1、4.5 軋輥液壓壓下裝置 4.5.1 液壓壓下裝置的特點(diǎn) 長(zhǎng)期以來(lái)，帶鋼軋機(jī)上使用的是電動(dòng)壓下裝置。近年來(lái)隨著工業(yè)的發(fā)展，帶鋼的軋制速度逐漸提高，產(chǎn)品的尺寸精度要求日趨嚴(yán)格。特別是采用厚度自動(dòng)控制(AGC)系統(tǒng)以后，電動(dòng)壓下裝置由于有傳動(dòng)效率低、運(yùn)動(dòng)部分的轉(zhuǎn)動(dòng)慣量大、反應(yīng)速度慢、調(diào)整精度低等缺點(diǎn)，已不能滿足工藝要求。為了提高產(chǎn)品的尺寸精度，在高速帶鋼軋機(jī)上開始采用液壓壓下裝置。 目前，新建的冷連軋機(jī)組幾乎已全部采用液壓壓下裝置，熱帶鋼連軋機(jī)精軋機(jī)組的最后一架也往往裝有液壓壓下裝置。 液壓壓下裝置是用液壓缸代替?zhèn)鹘y(tǒng)的壓下螺絲、螺母來(lái)調(diào)整軋輥輥縫的。在這一裝置中，除液壓缸以及與之配套的伺服閥和液壓

2、系統(tǒng)外，還包括檢測(cè)儀表及運(yùn)算控制系統(tǒng)。與電動(dòng)壓下裝置比較，液壓壓下裝置有以下特點(diǎn)： 1)快速響應(yīng)性好，調(diào)整精度高。液壓壓下裝置 (特別是電液反饋式液壓壓下)有很高的輥縫調(diào)整速度和加速度。尤其是有很大的加速度潛在能力。在頻率響應(yīng)、位置分辨率諸方面都大大優(yōu)于電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)。表4-2(P132(P132頁(yè)頁(yè)) )給出電動(dòng)壓下與液壓壓下動(dòng)態(tài)特性方面的比較。動(dòng)態(tài)特性的大幅度提高，使得產(chǎn)品的精度提高，質(zhì)量更有保證，縮短了加速減速階段帶鋼頭尾的超差長(zhǎng)度，節(jié)約了金屬及能源，提高了產(chǎn)品的合格率。2)過(guò)載保護(hù)簡(jiǎn)單、可靠。液壓系統(tǒng)可以有效地防止軋機(jī)過(guò)負(fù)荷，保護(hù)軋輥和軸承免遭損壞。當(dāng)事故停車時(shí)，可迅速排出液壓缸的壓力油

3、，加大輥縫，避免軋輥燒裂或被刮傷。3)采用液壓壓下可以根據(jù)需要改變軋機(jī)的當(dāng)量剛度，實(shí)現(xiàn)對(duì)軋機(jī)從“恒輥縫”到“恒壓力”的控制，以適應(yīng)各種軋制及操作情況。4)液壓壓下裝置采用標(biāo)準(zhǔn)液壓元件，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)。5)較機(jī)械傳動(dòng)效率高。6)便于快速換輥，提高軋機(jī)作業(yè)率。 按照控制系統(tǒng)的反饋方式，液壓壓下裝置可分為機(jī)械反饋式(杠桿式、行星輪式)和電液反饋式(采用電液伺服閥實(shí)現(xiàn)壓力和位置反饋控制)。 機(jī)械反饋式是較早期的液壓壓下形式，它對(duì)油的過(guò)濾精度不象電液伺服閥那樣敏感，但它的部件多，結(jié)構(gòu)復(fù)雜，慣性較大，響應(yīng)頻率也低，因此，新建的軋機(jī)已很少采用這種形式。 電液反饋式的主要優(yōu)點(diǎn)是系統(tǒng)的慣性小，反應(yīng)靈敏(響應(yīng)頻率

4、高)。隨著電液伺服閥可靠性的提高和自動(dòng)控制技術(shù)的日益發(fā)展，采用這種形式的液壓壓下軋機(jī)逐漸增多。 液壓壓下裝置的可靠性主要取決于液壓元件和控制系統(tǒng)的可靠性。液壓壓下裝置要求較高的備品制造精度和設(shè)備維護(hù)水平以及可靠的自動(dòng)化系統(tǒng)。 4.5.2 壓下液壓缸及其在軋機(jī)上的配置 壓下液壓缸在軋機(jī)上的配置方案有“壓下式”和“壓上式”兩種形式。 在熱連軋精軋機(jī)組中，通常只在最后一架軋機(jī)上裝有液壓壓下裝置。在這樣的軋機(jī)上同時(shí)還配置有與前幾架精軋機(jī)相同的電動(dòng)壓下裝置。為此，液壓缸只能布置在機(jī)架下方，即“壓上式”。 在冷連軋機(jī)組或平整機(jī)上，可以采用“壓下式”也可以采用“壓上式”。采用“壓上式”時(shí)，在軋機(jī)上部可以設(shè)置

5、不帶鋼壓下的電動(dòng)壓下機(jī)構(gòu)以便做大行程的壓下調(diào)整?！皦合率健钡囊簤焊自O(shè)置在機(jī)架上部，這種結(jié)構(gòu)造價(jià)稍高，所需的液壓缸行程也大、它的懸掛裝置較為復(fù)雜，面且為了適應(yīng)磨損后的軋輥直徑，需配備不同厚度的墊塊。但它的最大優(yōu)點(diǎn)是電液伺服閥可裝在液壓缸附近，這不僅提高了液壓缸的反應(yīng)速度，而且伺服閥的工作條件好，維護(hù)也方便。 下面以某廠的1700冷、熱連軋機(jī)的液壓壓下機(jī)構(gòu)為例，介紹“壓下式”與“壓上式”兩種掖壓缸的配置方案。 1、壓下式液壓壓下裝置 1700冷連軋機(jī)窗口布置可參看圖4-28(P140(P140頁(yè)頁(yè)) )，液壓缸在機(jī)架內(nèi)的布置情況見(jiàn)圖4-23(P133(P133頁(yè)頁(yè)) )。圖中，壓下液壓缸3和平衡架

6、9由平衡液壓缸1通過(guò)拉桿懸掛在機(jī)架頂部。若拔掉銷軸8，則平衡架連同壓下液壓缸可隨同支承輥一起拉出機(jī)架進(jìn)行檢修。壓下液壓缸與支承輥軸承座間有一組墊片5，其厚度可按照軋輥的磨損量調(diào)整。這樣可避免過(guò)分增大液壓缸的行程。 軋機(jī)的測(cè)壓儀裝在機(jī)架底部，在下軸承座與斜楔調(diào)整裝置之間(參看圖4-28) (P140 (P140頁(yè)頁(yè)) )。2、壓上式液壓壓下裝置 l700熱連軋精軋機(jī)最后一架(F7)，由于機(jī)架上部有電動(dòng)壓下裝置，這架軋機(jī)的液壓缸設(shè)置在機(jī)架底部，是“壓上式”。軋機(jī)的窗口布置可參看圖4-30(P141(P141頁(yè)頁(yè)) )。 圖4-24(P134(P134頁(yè)頁(yè)) )是壓上液壓缸的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖，從圖上可看出，

7、為調(diào)整軋制線和減小液壓缸行程，在液壓缸下方裝有機(jī)械推上裝置(包括推上螺絲8和帶蝸輪的螺母7)。螺母7由75kW、515r/min的直流電機(jī)通過(guò)速比為4.13和25的兩級(jí)蝸輪副傳動(dòng)(傳動(dòng)裝置未畫出)。調(diào)整速度為2mm/s，工作行程121mm，最大行程180mm(不得帶負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn))。 熱連軋機(jī)咬鋼時(shí)的沖擊負(fù)荷很大。在沖擊負(fù)荷下，壓上液壓缸的缸體與活塞會(huì)產(chǎn)生徑向竄動(dòng)，這很容易導(dǎo)致油缸泄漏。為此，在液壓缸的設(shè)計(jì)中，采用了浮動(dòng)活塞環(huán)的結(jié)構(gòu)，即缸體內(nèi)徑950比活塞直徑大10mm，活塞6上裝有浮動(dòng)活塞環(huán)5，二者之間每邊有8mm徑向間隙，允許活塞在缸體內(nèi)徑向竄動(dòng)?；钊h(huán)上有兩個(gè)帶導(dǎo)套的徑向密封環(huán)和四個(gè)端面密封環(huán)

8、，以保證高壓油不泄漏?；钊h(huán)上還開有油孔，以使密封處得到潤(rùn)滑。 位置傳感器2是差動(dòng)變壓器式，量程6mm(工作行程5mm)。傳感器鐵芯由彈簧壓緊在活塞中央，變壓器線圈則固定在缸體上。線圈的導(dǎo)向套與活塞的相對(duì)滑動(dòng)面采用了與浮動(dòng)活塞環(huán)類似的密封結(jié)構(gòu)，當(dāng)活塞與缸體間有徑向竄動(dòng)時(shí)，不致影響位置傳感器的工作。 測(cè)壓儀裝在機(jī)架上部，在壓下螺絲與上支承輥軸承座之間(圖4-30) (P141 (P141頁(yè)頁(yè)) )。為了提高液壓缸的響應(yīng)頻率，在液壓壓下裝置的設(shè)計(jì)中，應(yīng)注意以下問(wèn)題： 1）應(yīng)減小液壓缸中油柱的高度。油柱高度增加不但會(huì)減小軋機(jī)剛度，而且會(huì)降低液壓缸的工作頻率，影響壓下的快速性。 2) 適當(dāng)提高供油壓力

9、可以提高系統(tǒng)的反應(yīng)速度和控制精度，也可以減小液壓缸直徑。目前常用的液壓系統(tǒng)供油壓力為25MPa；繼續(xù)提高油壓會(huì)導(dǎo)致系統(tǒng)發(fā)熱，同時(shí)，也受液壓元件加工精度的限制。 3)應(yīng)盡量縮短伺服閥到液壓缸間的管路尺寸，據(jù)資料介紹，當(dāng)配管長(zhǎng)度從6m縮短到3m時(shí)，壓下系統(tǒng)的響應(yīng)頻率從10Hz提高到15Hz。我國(guó)科技人員曾試驗(yàn)將伺服閥直接裝在液壓缸上，效果也很好。 4)應(yīng)選擇摩擦系數(shù)小的密封材料，從結(jié)構(gòu)上設(shè)法減小活塞與缸體間的摩擦阻力。實(shí)踐證明，摩擦阻力對(duì)液壓缸的響應(yīng)頻率影響很大。5)液壓系統(tǒng)應(yīng)有較好的排氣措施。因高壓油內(nèi)若混入空氣，將會(huì)大幅度降低系統(tǒng)的剛度并影響液壓缸的反應(yīng)速度。課后作業(yè):1、液壓壓下裝置的特點(diǎn)是

10、什么？2、壓下液壓缸在軋機(jī)上的配置方案是什么？4.6 軋輥平衡裝置4.6.1 上軋輥平衡裝置的作用與特點(diǎn) 當(dāng)軋輥間沒(méi)有軋件時(shí)，由于上軋輥及其軸承座的重力作用，在軸承座與壓下螺絲之間、壓下螺絲與螺母的螺紋之間均會(huì)產(chǎn)生間隙。這樣，當(dāng)軋件咬入軋輥時(shí)，會(huì)產(chǎn)生沖擊。為防止出現(xiàn)這種情況，幾乎所有的軋機(jī)(疊軋薄板軋機(jī)除外)都設(shè)置上軋輥平衡裝置，使上軸承座緊貼壓下螺絲端部并消除螺紋之間的間隙。大多數(shù)軋機(jī)的平衡裝置還兼有抬升上輥的作用。 軋機(jī)的型式不同，對(duì)平衡裝置的要求也不一樣。 初軋機(jī)、板坯粗軋機(jī)的平衡裝置需適應(yīng)上軋輥的快速、大行程、頻繁移動(dòng)的特點(diǎn)，并且要求工作可靠、換輥和維修方便。在這種軋機(jī)上，廣泛使用重錘

11、式或液壓式平衡裝置。 四輥板帶軋機(jī)上軋輥平衡裝置有以下特點(diǎn)：1)由于工作輥與支承輥之間靠摩擦傳動(dòng)以及工作輥和支承輥的換輥周期不同，故工作輥和支承輥應(yīng)分別平衡；2)上輥移動(dòng)的行程較小 (最大行程是按換輥的需要決定的)，移動(dòng)的速度不高；3)工作輥換輥頻繁，平衡裝置的設(shè)計(jì)需使換輥方便；4)在單張軋制的可逆四輥軋機(jī)上，工作輥平衡裝置應(yīng)滿足空載加、減速時(shí)工作輥和支承輥之間不打滑的要求。 由于以上特點(diǎn)，四輥板帶軋機(jī)主要采用液壓四輥板帶軋機(jī)主要采用液壓平衡平衡，僅在小型四輥軋機(jī)上采用彈簧平衡。 在三輥型鋼軋機(jī)上，上輥的移動(dòng)量很小，一次調(diào)整好后，在軋制過(guò)程中一般不再調(diào)整，因此多使用彈簧平衡。 下面分別介紹幾種

12、平衡裝置。 4.6.2 彈簧式平衡裝置 彈簧式平衡裝置結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，多用在三輥型鋼軋機(jī)、線材軋機(jī)或其他簡(jiǎn)易軋機(jī)上。三輥型鋼軋機(jī)的上輥平衡裝置見(jiàn)圖4-25（P136P136頁(yè)）頁(yè)），它由四個(gè)彈簧和拉桿組成，彈簧1放在機(jī)架蓋上部，上輥的下瓦座7通過(guò)拉桿6吊掛在平衡彈簧上。彈簧的平衡力應(yīng)是被平衡重量的1.21.4倍(即過(guò)平衡系數(shù)K=1.21.4)，可通過(guò)拉桿上的螺母調(diào)節(jié)。當(dāng)上輥下降時(shí)，彈簧壓縮，上升時(shí)則放松，因此，彈簧的平衡力是變化的，彈簧愈長(zhǎng)，平衡力愈穩(wěn)定。彈簧平衡只適用于上輥調(diào)整量不大于50100mm的軋機(jī)。它的優(yōu)點(diǎn)是簡(jiǎn)單可靠，缺點(diǎn)是換輥時(shí)要人工拆裝彈簧，費(fèi)力、費(fèi)時(shí)。 4.6.3 重錘式平衡裝置

13、重錘式平衡裝置廣泛用在軋輥移動(dòng)量很大的初軋機(jī)上，它工作可靠、維修方便。其缺點(diǎn)是設(shè)備重量大，軋機(jī)的基礎(chǔ)結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。平衡錘通常裝在工作機(jī)座的下面，平衡力由杠桿和支桿傳給上軋輥。 圖4-26（P138P138頁(yè)）頁(yè)）是1150初軋機(jī)的重錘平衡裝置。上輥軸承座支在機(jī)架內(nèi)的四根支桿上。這些支桿在機(jī)架下方的活動(dòng)橫梁上，橫梁則吊掛在平衡錘的杠桿上。調(diào)整平衡錘在杠桿上的位置，即可調(diào)整上軋輥的平衡力。換輥時(shí)，上輥由壓下螺絲壓到最低位置(平衡錘處于最高位置)，用專門的栓銷橫插在機(jī)架立柱內(nèi)的縱向槽內(nèi)，鎖住支桿，即可解除平衡力對(duì)軋輥的作用。4.6.4 液壓式平衡裝置 液壓式平衡裝置是用液壓缸的推力來(lái)平衡上輥重量的。在

14、液壓系統(tǒng)中裝設(shè)有蓄勢(shì)器，油泵只用來(lái)周期性地補(bǔ)充液體的漏損。液壓平衡裝置結(jié)構(gòu)緊湊，與其他平衡方式比較，使用方便，易于操作，能改變油缸壓力，而且可以使上輥不受壓下螺絲的約束而上下移動(dòng)。所有這些都有利于換輥操作。但它的投資較大(需要有一套液壓系統(tǒng))，維修也較復(fù)雜。 液壓平衡系統(tǒng)廣泛用在四輥板帶軋機(jī)上。四輥軋機(jī)的液壓平衡有八缸和五缸兩種形式。 圖4-27（P139P139頁(yè)）頁(yè)）是2030冷連軋機(jī)八缸平衡裝置結(jié)構(gòu)圖。四個(gè)液壓缸柱塞直徑為130mm的上工作輥平衡缸(也作為正彎輥缸)和四個(gè)液壓缸柱塞直徑為160mm的上支承輥平衡缸均安裝在固定于機(jī)架上的凸臺(tái)里。 圖4-28（P140P140頁(yè)）頁(yè)）是170

15、0冷連軋機(jī)座的八缸式(由于工藝需要，實(shí)際上是20個(gè)液壓缸)平衡裝置。為適應(yīng)連軋機(jī)組快速換輥的需要，工作輥平衡缸4與支承輥平衡缸3均設(shè)置在機(jī)架窗口上，換工作輥時(shí)，不需要拆卸油管。上、下支承輥軸承座內(nèi)還裝設(shè)有工作輥負(fù)彎輥缸2，用以調(diào)整輥型。工作輥的換輥軌道6，在換輥時(shí)可由支承輥平衡缸經(jīng)過(guò)上支承輥軸承座提升。工作輥平衡缸4和下工作輥壓緊缸5同時(shí)也是工作輥正彎輥缸(用以調(diào)整輥型)。應(yīng)當(dāng)指出，在這種結(jié)構(gòu)型式的平衡裝置中，下工作輥壓緊缸5是必須設(shè)置的，否則，在沒(méi)有軋制負(fù)荷時(shí)，下工作輥與下支承輥之間會(huì)由于壓緊力太小(只是下工作輥本體及其軸承座的重量)而產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。而在圖4-27（P139P139頁(yè)）頁(yè)）的

16、平衡裝置中，壓緊力則很大，它等于上、下工作輥(包括軸承座)和上支承輥本身的重量乘以過(guò)平衡系數(shù)。 五缸式平衡裝置的工作輥平衡方式和八缸式類似。只是支承輥的平衡方式不同。圖4-29（P141P141頁(yè)）頁(yè)）是國(guó)產(chǎn)1700熱連軋粗軋機(jī)座的支承輥平衡裝置簡(jiǎn)圖。下橫梁3掛住支承輥軸承座上的凸耳，下橫梁則通過(guò)連桿2和上橫梁1掛在平衡缸的柱塞上。 五缸式平衡裝置的優(yōu)點(diǎn)是：1)缸的數(shù)量少，簡(jiǎn)化了下支承輥軸承座的加工；2)換支承輥時(shí)不必拆卸油管；3)更換支承輥時(shí)，增大液壓缸工作壓力，可將整組支承輥系提起，有利于換輥操作；4)液壓缸放在機(jī)架頂上，工作條件較好。五缸式平衡裝置多用在熱軋鋼板軋機(jī)上。五缸式的缺點(diǎn)是吊掛

17、部分較笨重，機(jī)座高度較高。 我國(guó)的另一套1700熱連軋的全部四輥軋機(jī)都是采用五缸式平衡裝置。為滿足快速換輥的需要，工作輥的平衡缸均設(shè)置在機(jī)架窗口凸臺(tái)上。圖4-30（P141P141頁(yè)）頁(yè)）是精軋機(jī)座第七架的窗口布置簡(jiǎn)圖。 4.6.5 上軋輥平衡力的確定 通常，取平衡力為被平衡重量的1.21.4倍(過(guò)平衡系數(shù)K=1.21.4)。在采用彈簧平衡時(shí)，由于上軋輥的移動(dòng)會(huì)引起彈簧平衡力的變化，過(guò)平衡系數(shù)在上述范圍內(nèi)可適當(dāng)取得大些。 采用液壓平衡時(shí)，油缸的工作壓力可按下式計(jì)算 (4-12)式中G 被平衡零件的總重量(重力)，N； n 平衡液壓缸的數(shù)量； d 液壓缸柱塞直徑，cm； K 過(guò)平衡系數(shù)，K=1.

18、21.4(考慮到液壓缸的摩擦阻力，以取較大值為宜)。 24dnGKp4.7 軋輥軸向調(diào)整裝置4.7.1 軋輥的軸向調(diào)整及其機(jī)構(gòu) 軋輥的軸向調(diào)整的作用是：1)在型鋼軋機(jī)中使兩軋輥的軋槽對(duì)正；2)在初軋機(jī)中使輥環(huán)對(duì)準(zhǔn)，消除因加工及磨損不均勻使輥環(huán)間產(chǎn)生的錯(cuò)位；3)在有滑動(dòng)襯瓦的軋機(jī)上，調(diào)整瓦座與輥身端面的間隙；4)軸向固定軋輥并承受軋輥的軸向力；5)在CVC或HC等板形控制軋機(jī)中，利用軋輥軸向移動(dòng)機(jī)構(gòu)完成其調(diào)整軋輥輥型的要求。 在軋輥不經(jīng)常升降的軋機(jī)上，常采用如圖4-35(P144(P144頁(yè)頁(yè)) )所示的軸向調(diào)整裝置。圖4-35a、b，用穿過(guò)機(jī)架的螺栓來(lái)實(shí)現(xiàn)軋輥軸向調(diào)整。螺母從外側(cè)通過(guò)軸承座凸緣或利用壓板軸向壓緊軸承座。 對(duì)滾動(dòng)軸承來(lái)說(shuō)，只需移動(dòng)一個(gè)軸承座(一般是非傳動(dòng)側(cè)的)，即可進(jìn)行軸向調(diào)整，因此多采用圖435c的雙拉桿系統(tǒng)。拉桿上有正、反螺紋，拉桿縮短或伸長(zhǎng)時(shí)，軸承座向一側(cè)或另一側(cè)移動(dòng)。 圖4-36(P146(P146頁(yè)頁(yè)) )是一套蝸輪蝸桿機(jī)構(gòu)來(lái)調(diào)整上軋輥的軸向移動(dòng)，多用于型鋼軋機(jī)上。 圖4-37(P147(P147頁(yè)頁(yè)) )是某熱軋廠2050軋機(jī)CVC輥的軸向移動(dòng)裝置圖。移動(dòng)缸缸體設(shè)置于操作側(cè)機(jī)架的凸臺(tái)上，與凸臺(tái)制作成一個(gè)整體元件。活塞與缸體之間。，