毕业论文 四辊热轧钢板初轧机的结构设计.

1、题 目： 2300四辊热轧钢板初轧机的结构设计姓 名：班级学号：指导教师：摘 要在热轧带钢的生产工艺和设备领域内，从全面引进武钢2300mm热轧开始，我们走了近30年的引进、消化、移植的道路。这种依靠引进技术武装起来的我国轧钢工业不仅不能够使我国成为钢铁强国，而且还会阻碍我国在轧钢工艺与设备方面的技术进步。就我国在热轧带钢生产这一技术领域内的技术现状、我们的技术积累等进行了分析，并就该领域内面对技术装备国产化战略所应采取的对策和措施提出建议。为了提高对产品质量的控制能力及实现短流程钢厂的效益最大化而进行了技术改造。关键词 轧钢系统 技术改造 轧制力 热轧带钢  工艺  设备

2、AbstractIn the field of hot strip production, China has passed a path of import, absorbing and transplantation of foreign technology and equipment for 30 years since import of WISCO 1700 mm hot strip mill. Our steel rolling which is supported by imported technology never makes our country powerful b

3、ut also restrain our progress in process and equipment development. The strategy and measures, which should be taken for localization of our process and equipment technology are suggested based on the analysis on existing situation.Keywords steel rolling system ; technology reformation; hot strip, t

4、echnology, equipment目 录摘 要IAbstractII第1章 绪论21.1轧制的简介21.2轧制工艺的特点和发展趋势2第2章 轧辊的设计42.1 轧辊4工作辊及支承辊的计算4钢板轧辊的强度计算72.2工作辊和支承辊的组合分析9四辊轧机轧辊的接触强度计算11第3章 轧辊轴承及轴承座163.1 轧辊轴承163.2压下装置18第4章 轧辊轴承274.1 轧辊轴承的负荷的性质274.2结构示例284.3 滚动轴承装置设计与安装要点29第5章机 架325.1 机架的主要型式325.2 机架的结构325.3 机架设计要点33第6章换辊装置34参考文献36致 谢37附录138第1章 绪论

5、 1.1轧制的简介轧制方法是金属材料成型的主要方法，轧制成型的钢材是数量最大的金属材料制品。冶炼的钢有90%以上要经过轧制工艺才能成为可用的钢材。轧制钢材与汽车、建筑、能源等国民经济支柱产业密切相关，因此它也是与人民的生活紧密联系的。由于钢材生产数量大、品种多，广泛应用于国民经济的各个部门，因此冶金工业是国民经济发展的基础产业之一。上一世纪的后半叶，特别是最后的20多年，在相关学科和技术发展的基础上，轧制技术发展迅速，面貌日新月异，逐渐形成了现代轧制工艺。1.2轧制工艺的特点和发展趋势当今现代轧制工艺的特点和发展趋势基本可以归纳为如下几个方面：一、 大力开发高精度轧制技术提高轧制产品的精度，是

6、用户的需要，也是轧制技术发展的永恒的目标。产品的精度主要指产品的外形尺寸精度，它是社会主义市场经济发展的需求，也是作为产品的最基本条件。二、 以过程冶金理论为基础，以低合金钢为重点，提高产品的冶金质量，扩大品种轧制过程是赋予金属一定的尺寸和形状的过程，同时也是赋予金属材料一定组织和性能的过程。因此，轧制过程也是一个冶金过程。以物理冶金理论为基础，通过材料化学成分的优化和工艺制度的改进，已经大幅度提高了现有钢种的质量，并开发出大量优良的新品种。三、 提高连铸比，大力推广连铸连扎工艺及短流程技术采用连铸技术可以大幅度降低能耗，提高成材率，提高轧制产品的质量。四、 轧制过程连续化的新进展无头轧制技术

7、五、 采用柔性化的轧制技术在激烈的市场竞争中，为了适应用户多品小批量、短交货期的需要，迫切需要开发柔性化的轧制技术。六、 轧制过程的自动控制和智能控制自动化是现代化轧钢厂提高产品质量的最为重要的手段。现代化的轧钢厂采用了多种自动化系统进行产品的质量监督和控制。自动化技术与轧制技术的交叉和融合，将为轧钢厂提高产品质量、降低成本、增加效率提供最为有效的手段。七、 深加工产品的深加工可以用较小的投入带来较大的效益，把产品的最终效益留在钢厂，同时也加强了冶金厂与用户之间密不可分的关系。产品的深加工包括涂镀、裁剪切分、焊接、冷弯、机械加工、复合等等，方式繁多，效益明显，是极有前景的发展领域。近年来，产品

8、的深加工领域受到人们越来越多的重视。第2章 轧辊的设计2.1 轧辊700/1200×2300 四辊热轧钢板轧机，将热状态下的碳钢及低合金钢板坯轧成一定规格的板材工作机座包括辊系、机架部件压下下衡装置、轧辊的轴向固定装置等。主传动转置为两十ZD25083型功率为2050千瓦，转速为60120转分的直流电动机，通过万向接轴直接带动工作轧辊 。 图1 四辊轧机的工作辊和支承辊工作辊及支承辊的计算 四辊式轧钢机的轧辊分为工作辊与支承辊，工作辊是用来直按完成轧制过程的，其直径较小；大直径的为支承辊(图1)，其作用是改善工作辊的强度及刚度条件。每个轧辊都由辊身，辊颈及轧辊轴头三郎分组成，钢板轧机

9、的轧辊辊身长度L按被轧钢板的最大宽度确定，则：L= b + a (11)b钢板的最大宽度，毫米a辊身长度的裕量系数，它决定于钢板的最大宽度。 当b=4001200毫米时，a = 100毫米； 当b > 1200 毫米时， a =200400毫米。工作辊直任是按允许咬入角确定，即： （12）式中重车后的最小工作辊直径，重车率57%； h绝对压下量； 允许咬入角，对热轧钢板为=18-22度。 工作辊直径较小时，扎辊的扭转角度会影响钢板的质量。为了保证轧辊的扎转刚度，在选择轧辊直径寸应该同时考虑辊身长度的影响。轧辊辊身长度与轧辊直径之比通常取为：工作辊工作辊=2.54.0；支承辊=1.32.5

10、 。2300 钢板轧机工作辊径=700mm，支承辊直径=1200mm，辊身长度L=2350mm。其=2350/700=3.35；=2350/1200=1.95 支承辊辊径主要决定于辊系的刚度。刚度过小，上下工作辊将产生啃边观象而破坏轧制过程，常用支承辊辊径值为。2300钢板轧机为。轧辊辊颈装滚动轴承，其尺寸一般取为：d=(0.50.6)D 式中 d一辊颈直径； D轧辊直径。 轧辊铀头用万向接轴传动时，轧辊传动端做成扁又(图2)。扁头的尺寸应该与万向接袖的叉头尺寸相配合。 图2 具有扁头的轧辊 式中 重车后的最小工作辊直径，重车率为5%7%； （13） =1822度 s=（0.250.28） b

11、=（0.150.20） a=（0.500.60） c=（0.51.00）b 四辊热轧钢板轧机工作辊的材料通常采用冷硬铸铁或合金铸铁，支承辊采用合金铸钢、都须进行热处理。2300钢板轧机的工作辊与支承辊的材料均为 由于工作辊与扎件是直按接触的，因此，工作辊的硬度及耐磨性与轧件的表面质量和轧辊的使用寿命均有很大关系选择工作辊的材料，主要应从硬度及耐磨性这两个方进行考虑。粗轧机工作辊硬度通常为6070Hs，而精轧机要较高一些，为6575Hs 。 支承辊扛工作时承受很大的载荷，它不与扎件直接接触，所以在选择支承辊材料时，主要以强度及韧性进行考虑，合金铸钢支承辊经调质处理后强度性能很好，硬度可以达到35

12、55Hs。钢板轧辊的强度计算二辊轧机的轧辊强度计算，如图3所示。假设轧辊承受的负荷，在扎件宽度为b的范围内是均布的，且左、右对称，即钢板位于轧辊辊身中间。轧辊两端辊颈上的反作用力是在压下螺丝的中心线上。 图 3辊身中间断面的弯曲力矩为： （14）弯曲应力为： （15）危险断面上的辊颈的弯矩及弯曲应力为： kg （16） （ 17）式中 P轧件作用在轧辊上的压力，kg； a两个压下螺丝之间的距离，cm； b钢板的宽度，cm ， c压下螺丝中心线到辊身边缘的距离，cm; 轧制时轧辊除受弯曲应力外，也有扭转应力但对辊身中间断面其扭转应力较弯曲应力小的多，故一般辊身强度只按弯曲应力计算。对辊颈危险截面

13、应按弯扭合成计算，其扭转应力为： ; （18）式中 作用在轧辊上的扭转力矩 kg 对钢轧辊 用第四强度理论计算 （19）对铸铁轧辊 用摩尔理论计算 （110）轧辊的安全系数一般取5，故许用应力为： （111）式中 轧辊材料的抗拉强度极限。对于四辊轧机，由于采用了支承辊，给轧辊计算带来了新的特点。首先是工作辊和支承辊之间有互相加强抗弯能力的作用，也就是说，它们之间有弯曲我荷的分配问题；抖一个特点是工作辊与支承辊之间存在着相当大的接触应力。2.2工作辊和支承辊的组合分析支承辊和工作辊之间的弯曲力矩和弯曲应力的分配情况取决于轧辊辊型设计。在生产中通常把四辊轧机的一个工作辊(上工作辊)做成媵鼓形的，而

14、其余三个做成圆柱形的。 图4 各种情况的工作辊和支承辊的组合a 工作辊为腰鼓形 b 圆柱形 c 凹形表面上画列举工作辊和支承辊辊型的三种组合情况(图4 ) 1） 支承辊是圆柱形，而工作辊则呈腰鼓形(图4 a)2 支承辊与工作辊都呈圆柱形(图4b) 3) 支承辊呈圆柱形，工作辊由于辊身的磨损而具有凹形表面（图4c）。忽略切力影响，研究弯曲力矩在工作辊和支承辊间的分配情况，按材料力学公式，这些弯矩等于： （112） （113） 式中 、 工作辊和支承辊的弯曲力矩；、 工作辊和支承辊材料的弹性模量；、 工作辊和支承辊辊身断面的惯性矩；、工作辊和支承辊中心线的曲率。用直径表示惯性矩。以弯曲挠度之比取代

15、轧辊曲率之比 (由于后者很小)，弯矩之比等于： （114） 工作辊和支承辊辊身的弯曲应力之比等于： （115）将公式114带入公式115得： （116）下面研究在上述三种组合悄况下，弯矩之间和弯曲应力之间在数量上的比值。设两种轧辊都用同一材料做成，即，而直芒之比取为。第一种情况是工作辊呈腰鼓形文承辊呈圆柱形。这里的工作辊呈腰鼓形保证了被轧制的钢板在宽度方向上厚度均匀、显然支承辊的挠度。大干工作辊的挠度 (图4)，假设2如果=2 (假定一对下轧辊的刚度极高)，则在所假设的辊径比和轧辊材料的条件下，按方程式(114)和（116）得： 第二种情况是两个轧辊都呈圆柱形（图4 b），这时=，则： 第三种

16、情况是工作辊呈凹形表面，支承辊呈圆柱形（图4 c），这时如果假设工作辊的辊身中部的磨损等于支承辊的挠度值，则=。所以： 1根据上面的析，可以得出这样的结论：当支承辊与工作辊辊径比大于1.5时弯矩几乎全部传绐支承辊，所以支承辊应该按全部轧制力来计算其弯曲强度；工作辊只须计算扭转强度。但当轧制过程中存在很大的前、后张力差及轧辊具有弯辊装置时，还应计算张力及弯辊力引起的弯曲应力。四辊轧机轧辊的接触强度计算在半径方向产生的接触正应力在接触表面的中间最大，其值可按赫茨方程式求得： （117）式中 q 加在接触表而单位长度上的负荷，千克厘米； 相互接触的两个圆柱形的半径，相当于两轧辊的半径，厘米；与轧辊材

17、料有关的系数： 式中 轧辊材料的波桑数 轧辊材料的弹性模量，千克/平方厘米 当轧辊材料相同，=0.3时，方程式（117）将为：接触应力为：由于接触变形处于三向压缩状态，虽然应力值很高，但对轧辊没有很大危险，其许用应力可以取的稍高些，当其表面硬度大于布氏硬度350时，为： 1500020000 52007000 轧辊的挠度计算，在轧制过程中，由于存在有很大的轧制压力，轧辊将产生弯曲，因而会产生轧件在宽度方向上的厚度不均匀性一般记算轧辊辊身中间位置和辊身边缘及钢板边缘的幌度差，以保证在轧制时上、下两辊不发生啃边现象及保底轧件宽度上的厚度均匀性。轧辊的挠度计算，一般只对板带轧机才进行。 由于轧辊直径

18、与其长度相比较，尺寸很大必须考虑横切力的影响，即：式中 轧辊的弯曲挠度； 轧辊的切力挠度；f 轧辊的总挠度。图5按材料力学卡氏定理得，简支梁的弯曲与切力挠度为： 118 119式中 M、Q梁上任意截面的弯矩和切力； E、G梁的抗拉弹性模量和抗剪切弹性模量； J、F 所研究断面的惯性矩和断面面积； R 在计算轧辊挠度的地方所作用的外力。由于轧辊负荷对称性，为了求弯曲挠度，可以只研究半个轧辊，用此法求得的挠度实际上就之上面提到的挠度差。由图38可见，对于钢板边缘，用此法术得的f=- 也就足辊身中间和钢板边缘的挠度差。为了求钢板边缘的挠度，在钢板边缘处作用一个虚力R。则作用在轧辊各部分的弯矩及具偏导

19、数为： 在力P/2和R之间 ； 120 及 0 121 在轧辊中间位置与力R之间时 122及 x 123将这些弯矩和导数的数值代入方程118中，并使作用力R=0，整理得 124式中 J 辊身截面的惯性矩；积分，并以直径表示惯性矩得： 125在求由切力引起的在辊身中间位置和钢板边缘的挠度差值。将方程式 122微分，得切力： 由此得 1将切力及其导数的数值代入方程式119，并使作用里R=0。得： 式中 F 辊身断面面积，得所以轧辊辊身中间和钢板边缘的挠度差值为： 同样的方法计算轧辊辊身中间位置和轧辊边缘的挠度差值，这时虚力R作用在轧辊边缘处。第3章 轧辊轴承及轴承座3.1 轧辊轴承 轧辊轴承与一般

20、机器轴承相比较有如下两大特点： 1)承受的载荷大；2）两轧辊中心线间的距离，即放置轴承的位置受到限制。因此，轧辊轴承的单位压力P和其发热指标PV值都较一般机器大。据此，轧辊轴承具有一系列特征：1)由于PV值高，故轴承必须具有良好的润滑及冷却；2)由于两轧辊中心线间的距离受限制，即轴承径向尺寸受限制，为了减小轴承径向单位压力，一般轴承的宽度尺寸取得较大，如滚动轴承则采用四列式的较多；3）由于轧制力较大，所以采用低摩擦系数的轴承，对节约电能消耗有很大意义；4)轧制力大，引起轴承的弹性变形也大。所以，对于产品尺寸要求越高越应考虑刚性较好的轴承。2300四辊热轧钢板轧机的轧辊轴承具有重裁、高温的特点，

21、所以要求采用的轴承能够承妥很大的载荷，有良好的润滑和冷却，摩擦系数小、刚性好，因此，工作辊及支承辊都采州滚动轴承。四辊轧机上常用的滚动轴承型式是四列圆锥滚柱轴承及球面圆锥滚柱轴承，因为这类轴承不仅能够受很大的径向裁荷同时可承受一定的轴向载荷。在2300四辊热轧钢板轧机上的工作辊及支承辊都采用四列圆锥混柱轴承。图5 为2300四辊轧机的轴承座总图。四辊轧机支承辊轴承座为一门型架(图5中的12)，考虑到调整轧件厚度的需要，轴承座在机架窗口内应能上、下移动，故其配合一股取，2300钢板轧机取。工作辊轴承座装置在门型架中。为保证轧辊磨损后，工作辊仍能与支承辊相压紧，工作辊轴承座在门型架巾应能上下移动，

22、其配备也取。 为下防止轧辊的轴向窜动，考虑列换辊方便，换辊端的轴承座应有轴向固定压板图6中的。传动端的轴承座做成游动的，这样轧辊可以自由地热膨胀，而且当轧辊断裂时，轴承座可在窗口中自由滑动，以避免轴承座零件被破坏。另外，考虑换辊方便应把轴向固定装置设在换辊端。 图5的上支承辊轴承座顶端有两个耳朵，其作用是将轴承座挂在平衡杠杆上。整个上支承辊轴承座、压下螺丝及平衡杠杆的重量通过平衡杠杆系统由位于机架顶端的一个大液压缸来平衡。 在下工作辊轴承座内，有平衡上工作辊，轴承，轴承座和上支承辊用的液压缸(图5中A-A 剖视) 。上支承辊轴承座、压下螺丝及平衡杠杆的重量用一个大液顺缸子衡，上工作辊系和上支承

23、辊本身的重量用四个小液压缸平衡，这种型式称为五缸液压平衡。如果上支承辊系也采用与工作辊相似的由四个在下支承辊轴承座内的小液压缸来平衡，则称为八缸液压平衡。轴承材料的选择，支承辊轴承座常用ZG35，工作辊轴承座ZG40Mn或ZG45。上、下支承辊轴承座都应有自动调位的性能，以免轴承倾斜地工作。对于上支承辊轴承座，通过压下螺丝的球面垫保证其自动调位，下支承辊轴承座为了自动调位应该支承在修圆了的或较短的支座上。 2300四辊钢板轧机的工作辊与支承辊均采用四列圆锥滚珠轴承，辊颈与滚动轴承内圈配合为基孔制，为了拆装方便一般取动配合dd和为了防止相对运动，必须采用轴向压紧装置，它是通过锁紧螺母12，将止推

24、轴套13压紧在轴承内圈的侧面。这样在结构上可使轧辊转动时，辊颈与轴承内圈一起转动。 轴承的外圈与轴承座孔之间的配合为基轴制，同样为了便于拆装，一般孔取为动配合Dc 。化考虑到由于轧辊与轴承长期处在高温环境中，受温度的影响产生热膨胀，相配零件的变形以及轴承座孔加上误差等原因，实际上采用较Dc要大的公差， 一般采用050毫米左右的间隙。 图6中的6、7为调坠坏，其作用是保证一定的轴向间隙，以避免发生轴承滚动体卡住现象：并使四列圆锥柱受力均匀。外调坠坏6两个，内调整环7一个。用轴承端盖9把轴承的外圈沿轴向固定，而轴承的内圈是用锁紧螺母12通过止推轴套13压紧；螺母12拧在带螺纹的半环33上，半环33

25、则以销钉34固定在辊颈上的环形槽内。当拧紧螺母12时，止推轴套13压紧轴承内圈，止惟轴套13与辊颈是用键14 连接。 釆用带螺纹的半环紧固结构方式。是为了避免在辊预上直接车削螺纹，因为在大零件上车削螺纹是不合适的，螺纹磨损后不易修复。轴承通过轴承座上的钻孔和调整环上的孔进行润滑。为了防止辊预生锈并考虑到轴承内围可能稍微转动，故对辊颈也进行润滑。为了保证轴承的密封性，在辊身一端用保护套18，胶质密封圈17，防尘环19等零件密封，在辊头一端也有密封圈。密封圈是用耐油橡胶制成。 3.2压下装置 压下与平衡装置 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，保证绐定每道的压下量，由于钢板在

26、轧制过程中，对轧制线的高低没有严格的要求，所以，一般钢板轧机上没有专门的压上装置，只是在必要时才用垫片调整。钢板轧机压下装置的类型如表31。 表3-1钢板轧机压下装置分类类型驱 动 方 式 用 途快速调整装置电 动主要用于轧辊移动行程较大需要逐道调整的场合，如板胚轧机，中厚板轧机等慢速调整装置手 动只在道间调整换辊时才用自 动用于板带轧机、连扎机高反应速度频动微调装置液 压主要用于现代可逆式及连续式四辊板带轧机上。 平衡装置的用途是：1）保证上轧辊轴承座紧贴压下螺丝，即当压下螺丝向下移动时轴承座也跟着向下移动；当压下螺丝回升时，轴承座也随着向上移动，即消除压下螺丝与轴承座之间的间隙，以避免轧制

27、时产生冲击载荷；2）保证消除压下螺丝与螺母间的有害间隙，也即将因螺丝自重产生的上间隙转化为托起螺丝时产生的下间隙； 3）对四辊轧机来讲还应考虑消除上支承辊轴承与轴承座间的有害间隙，即将轴承衬中的上间隙转为下间隙。 在板带轧机上，一般采用液压平衡，五缸式或八缸式平衡；在小轧机上也有采用弹簧平衡的。在2300四辊钢板轧机上有两组压下装置，如图所示。两组压下下置可同时调整，也可在脱开电磁离合器5后进行单独调整。压下速度为212毫米秒。 2300四辊轧机的压下装置传动示意图压下螺丝是通过二级圆柱齿轮，一级球面蜗杆蜗轮减速箱来传动的。两台直流电动机功率为；2千瓦，转速520转分。压下螺丝上端为花键轴联接

28、，这种联接方式接触面积大，相应的单位压力小，磨损最小，间隙小、易于保证调整精度。压下螺丝的下端枢轴做成凹球面状的，这是为了便于轴承座的自动洲位。 压下装置采用双电机驱动的原因足，电动机飞轮力矩小，相应的启动、制动时间短，故可缩短压下调整时间。 压下螺丝的直径按作用在辊颈上最大可能的压力决定，因螺丝长度与直径的比值很小，所以其纵向弯曲可以忽略不计。压下螺丝最小断面的直径d1，由下式决定： 式中 P作用在辊颈上的最大压力 ； 通常压下螺丝用=60007000 kg/。=16%的锻造碳钢制造，当安全系数n=6时，许用应力=10001200 kg/。当负荷很大时可采用合金钢，为了提高压下螺丝的螺纹和枢

29、轴的耐磨性，进行表面淬火至4560HRC，并磨光。由于压下螺丝和轧辊辊颈受相同大小的轧制压力，所以两者的直径有一定的关系： d0=（0.550.62）d式中 d0 压下螺丝外径； d轧辊辊颈直径，对四辊轧机，是支承辊的辊颈直径。其中上限是用于煅钢及铸钢的轧辊，下限是用于铸铁轧辊。压下螺丝一般均用锯齿形螺纹，螺纹直径和螺距见下表。 图示压下螺丝为锯齿形螺纹，直径d0=450mm，螺距s=10mm，材料为35CrMo。在冷轧机上，为了能够精确地调整，螺纹螺距可取小些。但对2300四辊热轧钢板轧机，由于螺距过小及润滑不良等原因，现场曾多次出现压下螺丝与螺母咬死事故。 原设计是用蜗轮减速箱中的润滑油润

30、滑压下螺丝和螺母，为了改善润滑条件，现在改为在压下螺母底部以23公斤 的压力油进行润滑，避免下压下螺丝与螺母咬死事故。 压下螺母的高度按螺纹的许用单位压力150200kg确定，一般取为(1.220）d。螺母的外径根据其端面和机架接触面间的单位压力为600800 kg或动配合。螺母是贵重的磨损零件，由于负荷大、体积大、耗才量也很大。为了节约青铜，2300四辊轧机的压下螺母采用加箍螺母(图)，铜螺母外缘用两个钢套圈加箍，钢套圈与铜螺母之间以及两个钢套圈之间均采用静配合，在套上第二个箍圈前，必须先车削第一个箍圈的外径及相应的螺母外径。采用加箍式螺母，在制造工艺上必须保证箍圈的端部非常紧密地压在螺母的

31、台阶上，压下螺母的断面上开有油槽以便润滑螺纹啮合处为了保持压下螺母不致掉下及转动，通常用压板将其固定，压板嵌在螺母和机架上的槽内，用螺钉固定。如图：传动一下压下螺丝所需要的力矩，等于： 式中 P 作用在一个压下螺丝上的压力； 压下螺丝枢轴的直径； 压下螺丝螺纹的平均直径； 压下螺丝枢轴的摩擦系数； 螺纹中的摩擦角； 螺纹倒角； “+” 当压下螺丝下降时为+号 “-” 当压下螺丝上升时为-号当轧机空转时，作用在一个压下螺丝上所需要的力为： P=（Q-G）/2式中 Q 和G是平衡里和被平衡机件的重量。通常平衡力比被平衡机件的重量大2040%，则P =（0.20.4）G/2。当在轧制过程中进行调整时

32、，P力等于作用在一个螺丝上的轧制压力。 2300钢板轧机液压平衡装置，如图 所示，上支承辊轴承座、压下螺丝及平衡装置本身杆件的重量，由位于机架平台连接横梁处的一个大液压缸33通过杠杆系统来平衡。当生产运转时大液压缸 33主要承担消除压下螺丝与螺母间、压下螺丝与上支承辊轴承座间的有害间隙。当换工作辊时，该缸33应能提起上支承辊，故在换工作辊时该缸的油压必须增大。而上工作辊，轴承及轴承座和上土承辊的重量由位于下工作辊轴承座内四个小液压缸32来干衡：它的作用是首先将工作辊辊身紧站在支承辊辊身上，继而将支承辊住上枱，使支承辊轴承与轴承座间原有上间隙转化为下间隙。下图为压下平衡装置的立体示意。当轧辊需要

33、下降时，开动压下装置电动机使压下螺丝及上承辊下降，通过杠杆系统使大液压缸柱塞随着下降，此时电磁液动换向阀23的PA 接通，手动换向阀22的AO接通，油液流向蓄能器14将重锤抬起。同时上工作辊及上辊按轴也下降电磁换向阀24、25的BP接通，油液也流向蓄能器抬超重锤。轧辊提升时，开动压下装置电机使压下螺丝提升，此时蓄能器的重锤下降，油液流向相反，使大液压缸柱塞提升，上支承辊轴承座也随之提升。同时液压缸30，32的柱塞也提升，则上工作辊系及上支承辊本身和上辊接轴也随之提升。1 电动机2、10上下支承辊轴承座3 联轴器4 减速器5 工作辊6 蜗杆7 压下螺丝8、11上下工作辊轴承座8 涡轮12 13平

34、衡系统杠杆14 连接横梁15大液压缸柱塞16小液压缸柱塞17 支承辊 2300四辊轧机压下与平衡立体示意图装置为了使液压系统中压力保持恒定及防止系统过载，应在管路中设置益流阀，为了防止当油缸向油箱放油时，由于油缸柱塞及被平衡构件的自重下落而产生冲击现象，所以在回油管路上设有平衡阀27，调整一定的压力，给以背压，使拄柱子稳地下降。为了保证重锤蓄能器的正常工作防土蓄能器柱塞有可能顶出造成事收故，所以采用图示的安全防护装置。当柱塞上升到一定位置时，就碰到固定拉杆9上的螺母(拉杆9固定在底座上)，这样拄塞被挡住不能再继续上廾，防止了柱塞被顶出。当然此时油压就会升高，过量的油可由溢流阀回至油池；另外，如

35、果拉杆上的保险螺母被损坏此时柱塞继续上升，上升到一定高度，油液经过活墓内孔溢出流向油管(两口接通)，防止发生事故。 2300四辊钢板轧机换辊顺序如下：首先校退压下螺丝，切断上作辊平衡液压缸的油路及a：1J除轧辊的轴向固定装置。用吊车吊起换侣套简，将上、下工作辊，别从轴向抽出。 (换下工作辊时必须先将导板吊走)。 更换支承辊采用专门的换辊小车，抽出上，下工作辊后，开动压下装置电动机，使压下螺丝及上支承辊轴承座下降，当将与下支承辊轴承座靠近时。在上、下轴承座的圆销扎内插入联接板12，使两轴承座刚性地连接成一整体再开动压下装置，使压下螺丝提升，通过大液压缸改用160公斤厘米的油压系统同时提升上、下支

36、承辊系。然后降位于机架换辊侧的换辊小车开进去，换辊小车上的两根家横梁伸进下支承辊轴雌座的下面，再将压下螺丝大液压缸柱塞降下，则上、下支承辊系的重量落在换辊小车的两根底横梁上，开动换辊小车即可将上，下支承辊系沿着底横粱下面的导轨拉出来。 可见，为了使大液压缸能将上、下支承辊装置同时提起，必须用160公斤厘米的油压系统。因此，换辊时先扳动手动换向阀22，切断AO而接通BO，使大液压缸与160公斤厘米的油压系统接通。 换辊用油压系统共有两台泵，一台为供160公斤厘米。油压的柱塞泵15，另一台为辅助泵。在开动柱塞泵前，先启动齿轮泵，给柱塞泵以一定压力的油液。 在轧制过程中，有时会产生卡钢的现象，即钢板

37、在轧辊间被卡住。这时在压下螺丝上作用有极大的轧制压力，所以靠压下装置电机本身的能量无法使轧辊松开。为此一般在大的钢板轧机上都配备有一套专门的松压裴置。 2300四辊轧机的松压装置如图312所示，由一台交流电动机jzR528，功率30kw，转速725转分，通过蜗轮减速机12与压下传动装置的高速轴相连，接轴上设有一个牙嵌式手动离合器13当发生卡钢需要松开时，将牙嵌离合器于柄合上，开动松压电机，松开压下螺丝，排除故障。第4章 轧辊轴承4.1 轧辊轴承的负荷的性质轧辊轴承用来支承转动的轧辊，并保持轧辊在机架中正确的位置。轧滚轴承应具有小的摩擦系数，足够的强度和刚度，并便于更换轧辊。 轧辊轴承工作条件的

38、主要特点，就是它承受很高的，比普通标准轴承所允许要大好几倍的单位负荷。这是因为轴承的外围尺寸受轧辊直径的限制，以及在较脰的辊颈内须采用很大的许用弯曲应力所决定的。例如，对于开式滑动轴承，作用于其轴承衬投影面上的单位压力，可根据辑颈上的许用弯曲应力并由以下关系式求得： 式中 l和b轴承衬的长度和宽度； d轴颈直径 轴颈上的许用弯曲应力。 设b=0.8d，得 从这关系式得出，例如对于钢轧辊在许用应力=1200时，轴承上的单位压力为p=200480 在辊颈圆周速度v=25m/s时，与其相应的v、p值为：Pv=4002400.m/s 所以在轧辊轴承上要承受很高的单位压力与相当大的pv值。考尝到pv的数

39、值很大，对一股带有夹布胶木衬瓦的滑动轴承多采用直接浇水到轧辊轴颈上进行强制冷却和润滑；而对于油膜轴承则用强力的循环油来达到人工冷却的作用。 扎辊轴承的其他特点是有些轧帆的轴承在高温下工作的。例如在叠轧薄板轧机上，当数块钢板叠轧时，上下两块钢板与中间钢板冷却不一样，中间钢板冷却较缓慢，这将使轧件产生不同的延伸为了使钢板延伸均匀，避免钢板间的粘结，轧辊在使用前要进行顶热，预热温度为400450度，故这类轧机的轴承是在高温的条件下工作的。其滑动轴承衬瓦多采用铜合金制成，由于轴承在高温下工作，一股采用了沥青油润滑。 滚动轴承目前已被广泛地用于冷轧机，薄板轧机，线材轧机以及其他各种轧机。在一般情况下，首

40、先当轧制速度较高时，趋向于用油膜轴承代替滚动轴承。滚动轴承和油膜轴承的主要性能指标上面已经作了比铰，这里尚须加以补充的是，滚动轴承通常是在干油中工作的，与油膜轴承比较不要求严密的密封装置，同时换辊也比较简单， 轧辊用的滚动轴承主要有圆锥滚柱轴承，球面滚柱轴承和圆柱滚柱轴承，前两种轴承可同时承受径向力和轴向力，尤以第一种应用最广，而第三种要附加另外的止推轴承，但其径向尺寸铰小，负荷能力较大，而且摩擦系数也较圆锥滚柱轴承和球面擦柱轴承为小，比较适合于高速重载的场合，近来应用渐多。4.2结构示例四辊轧机的工作辊通常采用滚动轴承(在一些小型或简易的四辊轧机上有时也具有金属轴衬的滑动轴承)，而支承辊既有

41、用滚动轴承，也有用油膜轴承。四列圆锥滚柱轴承能很好地承受轧钢时很大的径向载荷，因而能广泛应用于四辊轧机的支承辊部件中。这种轴承还具有这样的优点：当轴承滚动道磨损而使轴向间隙增大时可采用磨间隔圈的方法来使间隙减小；此外，这种轴承在装配时不要求调整轴向间隙，可以把它在辊颈上和轴承座内沿轴向都紧固住。 图 是薄带钢冷扎机的上工作辊和上支承辊的轴承装置。支承辊受很大的径向作用力，故装置了四列圆锥滚柱轴承，而工作辊受力要小得多，故装置了一对四列圆锥滚柱轴承。 为了调整工作辊轴承，在轴承盖和轴承座端面之间没有调整垫片组。这种工作辊轴承部件的构造形式要求不论在装配时还是在工作过程中都必须非常精细的调整轴承间

42、隙。因此，最好在这种轴承内加间隔圈，或换用双列圆锥滚柱轴承。 支承辊辊径上的轴承内圈是由螺母经压紧环而轴向固定的，环上配有键螺母拧到螺圈上去，而螺圈又以其凹肩贴紧在别分环上，螺母利用螺钉固定防松。 在辊身侧装有两个耐油橡皮封圈，一个封圈防止轴承的润滑油漏出，另一个则防止乳化液落入和弄脏轴承。因此，布置封圈时，应使它们的内圈部分朝着不同的方向。 这种轴承座的结构特点是： 1)每个轴承座采用两个球面滚柱轴承，因此考虑到当两个轴承的径向间隙不等时，为了保证辊颈上的压力能均匀地分布在两个轴承上，因此除要求上下轴承座能自动凋位外(上轴承座的自动凋位靠压下螺丝端郎与安全臼间采用球面接触来达到，而下轴承座的

43、下部分则设置球面自位垫块)，两个轴承的外座圈均能沿轴向自由移位。 2)仅对焕辊端的下轴承座进行轴向调整与固定。4.3 滚动轴承装置设计与安装要点设计与安装轧辊的滚动轴承装置时，应注意下列事项： 1)除掉在每个辊颈上安装一个球面滚柱轴承的情况外，对轴承座总的要求是能够自动调位。 对于四辊轧机，由于支承辊采用的多列 (一般为四列) 滚动轴承本身没有自位性，而支承辊又在很大的弯曲栽荷下工作，故加剧了各列滚动体受力的不均性，而造成轴承寿命的急剧降低。为了改善这种情况，必须使支承辊轴承座具有自动调位的性能，这是与工作辊轴承部件的重要区别之一，后者由于轧辊承受的弯矩很小，因而一般不考虑轴承的自位性。上支承

44、辊轴承座的自位性是靠与压下螺丝端部的球面接触来达到，而下支承辊轴承座的自位性则靠把其下部做成圆弧的办法来解决。这一要求对采用油膜轴承时也是一样的。 当轴承座中装置的两个球面滚柱轴承的径向间隙不等时，它就不象圆锥滚柱轴承耶样靠选择间隔环的宽度来达到径向间隙相等。为了改善上述情况，保证辊颈上的压力能均匀分布尔在两个轴承上，除要求轴承座能自动调位以外，并要求轴承中有一个座圈有沿轴向自由移动的可能。图10表示的是下支承辊球面滚柱轴承座自动调位原理示意图。在轴承座中装置着两个球面滚柱轴承，其中一个带宵间隙e，作用在辊颈上的载荷P形成一力矩，使轴承座转过一个角度a，此时两个轴承的外圈都随着轴承座起转动，直

45、到间隙完全消除而回转力矩也消失为止。在轴承座中心线相对于轧辊中心线作这样的角位移之后，辊预上的压力p就均匀分布在两个轴承上了。在轴承座回转过程中，右轴承的外圈沿着辊预要有一些位移。 图 102）由于经常更换轧辊，考虑到拆装轴承的方便，轴承内圈与辊颈采用动配合，这就可能使内座圈和辊预间发生相对转动，一般可将内座圈轴向压紧来减少辊颈与内座圈相对转动的可能性。 当转速很大时(如轧制速度超过6米秒以上)，为了防止辊颈与轴承内座圈间的相对转动而急剧磨损，轴承在辊预上采用静配合。为了便于装拆，往往在辊颈和轴承内座圈之间加一中间锥套，锥套的内表面带有1：12的锥度，与有同样锥度的辊颈表面相配合；套简的外表面

46、为圆柱面，与轴承内座圈的内扎相配合。也可以用内圈带锥孔的滚动轴承。这时，轴承的装拆最妥善的办法是采用液压推力的方法。 3)安装四列圆锥滚柱轴承时要特别注意准确地把各个轴承元件组合起来，要求各列滚柱之间都具有同一轴向间隙值，使得径向载荷均匀分布在所有四列滚柱之上。这种轴承的正常轴向间隙约为十分之几毫米。 四列圆锥滚柱轴承各个零件没有互换性，所以当把各个轴承元件装到颈上和轴承座中去时必须按图11所示的打印号严格注意轴承零件装置的次序。 间隔圈2，3，4分别按装在外圈端面2-2，4-4和内圈端面33之间，如果轴承零件相互位置顺序混乱了，则各列滚柱之间会产生不同的轴向间隙，因而四列滚柱之间载菏均匀分布

47、将遭到破坏，结果使轴承过早的破坏。 图11 四列圆锥滚柱轴承零件的相互位置第5章 机 架5.1 机架的主要型式工作机架的型式有闭口式和开口式两种： 闭口式机架为一种封闭式的刚架，常用于初轧机、钢板轧机钢管机有时也用于线材机及小型型钢轧机上。 开口式机架这种机架的上盖可以拆卸，特别是中小型型钢轧机，大多采用开门式机架。5.2 机架的结构1)机架的结构应有足够的强度、刚度和稳定性，并便于换辊、换瓦和操作调整。基于这个原则，一般中小型型钢轧机除某些小型和线材轧机有时采用闭口式机架外，大多采用开口式机架。采用开口式机架便于换辊，但往往使机架的刚度降低，在设计型钢轧机机架时应根据具体条件，正确处理这两个

48、相互矛盾的因数。 横列式中小型轧机多采用三辊开口式机架，当然距人字齿轮座最远的机系或成品机架，也可采川闭口式和二辊式机架，但为了便于加工制造，同一列轧机的机架宜采用一致的结构型式。2)机架立柱断面的形状一般用抗弯能力较大的长方形(矩形)或工字形。从固定滑板的方式来看，采用工字形断面较方便，因为采用工字形断面可以用螺栓通过翼缘的通孔宋固定滑板，若机架采用矩形断面，则滑板必须用螺钉来固定，这时要在窗口表面加工螺孔，因此机架的加工是比较困难的，更换滑板亦较麻烦。 3)机架轴承座内侧有设置轴承座滑板的，也有不设置轴承座滑板的，当然有滑板比没有滑板要强，因为在某种程度上起到了防护机架磨损的作用。但是在小

49、型型钢与线材轧机上，虽则在轧制过程中因轴承座的弹跳而造成对机架立柱内侧的某种冲击滑动是不可避龟的，伹因轴承座的滑动量较小，对机架立柱不会造成很大的磨损；另因机架小，窗口窄，加工滑板的固定螺扎是有一定困难的，一般只能用人工攻丝，废时废工。因此在小型型钢与线材机上的滑板是不可避免的，对生产不会有很大的影响。5.3 机架设计要点设计机架时应注意以下几个问题： 1）工字型和长矩型的立柱截面由于它们的刚度较大，最好用在较宽的机架上，尤其是受水平力很大的机架。此外，在较宽的闭式机架上，这种断面也可以显著地减小横梁承受的弯曲力矩堤与之相应的作剐干。在高而且比较窄的机架上(如四纪轧机)，以及承受水平力不大的机

50、架， 选用近于正方形或长边较短的矩形截面对于机架的强度和重量来讲是比较合理的，由于这种截面的惯性矩较小，故使作用于立柱全长上的弯曲力矩变小考虑到立柱长度较大，因此在立住上所能节省的材科将超过横梁上稍许增加的材料。 2)机架地脚掌的位置应尽可能距轧制线近些，以减小水平力引起的倾翻力矩。 3)机架脚与轨座的中心线间距应做的较大些，以使机架稳定，铁皮沟宽敞。4)在设计三辊中型轧机机架时，必须慎重选择导卫梁与轧辊之间的中心线间距，因中型轧机一般多以钢锭作原料，由于锭身较短，为了使轧件能顺利抛出导卫梁而不致被搁扛翻钢滑板上，因此在机架立柱内侧面的安装导卫梁的垂直凹槽与轧辊的中心线间距不应取得过长，但还要

51、根据轧制异型钢村时的最大辊环直径束确定，其间距以不妨碍轧辊的安装为原则。5)闭口式机架的变形与其形状有很大的关系，圆弧形框架的变形最大，小圆角形次之，直角形框架的变肜较小，因此在设计板带轧机时，不宜采用带有圆弧形框架形式的机架。第6章 换辊装置当轧辊磨损到一定程度出现表面缺陷时，为了保证扎材的尺寸精度和表面质量(特别是正成品轧材生产中，而对于轧制板带材的轧辊则应保持良好的辊型和要求的表面光洁度)，以及在型钢轧机上改变产品品种时，就需要及时更换轧辊，当然，换辊所耗用的时间有损于轧机的生产能力，而对观代高效轧机影响尤甚，缩短换辊时间不仅可提高轧机产量，而且还可降低生产成本。因此，更换轧辊时，应母可

52、能较短的时间内进行完毕。为了加速换辊，往往预先备有整套连同轴承在一起的新轧辊。在中小型轧机上，更换轧辊有以下几种方案：1.用一台吊车直按换辊；2.用带有附加装置的吊车换辊；3.更换整个轧机机座；4.采用换辊滑架或换辊小车成对换辊。下面就几种换辊方法分述如下： 1)用吊车换辊。在中小型轧钢车间，用吊车换辊特别适用下开式机架的工作机座上，这种轧机的机架盖可以打开，然后用吊车直接换辊，应指出，在设计型钢轧机时，选择合理的机座结构型式，将有助于提高换辊速度。 2)用带有附加装置的吊车换辊。这种换辊方法适用于闭式机架的工作机座上，换棍时借助于带有附加装置的吊车来进行，这些附加装置是连接套(换辊套筒)平衡重(新轧辊)或c型钩，这种换辊方法的特点是一次只能拆卸或装入一个轧辊。为了借助换辊套简换