第九组短应力线轧机结构分析

1、目录一、引言二、轧机特点及参数三、压下与平衡四、径向调整五、轴向调整六、结构优化及发展趋势 随着现代钢铁科技的发展,为实现棒、线材高产优质低耗,在中国,现代化的小型棒材及线材轧钢车间普遍采用了先进的短应力线轧机,它具有刚度大、设备重量轻、操作简单、工作可靠和产品精度高等特点,已成为目前世界轧机使用最多的一种主导机型。 所谓短应力线轧机是指应力回线缩短了的轧机。这里所说的应力回线是轧机在轧制力的作用下机座等各受力件的单位内力所连成的闭合环线,简称应力线,受力件的弹性变形量又与其长度成正比,因此缩短应力回线的长度，就能减小轧机的弹性变形,提高机座的刚度。 右图中的 a)、b)两图是普通轧机和短应力

2、线轧机的应力回线图对比。引言几种机型参数的简单对比轧机全貌轧机特点及参数（1）工作机座结构特点 刚度高，精度好，承载能力大 设备结构紧凑，重量轻 轴向调整方便，轴向游隙小 上下轧辊同时调整，轧制中心线始终不变，调整方便 换辊快，效率高。当轧机移出轧制线后，用天车直接吊起整套轧机， 换辊时间短，速度快 轧辊轴承采用四列短圆柱轴承，轴承承载能力大，精度高（2）轧机性能参数 轧机型式：二辊式 机架型式：短应力线轧机 最大轧制力：200300t压下与平衡 该短应力线轧机调整辊缝时可对上下轧辊同时调整，其核心为四根丝杠。轧辊两端各有两根，两根丝杠位于轧辊辊颈前后两侧，同时穿过上下两个 轴承座。 以其中一

3、根为例，如图：丝杠上轴承座固定支座下轴承座 丝杠由手轮等一系列传动机构传动，丝杠在上下两个轴承座中只能转动而不能上下移动，由位于上下两个轴承座之间的固定支座保证丝杠在高度方向上固定。 丝杠高度方向上的固定 丝杠中部轴肩卡在固定支座上，保证丝杠不下移，推力球轴承在丝杠转动时使滑动摩擦变为滚动摩擦，防止轴肩与固定支座直接摩擦，保护丝杠和固定支座这两个重要部件。 轴承应定期检查，防止轴肩与轴承座之间产生间隙，从而导致丝杠在高度方向上窜动。轴肩推力球轴承固定支座 位于螺纹套筒上部、固定支座的下部有一铜垫，其避免了丝杠在转动时螺纹套筒与固定支座的直接摩擦，而铜垫则成为易损零件。 铜垫应定期检查，防止铜垫

4、因严重磨损与固定支座、铜垫与螺纹套筒之间存在间隙，导致丝杠在高度方向上窜动。 固定支座下方，位于丝杠中部由螺纹半环卡住丝杠，两者由键连接；螺纹半环由其外部螺纹与螺纹套筒连接，并有一销钉穿过螺纹半环和螺纹套筒，使两者同步转动，其结果是，螺纹半环和螺纹套筒与丝杠同步转动，限制了螺纹套筒的上下窜动。螺纹半环螺纹套筒铜垫销钉固定支座 球面垫球面垫直接压在轴承座上，其与压下螺母接触面为球面，可一定程度上减小由轧辊弯曲引起的轴承偏载问题。 丝杠上各个零件工作原理 装配在丝杠上、轴承座内部零件由下至上依次为：球面垫、压下螺母、平衡螺母、同步弹簧。 压下螺母压下螺母直接作用于球面垫。压下螺母外部加工有很深凹槽

5、，位于轴承座外部的螺柱穿过轴承座作用于凹槽，保证了丝杠在转动时压下螺母不能转动而只能上下移动，从而达到使上轴承座下移、调整辊缝的目的。 球面垫压下螺母 同步弹簧同步弹簧位于平衡螺母与轴承端盖之间。其原理是:弹簧的平衡力作用于轴承端盖，抬起轴承座整个重量，力由轴承座下部向上传至球面垫、压下螺母，使压下螺母与丝杠之间为下间隙，减小了因间隙存在而引起的轧机工作时轧辊上下窜动问题；另外，由于平衡螺母、压下螺母均与轴承座同时运动，故弹簧长度始终不变。 平衡螺母平衡螺母由销使其与压下螺母连接，由于压下螺母不能转动，保证了平衡螺母也只能随压下螺母上下移动 。如果去掉平衡螺母，弹簧直接作用于压下螺母，由于平衡

6、力较大，故压下螺母与丝杠之间会存在上间隙，这样会直接导致轧机工作时轧辊上下的窜动。平衡螺母同步弹簧销孔凹槽同步弹簧平衡螺母压下螺母轧机轴承座不规则振动及防治 1、原因（1）轴承座与固定支座安装不好可导致上下两个轴承座沿轧制线方向整体水平振动。（2）平衡弹簧断裂或失效可导致轴承座的一侧上下振动。（3）压下丝杠与固定支座安装不当、推力球轴承磨损严重或螺纹套与固定支座之间的铜垫处间隙过大。（4）接轴的甩动过大。在速度较高的情况下，由于接轴的甩动造成轧机轴承座的振动。这是由于接轴倾角过大和接轴的动平衡不合乎要求。轴承铜垫2、防止措施（1）确保四个轴承座的相对位置，按要求 修磨或更换安装在固定支座内的侧

7、滑板，以 保证其与轴承座间的配合符合要求。（2）定期检查安装在轴承座内部 的同步弹簧，及时更换，防止事故产生。（3）装配在丝杠上的轴承和铜垫为易损零件，应定期检查其工作是否可靠，及时处理。（4）调整好主机列中各个连接轴线的水平线高度，尽量保证接轴的倾斜角度不超过接轴的许用角度或者选用动平衡合乎要求的接轴。侧滑板径向调整 手轮有大小两个，其两根轴为空套关系。 位于上面两个轴承座中间位置是离合器，沿轧辊轴向推动小手轮可以控制离合器与左面部分嵌合或分离。由此，便可作到对辊缝的两端同时调整或一端单独调整。离合器大手轮小手轮 径向调整装置的主要部分是一个蜗轮箱。蜗轮与两根用牙嵌离合器连接的蜗杆啮合，四个

8、中间齿轮通过花键套与四根丝杠相连。 齿轮2与齿轮3只是将来自蜗轮蜗杆的运动传至齿轮1与齿轮 4，齿轮1和齿轮4与立 柱的装配则依赖立销来固定。齿轮1齿轮2齿轮4齿轮3蜗轮蜗杆调整原理 该短应力线轧机的轴向调整是齿圈齿套式。 通过旋转带有外螺纹的齿套，借助轴承座端盖的内螺纹使推力轴承外环轴向运动，从而通过推力轴承的滚动体推动轴承内环及轧辊轴向运动。轴向调整齿圈齿套推力轴承四列短圆柱轴承固定方式 长方柱通过螺钉与固定支座相连，轴向固定端轴承座通过两边两对球面垫与长方柱压靠固定，轧辊通过推力轴承和轴承座端向固定。 球面垫可一定程度上减小因轧辊弯曲引起的轴承偏载问题。固定支座长方柱球面垫位置球面垫轧辊

9、轴向窜动及其防治 1、轴向窜动原因（1）轧辊轴承装配系统的加工和装配质量是影响轧辊轴向窜动的直接因素。外装配线A上薄弱环节是推力球轴承，轴承经长时间磨损到一定程度后就会产生轧辊轴向窜动；在内装配线B上，当辊颈弧面或挡圈12加工精度不合格，形成两者在圆弧以外部位产生间隙或周期性摆动。（2）轴向调整机构防松效果不好，轴向调整套筒回松。（3）轧机侧面、轴向顶在长方柱上的紧定螺钉回松，但其可能性较小。2、轴向窜动防止措施（1）保证轧辊轴承装配系统各零部件加工精度，安装质量；尤其注意轧辊辊颈的圆弧尺寸，各阶梯距离。（2）定检维修制度，定期检查轴承、挡圈等易损零件是否需要更换，避免因轧辊窜动引起产品质量问

10、题。（3）定期检查辊系与相关链接是否牢固，如相关螺栓、螺钉等。结构优化及发展趋势 目前，短应力线轧机作为小型轧机的主导机型，广泛应用于棒材、线材和型钢生产线，对提高产品性能和产品精度起到了举足轻重的作用。 但是，对于生产高精度圆钢、合金钢等高精端产品，普通短应力线轧机的刚度、轴向窜动、密封等结构还需进一步优化。 以下是Ceri公司针对生产高精端产品，轧机结构优化后短应力线轧机的简介：1、与轧钢工艺结合，提供最合理的辊径范围及辊身长度，配置最优的孔型。2、丝杠直径加大，间距减小，增加轧机刚度。3、采用弹性胶体平衡装置弹性胶体平衡装置，消除径向螺纹间隙；合理、稳定的变形曲线，增加轧机径向刚度。 （弹性胶体就是在外力作用下发生形变，当外力撤消后能恢复原来大小和形状的分散质粒子直径在1nm100nm之间的分散系）4、上轧辊设有轴向调整装置，采用双螺纹的小侧隙消除轴向螺纹间隙。5、球面垫的球面接触，完成轴承座的自适应自适应，避免受力应变。（自适应控制可以看作是一个能根据环境变化智能调节自身特性的反馈控制系统以