1緒論1.1立輥軋機的用途和結(jié)構(gòu)特點立輥軋機一般布置在熱帶鋼連軋機組粗軋機前，例如我國鞍鋼1700中薄板連鑄連軋廠的工藝流程為：步進式加熱爐高壓水除磷立輥粗軋機R1R2熱卷箱飛剪高壓水除磷精軋機組層流冷卻卷曲機,立輥軋機就位于粗軋機前，其主要作用一般是用來疏松板坯表面的氧化鐵皮，并起到軋制側(cè)邊，調(diào)節(jié)板帶材寬度規(guī)格的作用。立輥軋機通常由以下裝置組成：（1）立輥軋機的主傳動裝置由主電機、聯(lián)軸器、主減速機和萬向接軸等組成；（2）側(cè)壓裝置由側(cè)壓電機、減速機、側(cè)壓螺絲和平衡機構(gòu)等組成；（3）軋輥系統(tǒng)由箱體、立輥、軸承和軸承座組成，在調(diào)整立輥開口度時，可做往復(fù)運動；（4）機架用來裝設(shè)立輥箱、側(cè)壓裝置和機架輥道，并直接承受軋制力；（5）機架部分由電動機、減速機、接軸等組成。（6）開口度指示裝置由齒輪傳動系統(tǒng)、調(diào)零裝置、指示盤等組成。按立輥支承方式的不同，立輥軋機有懸臂式和框架式兩種。懸臂式立輥只在一端有支承，框架式立輥兩端都有支承。按立輥的傳動形式，可分為下傳動式和上傳動式兩種，鞍鋼1700的立輥軋機屬于下傳動式，主電機和側(cè)壓系統(tǒng)都埋在地下，這樣做節(jié)省了空間，但是不利于維護和檢查。1.2立輥軋機的國內(nèi)外發(fā)展現(xiàn)狀一般立輥軋機是傳統(tǒng)的立輥軋機，主要用于板坯寬度齊邊，調(diào)整水平軋機壓下產(chǎn)生的寬展量、改善邊部質(zhì)量。這類立輥軋機結(jié)構(gòu)簡單，主傳動功率小，側(cè)壓能力普遍較小，而且控制水平低，輥縫設(shè)定為擺死輥縫，不能在軋制過程中進行調(diào)節(jié)，帶坯寬度控制精度不高。我國熱軋寬帶粗軋機配有一般立輥軋機的有武鋼1700mm，本鋼1700mm，攀鋼1450mm，太鋼1549mm和梅鋼1422mm。有AWC功能的重型立輥軋機是為了適應(yīng)連鑄的發(fā)展和熱軋帶鋼板坯熱裝的發(fā)展而產(chǎn)生的現(xiàn)代軋機。這類立輥軋機結(jié)構(gòu)先進，主傳動電機功率大，側(cè)壓能力大，有AWC功能，在軋制過程中對帶坯進行調(diào)寬、控寬及頭尾形狀控制，不僅可減少連鑄板坯的寬度規(guī)格，而且有利于實現(xiàn)熱軋帶鋼板坯的熱裝，提高帶坯寬度精度和減少切損。我國熱軋寬帶鋼粗軋機配有AWC功能的重型立輥軋機有寶鋼2050mm，本鋼1700mm。中厚板軋機上附設(shè)立輥軋機,最早于40年代用在萬能式中厚板軋機上,50年代用于大型鋼錠的軋邊以消除錐度,60年代開始把立輥軋機用于齊邊與破鱗,70年代連鑄板坯迅速發(fā)展,而鋼錠急劇減少,軋機生產(chǎn)能力重于成材率,曾提出過“立輥無用論”,80年代以來,厚板軋機上附設(shè)立輥軋機開始多起來,主要用于平面板形控制,使成材率有所提高,一般可提高約1%3%,尤以日本和韓國都推舉此做法,目的是想生產(chǎn)出無切邊鋼板,但是,附設(shè)立輥軋機后,軋邊道次的間歇時間增加,使軋機的生產(chǎn)能力有所下降,一般要下降約10%20%,70年代開始,日本厚板軋機開工率已降到60%以下,軋機生產(chǎn)能力也降至次要地位,而降低成本,節(jié)約資源則升至主導(dǎo)地位,因此,成材率重于軋機生產(chǎn)能力,立輥軋機功能又被人們重視起來,一些原先預(yù)留好立輥軋機的厚板軋機也都紛紛安裝上立輥軋機,成材率普遍都提高2個百分點,取得了應(yīng)有的效益。至今世界上附設(shè)有立輥軋機的寬厚板軋機約30套,占1/3左右。韓國仿效日本也在現(xiàn)有兩套軋機新增3臺立輥軋機,而且都是近接布置,也使成材率大大提高。特別是1975年日本采用立輥軋機開創(chuàng)了無切邊軋制厚板的生產(chǎn)技術(shù),它可采用銑邊加工邊部方式,每邊加工量控制在20mm以下,保證了用戶不需要再加工,使立輥軋機的作用更加被重視起來。在精軋階段,立輥軋邊的技術(shù)還有待加以完善,也值得讀者進一步分析研究,至于增設(shè)立輥軋機后帶來軋機生產(chǎn)能力下降與成材率的提高,兩者取舍時,仍需用戶自己去權(quán)衡。日本11套4200mm以上軋機中有6套附設(shè)立輥軋機,其中水島廠5490mm軋機為機后TFP近接式,也是世界上中厚板立輥軋機性能最高的一套,并實現(xiàn)了MAS和TFP相結(jié)合。韓國4套3400mm以上軋機中有2套附設(shè)立輥軋機,其中浦項廠4724+4724mm雙機架軋機粗軋機機前近接立輥軋機和精軋機機前近接立輥軋機,這是世界上第一套精軋機附設(shè)立輥軋機,另外,浦項廠4300mm軋機機前也近接有立輥軋機,這樣,韓國3套立輥軋機均為機前近接布置型式。德國迪林根,米爾海姆及杜伊斯堡3套最好的厚板軋機都進行現(xiàn)代化技術(shù)改造。1985年迪林根廠將4300mm精軋機改成4800mm,并增加5500mm粗軋機組成5500mm加4800mm世界上最大雙機架厚板軋機；1998年米爾海姆廠將5000mm放大至5100mm軋機；1999年杜伊斯堡廠將3700mm放大至3900mm軋機,并將全廠實現(xiàn)了自動化。1998年伊朗阿瓦士廠4800mm軋機也是德國設(shè)計制造,以上4套軋機均未附設(shè)立輥軋機,而1998年瑞典奧克塞洛森德廠3800mm軋機機前設(shè)有立輥軋機是由德國設(shè)計制造,因為這是一套雙機架爐卷軋機,先建3800mm軋機是爐卷軋機的粗軋機,因此,粗軋機前必需有立輥軋機,不然帶鋼寬度偏差就無法控制。1984年俄羅斯伊爾諾斯克廠5000mm軋機和在建馬格尼托哥爾斯克5000mm軋機都未附設(shè)立輥軋機。90年代美國新建4套以生產(chǎn)中厚板為主單機架爐卷軋機和我國在建3套同樣軋機都設(shè)有立輥軋機是控寬的必需設(shè)備,非平面板形控制用立輥軋機。2總體方案確定2.1主傳動裝置E1立輥軋機的主傳動采用上傳動形式，因此主傳動裝置的工作環(huán)境好，排除了水和氧化鐵皮的影響，大大減少了故障頻率，并且給維修帶來了很大的方便。主傳動箱的下方通過支架支承在立輥軋機的牌坊上，主傳動箱的后面靠予緊螺栓與水平輥軋機牌坊聯(lián)接。E1立輥軋機的主傳動功率和力矩都較小，所以采用立式電機傳動。兩臺立式電機左右對稱布置，分別傳動左右兩側(cè)的一級圓柱齒輪，而兩側(cè)的大齒輪嚙合，以實現(xiàn)兩側(cè)的同步。立輥軋機主傳動箱輸出軸的齒輪做成中空式的，萬向接軸上端的法蘭盤和十字軸整個縮入齒輪內(nèi)部，使萬向接軸的伸出長度大大縮短，因而降低了整個立輥軋機的高度。2.2萬向接軸E1立輥軋機的軋輥傳動均采用帶有內(nèi)藏提升缸的十字軸式萬向接軸。萬向接軸的軸體做成空心的，提升缸裝在軸體的內(nèi)孔中。這樣，從強度上看對接軸的削弱極小，卻使提升機的結(jié)構(gòu)大大簡化，不占外部空間，克服了提升機構(gòu)設(shè)在外部所帶來的機構(gòu)復(fù)雜和占用空間大的缺點。萬向接軸的提升缸上下腔面積相等。在正常工作狀態(tài)下，通過裝在萬向接軸外圓上的手動四位四通換向閥將上下腔連通，活塞隨著萬向接軸的伸縮可在缸中浮動。當換輥時，通軟管將換向閥與油源和油箱連通，操縱換向即可使萬向接軸提升、位置鎖定或下降。萬向接軸上端與主傳動箱輸出軸的齒輪之間采用法蘭盤連接，下端與帶有橢圓孔的叉頭之間也采用法蘭盤連接，而在傳遞軋制力矩的結(jié)構(gòu)上其他軋機略有不同：E1采用平面法蘭盤加端鍵和予緊螺栓來傳遞軋制力矩。2.3軋輥與軸承E1立輥軋機由于要進行大側(cè)壓量的軋制，所以采用槽形軋輥。采用槽形軋輥的原因，是因為它可以借助槽的側(cè)面將大側(cè)壓時在板坯兩側(cè)所產(chǎn)生的狗骨形凸起擠向板坯中間，以減小在隨后的水平輥軋制中所產(chǎn)生的寬展，提高立輥軋機的側(cè)壓效率。軋輥采用簡支梁結(jié)構(gòu)，軋輥軸承都采用雙列圓錐滾子軸承。軋輥、軸承及軸承座組裝后成套裝入滑架中，隨滑架移動。軋輥軸承采用自動干油潤滑。由于下軸承座接潤滑油管非常困難，所以在下軸承座下壓蓋的中心處開一個進油孔。從下方插入進油孔中的給油管固定在滑架上，進油孔靠兩個O形密封圈密封，進油孔和給油管上都帶有導(dǎo)錐。換輥時，在成套軋輥放入滑架的過程中給油管就自動地進入進油孔。這樣就解決了下軸承座接潤滑油管困難的問題。E1的軋輥與軸承裝置見圖2.1：圖2.1E1立輥軋機的軋輥與軸承2.4電動側(cè)壓裝置E1立輥軋機的側(cè)壓裝置采用立式電機傳動，使得整個立輥軋機的寬度大為減小。每側(cè)的一臺立式電機通過經(jīng)蝸桿互相串連的兩臺蝸輪減速機分別帶動兩根側(cè)壓螺絲轉(zhuǎn)動，實現(xiàn)上、下側(cè)壓螺絲的機械同步。裝配預(yù)調(diào)時將聯(lián)軸器脫開，即可分別調(diào)整上、下側(cè)壓螺絲的伸出長度，這就給側(cè)壓螺絲端部間隙的調(diào)整帶來了很大的方便。并且這種傳動結(jié)構(gòu)比齒輪減速機傳動要緊湊得多。各立輥軋機的左、右兩個側(cè)壓裝置之間都設(shè)有機械聯(lián)接，完全采用電氣同步，省去了同步軸、離合器等一套復(fù)雜笨重的機械同步機構(gòu)，并給軋輥的對中和換輥操作帶來了很大的方便。各立輥軋機的側(cè)壓裝置中都采用了鉗式制動器，它具有結(jié)構(gòu)緊湊、安裝方便等優(yōu)點。立輥軋機側(cè)壓裝置每側(cè)的側(cè)壓螺絲極限位置，都靠安裝在上側(cè)壓螺絲端部的開關(guān)盤和安裝在側(cè)壓螺絲保護罩上的兩對接近開關(guān)來控制。側(cè)壓螺絲的精確位置靠插在下側(cè)壓螺絲中心長孔中的位置傳感器來測量，這種位置傳感器的最大測量長度可達10m,測量精度優(yōu)于0.1mm，被測件的移動速度不限。側(cè)壓缸活塞的位置檢測也是采用這種傳感器。E1立輥軋機的每個側(cè)壓螺絲都配有測壓頭。側(cè)壓平衡缸在正常工作狀態(tài)下始終將滑架拉靠在側(cè)壓螺絲上，以消除側(cè)壓螺絲和側(cè)壓螺母及其它承壓件之間的間隙。側(cè)壓螺絲的行程只能保證軋輥在正常開口度下移動，而平衡缸的行程則比側(cè)壓螺絲大得多。換輥時側(cè)壓螺絲只把軋輥推到萬向接軸處于垂直狀態(tài)的位置，萬向接軸提升后再用平衡缸把軋輥推到軋機中心線處進行換輥。電動側(cè)壓裝置只用于在空載情況下預(yù)調(diào)軋輥開口度，而在軋制時電動側(cè)壓裝置是不工作的。E1側(cè)壓裝置見圖2.2：圖2.2E1立輥軋機側(cè)壓裝置2.5側(cè)壓缸由于要在軋制中改變軋輥開口度，進行帶鋼壓下以滿足短行程控制，所以各立輥軋機上都裝有側(cè)壓缸。E1立輥軋機上有4個側(cè)壓缸。側(cè)壓缸的缸體固定在牌坊上。側(cè)壓螺絲穿過側(cè)壓缸的活塞和裝在活塞上的側(cè)壓螺母。側(cè)壓螺母上裝有導(dǎo)向鍵，使側(cè)壓螺母和活塞相對于缸體只能作軸向移動而不能轉(zhuǎn)動。而側(cè)壓螺絲與電動側(cè)壓裝置的蝸輪之間是靠花健聯(lián)接的，因此在活塞不動的情況下，電動側(cè)壓裝置可以通過轉(zhuǎn)動側(cè)壓螺絲來進行軋輥開口度的預(yù)調(diào)。而在電動側(cè)壓裝置不動的情況下，側(cè)壓缸活塞也可以通過側(cè)壓螺母帶動側(cè)壓螺絲作軸向往復(fù)移動，來改變軋輥的開口度。側(cè)壓