以自动立钢装置取代人工调节式异型辊道

1、以自动立钢装置取代人工调节式异型辊道孟祥瑞Replacing Manual-Adjusted Shaped Table with Automatic Bar-Upturning DeviceMeng Xiangrui (Special Steel Works, Laiwu Iron and Steel Co Ltd, Laiwu 271105)在一些较为落后的棒材生产车间，仍采用横列式布置的轧机。棒材轧制经过一定道次之后，在进入下一道次之前必须经过将轧件翻转90度立钢这一工序。在轧件断面为方型时，因轧件规则、长度短，完成这一动作较为容易，且已有定型标准设备。而在K2孔型后轧件断面为椭圆时(见图

2、3)，则一般采用异型辊道，本文将讨论这一装置的更新改型。1可调式异型辊道的基本形式及其缺点1.1可调式异型辊道的基本形式生产棒材的各厂家，异型辊道的布置形式大致如图1：图1异型辊道布置示意图Fig.1Schematic of layout of shaped table在异型辊道的前几组，采用开度不可调节的固定异型辊，起辅助立钢作用。在轧件较短时，该组效果较明显;轧件较长时基本不起作用。之后是可调式异型辊道，规格变化时调整辊缝开度，使之与轧件的短径尺寸相同，使轧件长径以竖直状态进入导卫或孔型，这是异型辊道的核心部分，立钢作用最终由这几组完成。可调式异型辊道的基本类型有以下几种：(1) 无丝杠抱

3、紧式如图2(a)：可调半辊的后半部分轴套做成切开式，用螺栓上下相联接。调整时松开螺栓，可调半辊可在轴上滑动，调好开度后联接螺栓锁紧。(2) 轴套调节式如图2(b):可调半辊用销轴与拉杆相连，调整时松开拉杆后端的螺母与轴上的锁紧螺母，转动有内螺纹的轴套，带动拉杆、销轴，从而使可调半辊在轴上滑动，调好开度后锁紧拉杆螺母与锁紧螺母。(3) 双丝杠式如图2(c)：是轴套调节式的改型，将拉杆做成旋向与轴套螺纹旋向相反的丝杠，转动轴套时两处螺纹同时作用，实现可调半辊在轴上的快速滑动，效率高、调整时间短。(4) 丝杠法兰式如图2(d)：在可调半辊的后面加一法兰，通过螺栓与之相联。法兰与轴的结合处做成螺纹，调

4、整时将联接螺栓完全旋下，转动法兰到适当位置后联接法兰与可调半辊。还有其它几种形式，但基本结构与此类似。图2异型辊道常见结构Fig.2Usual structure of shaped table1.2可调式异型辊道的缺点从以上几种可调异型辊道的结构特点可看出，存在以下缺点：(1) 每次更换规格都需调整，劳动量大，调整要求高。(2) 因工作时的振动，联接各处易松动，需经常紧固维护，可靠性不高。(3) 多数形式的可调半辊与轴有间隙，辊道转动时有相对运动，较易磨损。(4) 可调异型辊道组数多，备件种类数量多、加工成本高，装配、检修工作量大。图3轧件断面图Fig.3Section of rolled

5、piece2自动适应型立钢装置为克服人工调整异型辊道存在的缺点，开发研制了自动适应型立钢装置，在一次安装调整后，整个生产过程中不需调整，即可达到立钢的目的。2.1结构工作原理该装置结构简图如图4：由两组辊组成，第一组布置成与水平方向成45或60(下称斜辊)，第二组竖直放置(下称立辊)，每组辊的一半(图中下半部分)安装后固定不动(下称定辊)，另一半装在活动框架上，可随同框架绕铰点A转动(下称动辊)。螺母E调整辊缝大小，螺母D调整两辊间的压力。孔型(K1)前轧件断面如图3，调整时使b1=b-(05mm)，此时b2b1。轧件进入斜辊后在两辊夹持力作用下，使轧件断面长径方向变为与斜辊方向一致，实现立钢

6、的第一步。轧件进入立辊后，在立辊夹持力作用下，长径方向进一步竖直，同时在轧件作用下，立辊辊缝变宽(b-b2)，两动辊随同框架以A点为轴心向后运动，因框架杠杆的放大作用，此时斜辊辊缝大得足以使轧件在辊缝内自由活动。从而消除斜辊夹持对立辊立钢的阻碍作用，轧件在立辊作用下完成立钢动作。图4立钢装置结构示意图Fig.4Schematic of automatic bar-upturning device图5力学分析图Fig.5Sketch of mechanics analysis2.2立钢动作的力学分析此处仅以轧件在斜辊中为例，从静力学角度分析(实际过程中，尤其是辊道速度较大时，因冲量作用，N比下式

7、中大得多，因而MF也更大)。如图5(a)所示：轧件长径方向与水平面成夹角时，其重力产生的倾倒力矩为：MG=G.OB=G.OCsin=G.(R-b/2)sin两斜辊产生的反倾倒力矩为：MF=2OD.N=2OCsin(-).N=2(R-b/2)sin(-).N由图5(b)知：N=P/tg式中=cos-1(D+b1-B)/DP=G.f/2 (f为轧件与辊道摩擦系数)B=2R(1-cos(-)+b cos(-)显然，当MFMG时，可将轧件立起。把上述各式联立可知：辊径D大于一定数值时即可满足MFMG的条件。2.3主要参数的确定2.3.1角建议取4060。2.3.2辊径D因用普通方式无法求得方程组之解，

8、计算时，可先定一值，并取几个有代表性的值，然后求出几组B、MG的数值，将B、P、N分别代入所属函数式，最终求得仅含未知量D的MF的表达式，令MFMG，用“数值逼近法”即可求出对应的一组D值，取最大值即可。亦可参照K1轧辊直径先取一数值，然后校核MFMG(必要时需考虑咬入条件)。2.3.3L/l、b1、b2 (L，l分别为铰点至斜辊、立辊距离)满足结构设计的前提下，为使两组辊夹持力均匀，应使L/l尽可能小；取b1=b-(05mm)；b2的确定，应以轧件进入b2时，在轧件作用下，动、斜辊后移而使得斜辊辊缝大到不阻碍轧件翻转为准则。可根据下式计算：b2=b-2R/sin-2R+b-b1/sinl/L2.4效果及特点(1) 达到了一次安装后对各规格的通用性，简