板厚变 化的反馈信号，进行压下以调整辊缝，达到修正板厚的目的。液压压下广 泛用于自动位置控制（APC）和自动板厚控制。