《压力加工设备》第四章2013-4压下装置

1、第四章第四章 轧辊调整装置及轧辊调整装置及上辊平衡装置上辊平衡装置第一节第一节 轧辊调整装置的基本概念轧辊调整装置的基本概念第二节第二节 轧辊径向调整装置轧辊径向调整装置第三节第三节 轧辊的轴向调整装置轧辊的轴向调整装置第四节第四节 压下螺丝和压下螺母压下螺丝和压下螺母第五节第五节 安全装置安全装置 第一节第一节 轧辊调整装置的基本概念轧辊调整装置的基本概念一、轧辊调整装置的作用及用途一、轧辊调整装置的作用及用途 主要用来调整轧辊在机架中的主要用来调整轧辊在机架中的相互位置相互位置，用以保证获得所要求，用以保证获得所要求的的压下量压下量、精确的轧件、精确的轧件尺寸尺寸、形状形状以及正常的以及正

2、常的轧制条件轧制条件。 调整工作辊轴线之间的距离，以保证正确的辊缝，给定所需调整工作辊轴线之间的距离，以保证正确的辊缝，给定所需的压下量；的压下量； 调整下工作辊高度，保证轧制线高度一致；调整下工作辊高度，保证轧制线高度一致； 调整工作辊的平行度；调整工作辊的平行度； 轴向调整与固定，带孔型的初轧机、型钢轧机：轴向调整与固定，带孔型的初轧机、型钢轧机：对正孔槽；对正孔槽；板带轧机：板带轧机：板型控制板型控制，如，如HCHC、CVCCVC轧机等。轧机等。 板带轧机上轴向调整，以保证辊型和板型；板带轧机上轴向调整，以保证辊型和板型； 换辊和事故处理操作。换辊和事故处理操作。 二、分类二、分类（1

3、1）按轧辊调整）按轧辊调整移动方向移动方向：轴向轴向调整装置和调整装置和径向径向调整装置调整装置（2 2）按）按轧机类型轧机类型及及工艺工艺要求：要求：上辊上辊调整装置、调整装置、下辊下辊调整装置、调整装置、中辊中辊调整装置、调整装置、立辊立辊调整装置和调整装置和特种轧机特种轧机的调整装置的调整装置（3 3）按）按驱动驱动方式：方式：手动手动调整、调整、电动电动调整装置、调整装置、液压液压调整装置调整装置 手动手动压下装置的优点是结构简单、价格低。其缺点是体力劳压下装置的优点是结构简单、价格低。其缺点是体力劳动繁重，压下速度和压下能力较小。动繁重，压下速度和压下能力较小。 电动电动压下装置是由

4、电动机通过圆柱齿轮减速箱或涡轮减速箱压下装置是由电动机通过圆柱齿轮减速箱或涡轮减速箱（有时也用行星轮减速箱）传递运动的，它（有时也用行星轮减速箱）传递运动的，它可以用于所有的轧机上，可以用于所有的轧机上，如初轧机、板坯轧机、厚板、薄板及热、冷板带轧机。其优点是移如初轧机、板坯轧机、厚板、薄板及热、冷板带轧机。其优点是移动距离可达较大的数值，速度和加速度亦可达到一定的要求，压下动距离可达较大的数值，速度和加速度亦可达到一定的要求，压下能力较大。缺点是能力较大。缺点是结构复杂、反应时间较长、效率较低结构复杂、反应时间较长、效率较低。 液压液压压下装置主要用于压下装置主要用于冷、热轧板带轧机冷、热轧

5、板带轧机上，其主要特点是上，其主要特点是具有很高的响应速度，很短的反应时间，很高的调整精度。但其费具有很高的响应速度，很短的反应时间，很高的调整精度。但其费用较高，控制的行程有限。用较高，控制的行程有限。第二节第二节 轧辊径向轧辊径向调整装置调整装置一、上辊调整装置（也称压下装置）一、上辊调整装置（也称压下装置）作用作用：用来调整上辊的位置。：用来调整上辊的位置。应用范围应用范围：所有的二辊、三辊、四辊和多辊轧机上。：所有的二辊、三辊、四辊和多辊轧机上。影响结构因素影响结构因素：与轧辊：与轧辊压下速度压下速度、移动距离移动距离、工作频率工作频率有关。有关。1 1、手动压下装置、手动压下装置1

6、1压下螺丝压下螺丝2 2压下螺母压下螺母3-3-齿盘；齿盘；4-4-调整杆；调整杆；5-5-调整帽；调整帽；6-6-大齿轮；大齿轮；7-7-蜗轮；蜗轮；8-8-手轮；手轮；9-9-斜楔；斜楔；1010螺母；螺母；11-11-丝杠丝杠 用途用途：不经常调整辊缝的型钢轧机及线材轧机上：不经常调整辊缝的型钢轧机及线材轧机上 也用于小型热轧或冷轧钢板和带钢轧机上也用于小型热轧或冷轧钢板和带钢轧机上优点优点：结构简单，造价低：结构简单，造价低缺点缺点：工人劳动条件差：工人劳动条件差(a)(a)斜楔调整方式斜楔调整方式(b)(b)直接转动压下螺丝直接转动压下螺丝(c)(c)圆柱齿轮传动压下螺丝圆柱齿轮传动

7、压下螺丝(d)(d)涡轮蜗杆传动压下螺丝涡轮蜗杆传动压下螺丝目前主要采用目前主要采用(c)(d(c)(d) )2 2、电动压下装置、电动压下装置 轧辊调整装置的结构在很大程度上与轧辊的调整速度、调整距离、调整频率和调整精度有关。各类轧机的上辊调整速度见表。轧机特性移动速度（mm/s）轧机特性移动速度（mm/s）10001475初轧机80200b）精轧机座5121100板坯机50120型钢轧机（孔型位置不变）25800900初轧机4080钢管穿孔机12700800三辊初轧机3060四辊薄板热轧机0.10.2中、厚板轧机：薄板及带钢冷轧机0.050.1a）粗轧机座1225电动压下装置是目前电动压下

8、装置是目前最常用最常用的上辊调整装置，本章将予以重点介绍。的上辊调整装置，本章将予以重点介绍。调整速度是压下装置的基本参数，调整速度是压下装置的基本参数，根据压下速度的大小根据压下速度的大小，电动压下，电动压下装置可分为装置可分为快速压下装置快速压下装置和和慢速压下装置慢速压下装置两种类型。两种类型。（1）组成组成：最常用的上辊调整装置。通常包括：最常用的上辊调整装置。通常包括：电动机、减电动机、减速器、制动器、压下螺丝、压下螺母、压下位置指示器、球速器、制动器、压下螺丝、压下螺母、压下位置指示器、球面垫块和测压仪面垫块和测压仪等。等。（2）分类分类：（按照压下速度）：（按照压下速度）快速压下

9、装置快速压下装置（一般压下速度（一般压下速度大于大于1mm/s。习惯上把不。习惯上把不“带钢带钢”压下压下，即不，即不带轧制负荷压带轧制负荷压下下的装置的装置)和和慢速压下装置慢速压下装置（也有称其为板带轧机压下装置，（也有称其为板带轧机压下装置，一般压下速度为一般压下速度为0.021mm/s，有时可达到，有时可达到3mm/s）两大类。）两大类。（3）快速电动压下装置快速电动压下装置(3-1)用途用途：初轧机、板坯轧机、中厚板轧机、连轧机组的可初轧机、板坯轧机、中厚板轧机、连轧机组的可逆式粗轧机上逆式粗轧机上。 上述轧机的工艺特点：工作时要求大行程、快速和频繁地上述轧机的工艺特点：工作时要求大

10、行程、快速和频繁地升降轧辊；轧辊调整时，不带轧制负荷。升降轧辊；轧辊调整时，不带轧制负荷。（3-2）对压下装置的要求）对压下装置的要求： a) 传动系统惯性小传动系统惯性小，以便频繁启动、制动；，以便频繁启动、制动； b)有较高的传动效率和工作可靠性有较高的传动效率和工作可靠性(其工作条件繁重其工作条件繁重) )； C)必须有解决压下螺丝阻塞事故的必须有解决压下螺丝阻塞事故的回松装置回松装置。（3-3）类型）类型：a)平行传动平行传动：压下螺丝与电动：压下螺丝与电动机轴线平行。机轴线平行。 图图中：立式电动机中：立式电动机- -圆柱齿圆柱齿轮传动的电动快速压下装置轮传动的电动快速压下装置 立式

11、电动机传动的压下装置由于使用了圆柱齿轮，因此传动效率高，零件寿命长，又节约了有色金属，近年来新设计的初轧机已普遍采用这种传动形式。b)b)垂直传动垂直传动：压下螺丝与电动机轴线垂直：压下螺丝与电动机轴线垂直卧式电动机卧式电动机- -圆柱齿轮减速圆柱齿轮减速- -涡轮蜗杆传动的电动压下。涡轮蜗杆传动的电动压下。需要指出，在快速调整机构的压下螺丝的传动中被迫采用涡轮带动，需要指出，在快速调整机构的压下螺丝的传动中被迫采用涡轮带动，常不是由于需要大的速比（例如在常不是由于需要大的速比（例如在10001000初轧机上仅等于初轧机上仅等于6.856.85），而），而仅仅由于电动机和压下螺丝的仅仅由于电动

12、机和压下螺丝的轴线是交叉配置轴线是交叉配置的。的。（3-43-4）快速电动压下常见事故及处理：）快速电动压下常见事故及处理：a)a)压下螺丝的阻塞事故：压下螺丝的阻塞事故：阻塞现象：阻塞现象：由于初轧机、板坯轧机和厚板轧机的电动由于初轧机、板坯轧机和厚板轧机的电动压下装置压下行程大、速度快、动作频繁，而且是不压下装置压下行程大、速度快、动作频繁，而且是不带钢压下，所以常常是由于操作失误、压下量过大等带钢压下，所以常常是由于操作失误、压下量过大等原因产生原因产生 卡钢卡钢 、“坐辊坐辊”: :误操作使两辊过分压靠误操作使两辊过分压靠 或或 压下螺丝压下螺丝( (上辊）上辊）超限提升超限提升 ，压

13、下螺丝上的载荷，压下螺丝上的载荷超过了压下电机允许的能力，超过了压下电机允许的能力，电动机无法启动电动机无法启动，上辊，上辊不能提升，而发生压下螺丝无法退回的事故。不能提升，而发生压下螺丝无法退回的事故。危害危害：上辊不能移动，电机无法启动，轧机不能正常：上辊不能移动，电机无法启动，轧机不能正常工作，工作，防止办法：防止办法：专门的压下螺丝回松装置专门的压下螺丝回松装置 当发生卡钢事故时，可将上半离合器当发生卡钢事故时，可将上半离合器2 2上的两个液压钢柱塞上的两个液压钢柱塞5 5升起，带动托盘升起，带动托盘9 9与压与压盖盖7 7以及下半离合器以及下半离合器8 8升起，并与上半离合器升起，并

14、与上半离合器2 2相咬合。接着开动两个工作缸相咬合。接着开动两个工作缸3 3，通过双臂，通过双臂托盘托盘2 2驱动带有花键内孔的下半离合器驱动带有花键内孔的下半离合器8 8，强使压下螺丝松动。工作缸柱塞靠回程缸，强使压下螺丝松动。工作缸柱塞靠回程缸4 4返回。返回。工作缸柱塞的最大行程为工作缸柱塞的最大行程为300mm300mm，往复数次即可使螺丝回松往复数次即可使螺丝回松。液压缸的工作压力为。液压缸的工作压力为19.6MPa19.6MPa（200kg/cm2200kg/cm2），工作缸单缸推力为），工作缸单缸推力为56.656.6吨，它是根据卡钢时最大压力吨，它是根据卡钢时最大压力67206

15、720吨吨（相当于最大轧制压力的（相当于最大轧制压力的1.61.6倍）设计的。这种装置能较快地处理柱塞事故。倍）设计的。这种装置能较快地处理柱塞事故。b)b)压下螺丝的自动旋松压下螺丝的自动旋松回松现象回松现象：主要发生在初轧机（当采用立式电动机时，：主要发生在初轧机（当采用立式电动机时，问题尤为严重）和中板轧机上。表现为：已经停止转问题尤为严重）和中板轧机上。表现为：已经停止转动的压下螺丝，在动的压下螺丝，在突加的压力下自动旋松突加的压力下自动旋松，使辊缝值，使辊缝值变动，造成轧件厚度不均，严重影响轧件质量。变动，造成轧件厚度不均，严重影响轧件质量。原因：原因：为了实现快速压下，压下螺丝的螺

16、距取得较大，为了实现快速压下，压下螺丝的螺距取得较大，如某如某11501150初轧机的压下螺丝直径及螺距为初轧机的压下螺丝直径及螺距为440mm440mm48mm,48mm,螺纹升角接近于螺丝、螺母的摩擦角，螺纹升角接近于螺丝、螺母的摩擦角，几乎处于临界自锁状态，加之采用圆柱齿轮传动，故几乎处于临界自锁状态，加之采用圆柱齿轮传动，故压下机构的压下机构的自锁条件差自锁条件差。防止措施：防止措施：一是：加大压下螺丝止推轴颈的直径（一是：加大压下螺丝止推轴颈的直径（d3)d3)并在球面铜垫上开口（并在球面铜垫上开口（d4)d4)，均可，均可增加摩擦阻力矩增加摩擦阻力矩二是：适当二是：适当增加压下螺丝

17、直径增加压下螺丝直径，在螺距不变的情况下，在螺距不变的情况下，不仅能增大摩擦阻力矩，而且能减小螺纹升角，提高不仅能增大摩擦阻力矩，而且能减小螺纹升角，提高自锁性能。自锁性能。注意：注意：制动器作用不大，制动器作用不大，目前为止，防止自动旋松仍目前为止，防止自动旋松仍是难题。是难题。（4 4）慢速压下装置）慢速压下装置（4-14-1）用途）用途：热轧或冷轧：热轧或冷轧薄板和带钢薄板和带钢轧机上。轧机上。上述轧机工作特点：轧件薄、宽、长，轧制速度很快，轧件上述轧机工作特点：轧件薄、宽、长，轧制速度很快，轧件厚度尺寸精度要求高。厚度尺寸精度要求高。（4-24-2）压下装置特点）压下装置特点a)a)轧

18、辊调整量小轧辊调整量小，一般在几微米到几十毫米；，一般在几微米到几十毫米；b b) )调整精度高调整精度高。其精度应在板带厚度公差范围内。其精度应在板带厚度公差范围内。c)c)频繁的频繁的带钢压下带钢压下d)d)必须动作必须动作快快，灵敏度高灵敏度高e)e)轧辊轧辊平行度平行度的调整要求严格的调整要求严格（4-3）结构）结构形式形式 采用采用双电动机驱动双电动机驱动的优点是：在功率相同的情况的优点是：在功率相同的情况下，减少了电动机的飞轮惯性矩，有利于加速启动和制下，减少了电动机的飞轮惯性矩，有利于加速启动和制动过程。动过程。国产国产17001700精轧机座圆柱齿轮精轧机座圆柱齿轮- -涡轮蜗

19、杆传动压下装置传动示意图涡轮蜗杆传动压下装置传动示意图1- 1-测速发电机；测速发电机；2- 2-压下螺丝；压下螺丝；3- 3-电动机；电动机；4- 4-电磁联轴节电磁联轴节某板带压下装置的技术特性如下：某板带压下装置的技术特性如下：压下螺丝外径和螺距压下螺丝外径和螺距 52020mm压下螺丝工作行程压下螺丝工作行程 150mm压下螺丝移动速度压下螺丝移动速度 0.4250.85mm/s传动系统总速比传动系统总速比 195.75电磁联轴节最大扭矩电磁联轴节最大扭矩 2000Nm压下电动机压下电动机(直流直流) 2110kW,500r/min压下螺丝设计承载能力压下螺丝设计承载能力 20MN轧机

20、工作载荷轧机工作载荷(总轧制力总轧制力) 25MN 3 3、液压压下、液压压下电动压下的缺陷电动压下的缺陷：随着科学技术的发展，带钢的轧制速度逐渐提随着科学技术的发展，带钢的轧制速度逐渐提高，对产品的精度要求也日益严格。电动压下装置由于其高，对产品的精度要求也日益严格。电动压下装置由于其传动效传动效率低、运动部分惯量大、反应速度慢、调整精度低等率低、运动部分惯量大、反应速度慢、调整精度低等缺点，已不缺点，已不能满足工艺要求，为此近年来在能满足工艺要求，为此近年来在高速带钢轧机高速带钢轧机上开始采用液压压上开始采用液压压下装置。目前，下装置。目前，新建的冷连轧机组新建的冷连轧机组几乎全部使用液压

21、压下装置，几乎全部使用液压压下装置，热带钢连轧机精轧机组的最后一架也往往装有液压压下装置。热带钢连轧机精轧机组的最后一架也往往装有液压压下装置。液压压下液压压下：用液压缸代替传统的压下螺丝、螺母，调整辊缝。在：用液压缸代替传统的压下螺丝、螺母，调整辊缝。在这一装置中，除这一装置中，除液压缸液压缸和和液压供油系统液压供油系统外还有外还有伺服阀伺服阀、检测仪表检测仪表和和运算控制系统运算控制系统。 液压压下特点液压压下特点： 快速性好快速性好。有很高的轧辊辊缝调整速度和加速度。尤其。有很高的轧辊辊缝调整速度和加速度。尤其是加速度，例如在是加速度，例如在16001600吨轧制力的负荷下，轧辊调整的加

22、速度吨轧制力的负荷下，轧辊调整的加速度能达到能达到30mm/s230mm/s2，满载时辊缝调整速度，满载时辊缝调整速度23.5mm/s23.5mm/s；而电动压下；而电动压下的加速度为的加速度为1.75mm/s21.75mm/s2，辊缝调整速度为，辊缝调整速度为0.5mm/s0.5mm/s。现代液压压。现代液压压下装置系统的频率响应可达下装置系统的频率响应可达20Hz20Hz。 调整精度高。调整精度高。液压压下的最小可控移动量为液压压下的最小可控移动量为2.52.5，而，而电动压下则是电动压下则是1010，因而液压压下的成品厚度偏差可减少到，因而液压压下的成品厚度偏差可减少到44（加减速段约为

23、（加减速段约为1010），而电动压下的厚差一般在），而电动压下的厚差一般在10201020以上。以上。 过载保护简单、可靠。过载保护简单、可靠。因为液压系统有自动及快速卸压因为液压系统有自动及快速卸压装置，可以防止轧辊及其轴承的过载和损坏。装置，可以防止轧辊及其轴承的过载和损坏。 可以根据需要，可以根据需要，改变轧机的当量刚度改变轧机的当量刚度，实现对轧机的从，实现对轧机的从“恒辊缝恒辊缝”到到“恒压力恒压力”的控制，以适应各种轧制工艺要求。的控制，以适应各种轧制工艺要求。 采用标准液压元件采用标准液压元件，简化了机械结构，消耗的功率小，简化了机械结构，消耗的功率小，效率高。效率高。其其缺点缺

24、点是：是： （1 1）检测元件、液压元件要求制造精度高。）检测元件、液压元件要求制造精度高。 （2 2）技术复杂，对操作维护要求高，对故障分析、排）技术复杂，对操作维护要求高，对故障分析、排除较困难。除较困难。 （3 3）液压系统对油的脏污很敏感。）液压系统对油的脏污很敏感。表表4-2 4-2 液压压下与电动压下主要性能比较液压压下与电动压下主要性能比较项目项目液压压下液压压下电动压下电动压下过渡过程时间（从发出讯过渡过程时间（从发出讯号至完成号至完成0.1mm0.1mm压下的时压下的时间）间）0.050.1s0.050.1s0.751s0.751s加速度加速度1530mm/s1530mm/s

25、2 21.51.75mm/s1.51.75mm/s2 2压下速度：压下速度：负载时负载时1.6mm/s1.6mm/s2.87mm/s2.87mm/s0.134mm/s0.134mm/s0.268mm/s0.268mm/s空载时空载时系统频率响应系统频率响应620Hz620Hz1.2Hz1.2Hz轧机刚性轧机刚性硬硬- -中中- -软（可变）软（可变）中（不可变）中（不可变）液压压下装置的类型液压压下装置的类型（1 1）电动电动液压压下装置液压压下装置（双压下装（双压下装置）置）液压压下装置的类型较多，早期发展液压压下装置的类型较多，早期发展起来的一种称起来的一种称半液压压下装置半液压压下装置，

26、是，是液压压下装置与电动压下装置并设液压压下装置与电动压下装置并设的，故又称电动的，故又称电动液压压下装置液压压下装置电动压下电动压下部分用于部分用于“粗调粗调”，如作辊，如作辊缝的缝的予调予调及及换辊换辊等大行程调整。这等大行程调整。这部分装置仍是传统的由电动机通过部分装置仍是传统的由电动机通过蜗轮蜗杆而驱动压下螺丝旋转与升蜗轮蜗杆而驱动压下螺丝旋转与升降。降。液压压下液压压下部分部分“精调精调”，由液压缸通，由液压缸通过活塞杆上的齿条过活塞杆上的齿条5 5推动扇形齿轮推动扇形齿轮6 6使压下螺母使压下螺母4 4在机架内自由回转，在机架内自由回转，从而实现压下螺丝从而实现压下螺丝2 2的升降

27、（的升降（不旋不旋转）转）。压下螺母。压下螺母4 4与扇形齿轮与扇形齿轮6 6是用是用键连接的。键连接的。电动电动液压压下装置的惯性较小，具液压压下装置的惯性较小，具有较短的反应时间，比电动压下装有较短的反应时间，比电动压下装置的置的调整速度提高调整速度提高34倍倍。费用费用比纯比纯液压压下装置要小，但其液压压下装置要小，但其结构比较结构比较复杂复杂（因为需要电和液压两套调整（因为需要电和液压两套调整机构），利用液压驱动压下螺母所机构），利用液压驱动压下螺母所得到的调整范围很小，效率也不高，得到的调整范围很小，效率也不高，仍然仍然不能满足现代高速轧制对压下不能满足现代高速轧制对压下速度及加速度

28、的要求。速度及加速度的要求。 （2 2）全液压压下）全液压压下 近年来发展起来的全液压压下装置，全部取消了传统的电动压近年来发展起来的全液压压下装置，全部取消了传统的电动压下机构，辊缝的调整完全靠液压缸的柱塞来进行。用它装备起来的下机构，辊缝的调整完全靠液压缸的柱塞来进行。用它装备起来的轧机，现在习惯上就称轧机，现在习惯上就称全液压轧机全液压轧机。 全液压轧机机座总高比电动压下的机座全液压轧机机座总高比电动压下的机座矮了矮了1.521.52米米，机座外，机座外貌也更为整齐美观了。当然最重要的优点是它具有极高的响应速度貌也更为整齐美观了。当然最重要的优点是它具有极高的响应速度和效率。和效率。 液

29、压压下装置液压压下装置液压动力系统液压动力系统和和电气控制系统电气控制系统外，其主要部件是外，其主要部件是电液伺服阀电液伺服阀、检测装置检测装置（检测辊缝大小的位置传感器和测压仪等）（检测辊缝大小的位置传感器和测压仪等）以及调整辊缝的以及调整辊缝的主液压缸主液压缸。 全液压压下控制系统简介全液压压下控制系统简介 为了对全液压轧机有个大概了解，有必要先就它的控制系统的基本原为了对全液压轧机有个大概了解，有必要先就它的控制系统的基本原理作一介绍。下面介绍一种近代典型的液压压下控制系统，系统的基本组理作一介绍。下面介绍一种近代典型的液压压下控制系统，系统的基本组成如图所示。成如图所示。这种液压压下系

30、统的工作程序如下：这种液压压下系统的工作程序如下： 第一步第一步 给定原始辊缝给定原始辊缝。 首先由首先由电位器电位器1 1给定原始给定原始辊缝信号辊缝信号S S0 0，该信号通过，该信号通过位移调位移调节器节器3 3和和放大器放大器4 4输入输入伺服闯伺服闯5 5去推去推动动活塞缸活塞缸1212的活塞使轧辊压上。的活塞使轧辊压上。 同时，同时，位移传感器位移传感器6 6将柱将柱塞位移变成电信号反馈给塞位移变成电信号反馈给位移调位移调节器节器3 3，经与给定信号，经与给定信号S0S0比较比较，得，得出偏差信号出偏差信号SS，经放大后再输入，经放大后再输入伺服阀伺服阀5 5，若，若“SS o o

31、，则伺服，则伺服阀不动，压上栓塞不动，完成了阀不动，压上栓塞不动，完成了原始辊缝的调整，然后轧制开始。原始辊缝的调整，然后轧制开始。否则一直调整到否则一直调整到SS o o。1-1-电位器；电位器；2-2-传给另一机座传给另一机座的信号；的信号；3-3-位移调节器，位移调节器，4-4-放大器；放大器；5-5-伺取阀，伺取阀，6-6-位移位移传感器；传感器；7-7-测厚仪；测厚仪；8-8-测压测压仪；仪；9-9-力力- -位移转换元件；位移转换元件；10-10-选择开关；选择开关；11-11-压力传感压力传感器；器；12-12-栓塞缸；栓塞缸；13-13-压力比压力比较器；较器；Cp-Cp-刚度

32、调节系数装刚度调节系数装装置装置 第二步实现机座的弹跳补偿第二步实现机座的弹跳补偿。在轧制过程中在轧制过程中轧制力轧制力P P发生变化发生变化时，通时，通过过测压仪测压仪8 8或或压力传感器压力传感器1111( (由由选择开关选择开关1010选择选择) )测得轧制力测得轧制力P P并转变成电信号并转变成电信号输入输入压力比较器压力比较器1313与事先输入的压力信与事先输入的压力信号号Po(Po(由给定的标准板材厚度由给定的标准板材厚度hoho定定) )相比相比较，则得出轧制力的波动量较，则得出轧制力的波动量P P的电传的电传号。然后通过一号。然后通过一位移转换元件位移转换元件9 9，将，将P

33、P转换为机座的弹跳值转换为机座的弹跳值( (机座弹性变形的机座弹性变形的波动量波动量) )P PK K，再由，再由刚度调节系数装刚度调节系数装置置，将，将P PK K与刚度调节系数与刚度调节系数CpCp相乘，相乘，即可输出根据规定机座当量刚度应补偿即可输出根据规定机座当量刚度应补偿的轧辊辊缝调整量的轧辊辊缝调整量Cp P Cp P K K。辊缝调。辊缝调整量经过整量经过位移调节器位移调节器3 3及及放大器放大器4 4放大后，放大后，输入伺服阀而控制液压缸实现辊缝调整，输入伺服阀而控制液压缸实现辊缝调整，补偿机座弹跳影响。其调节结果再由补偿机座弹跳影响。其调节结果再由传传感器感器6 6反馈到位移

34、反馈到位移调节器调节器3 3与原辊缝调节与原辊缝调节信号信号Cp Cp P P K K比较，若无偏差信号时，比较，若无偏差信号时，则调节完毕，机座弹跳得到完全补偿，则调节完毕，机座弹跳得到完全补偿，控制系统暂时停止工作等待下一次调控制系统暂时停止工作等待下一次调整。整。 设出口带材的厚度为设出口带材的厚度为h h毫米，则毫米，则 式中式中 S0S0轧辊初始值（轧辊初始值（mmmm）；）；PP轧制力（轧制力（t t）;K;K轧轧机刚性系数（机刚性系数（t/mmt/mm）；）；SS位移传感器的位移增量位移传感器的位移增量(mm(mm）。）。 这就是说，要实现对轧机弹性变形的补偿，就是使控制过程实这

35、就是说，要实现对轧机弹性变形的补偿，就是使控制过程实现现 。dSKdPdhM0PhSSKdPdSK测厚仪测厚仪7 7是用于是用于反馈反馈实现板带的实现板带的厚度自动控制厚度自动控制的。在给定的原始辊的。在给定的原始辊缝缝h0h0不正确或轧辊磨损等情况下，板带材的出口厚度由不正确或轧辊磨损等情况下，板带材的出口厚度由测厚仪测厚仪7 7测测得并变成得并变成电信号电信号输入到输入到位移调节器位移调节器3 3中与事先给定的标准板厚信号中与事先给定的标准板厚信号相比，则输出偏差信号相比，则输出偏差信号hh，经，经放大器放大器4 4放大，放大，输入伺服阀输入伺服阀5 5来控制来控制柱塞柱塞的移动，从而使辊

36、缝得到进一步校正。的移动，从而使辊缝得到进一步校正。 现代化的液压压下板厚自动控制系统，能够补偿由各种现代化的液压压下板厚自动控制系统，能够补偿由各种出素所引起的板带材厚度误差，这些因素有：出素所引起的板带材厚度误差，这些因素有：坯料的厚度坯料的厚度及及力学性能力学性能( (硬度、化学成分等硬度、化学成分等) )的差异、的差异、轧辊的磨损轧辊的磨损及及膨胀膨胀、轧辊轴承油膜厚度轧辊轴承油膜厚度的变化或的变化或轴瓦磨损轴瓦磨损以及以及支撑辊的偏心支撑辊的偏心等。等。因此，采用变信号输入的板厚自动控制系统的板带轧机，可因此，采用变信号输入的板厚自动控制系统的板带轧机，可以得到高质量的板带材，而生产

37、效率很高。以得到高质量的板带材，而生产效率很高。 液压压下系统之所以有上述的各种功能，在于它有反应液压压下系统之所以有上述的各种功能，在于它有反应灵敏、传递方便的灵敏、传递方便的电气检测信号系统电气检测信号系统，同时它还利用了刚性，同时它还利用了刚性大、输出功率高的大、输出功率高的液压系统作为执行机构液压系统作为执行机构，而且采用，而且采用电液伺电液伺服阀服阀来作为电一液转换元件，有力地把电、液功能有效地结来作为电一液转换元件，有力地把电、液功能有效地结合在一起，发挥了电合在一起，发挥了电液系统的优越性。液系统的优越性。液压缸在轧机上的配置：液压缸在轧机上的配置：压下式和压上式压下式和压上式（

38、1 1）压下式）压下式：通过安装在：通过安装在机架上横梁的液压悬挂缸，机架上横梁的液压悬挂缸，将液压缸悬挂在将液压缸悬挂在支承辊轴承支承辊轴承座和机架上横梁之间座和机架上横梁之间（实际（实际上，在液压缸与上横梁之间上，在液压缸与上横梁之间还有一个压下垫块，换辊时还有一个压下垫块，换辊时可抽出）。可抽出）。 压下式的液压缸及其压下式的液压缸及其控制盘因布置在上部，故有控制盘因布置在上部，故有较较清洁的工作条件清洁的工作条件，这是他，这是他的优点。缺点是须的优点。缺点是须设悬挂缸设悬挂缸，增加了设备费。增加了设备费。（2 2）压上式）压上式 液压缸装在液压缸装在下支承辊轴承座和机下支承辊轴承座和机

39、架下横梁之间架下横梁之间。液压缸放在下边，虽。液压缸放在下边，虽然环境然环境脏脏一些，但拆装方便；控制用一些，但拆装方便；控制用的伺服阀控制盘，直接安装在距离液的伺服阀控制盘，直接安装在距离液压缸很近的地下室内，控制灵敏，节压缸很近的地下室内，控制灵敏，节省管路，省管路，操作维修方便操作维修方便。 液压缸的这两种布置形式，相比起来液压缸的这两种布置形式，相比起来何者为优，目前尚何者为优，目前尚无明确结论无明确结论，在国外及国内轧机上这两种型式都有。武钢，在国外及国内轧机上这两种型式都有。武钢17001700冷连轧机及单机架平整机用的是压下式（冷连轧机及单机架平整机用的是压下式（SIEMAGSI

40、EMAG制），双机架制），双机架平整机用的是压上式（平整机用的是压上式（DEMAGDEMAG制）。制）。无论何种布置型式，都是无论何种布置型式，都是把液压缸做成可移出式，这是因为液压缸必须经常拆卸与更换把液压缸做成可移出式，这是因为液压缸必须经常拆卸与更换密封的缘故。密封的缘故。 目前的液压压下系统一般都目前的液压压下系统一般都采用采用200kg/cm200kg/cm2 2（19.619.6兆帕）兆帕）以上的高压油以上的高压油。西德的。西德的DEMAGDEMAG与与SIEMAGSIEMAG以及日本的以及日本的IHIIHI均用均用250kg/cm250kg/cm2 2（24.524.5兆帕）的供

41、油压力，以保证液压缸内有兆帕）的供油压力，以保证液压缸内有210kg/cm210kg/cm2 2（2121兆帕）的工作压力。兆帕）的工作压力。提高油压提高油压，在一定范围内，在一定范围内可以提高反应速度和控制精度。但进一步提高油压，受元件加可以提高反应速度和控制精度。但进一步提高油压，受元件加工精度限制，且将增加系统的发热，还可能产生噪音。工精度限制，且将增加系统的发热，还可能产生噪音。 液压缸直径主要根据最大轧制力与系统工作压力来去确液压缸直径主要根据最大轧制力与系统工作压力来去确定定。例如一个工作压力为。例如一个工作压力为210kg/cm210kg/cm2 2（20.5820.58兆帕）的

42、液压系统，兆帕）的液压系统，欲产生欲产生15001500吨的力，所采用的液压缸直径在吨的力，所采用的液压缸直径在900mm900mm以上。以上。二、二、 上轧辊平衡装置上轧辊平衡装置1 1、配置主要原因：、配置主要原因：当轧辊没有轧件时，由于上轧辊及轴承座的当轧辊没有轧件时，由于上轧辊及轴承座的重力作用，在轴承座与压下螺丝之间、压下螺丝与螺母的螺纹重力作用，在轴承座与压下螺丝之间、压下螺丝与螺母的螺纹之间均会产生间隙。这样，当轧件咬入轧辊时，会产生冲击。之间均会产生间隙。这样，当轧件咬入轧辊时，会产生冲击。2 2、作用、作用（1 1）消除消除4 4种间隙种间隙（压下螺丝与螺母间、压下螺丝枢轴（

43、压下螺丝与螺母间、压下螺丝枢轴与止推垫块间、工作辊与支持辊间、辊径与轴承间），与止推垫块间、工作辊与支持辊间、辊径与轴承间），防止冲防止冲击击，改善咬入改善咬入。（2 2）大多数的平衡装置还兼）大多数的平衡装置还兼 有有抬升轧辊抬升轧辊的作用的作用（3 3）四辊轧机，避免工作辊）四辊轧机，避免工作辊 和支持辊之间和支持辊之间打滑打滑。3 3、类型及应用、类型及应用（1 1）弹簧平衡）弹簧平衡：上辊的移动量很小（：上辊的移动量很小（5050100mm100mm），且在轧），且在轧制过程中一般不再调整的轧机上使用，如制过程中一般不再调整的轧机上使用，如三辊型钢轧机三辊型钢轧机。（2 2）重锤平衡）

44、重锤平衡：在上轧辊行程大、快速、频繁移动的轧机上：在上轧辊行程大、快速、频繁移动的轧机上使用。如初轧机使用。如初轧机（3 3）液压式平衡）液压式平衡：也用于上轧辊行程大、快速、频繁移动的：也用于上轧辊行程大、快速、频繁移动的轧机上。如初轧机、板带轧机轧机上。如初轧机、板带轧机 板带轧机虽然上辊的行程较小，但（板带轧机虽然上辊的行程较小，但（a) a) 工作辊和支持辊不同时换辊，要分开平衡；工作辊和支持辊不同时换辊，要分开平衡；(b)(b)工作辊更换频繁，必须考虑换辊方工作辊更换频繁，必须考虑换辊方便，液压方便；便，液压方便；(c)(c)应满足空载加速、减速时，工作辊和支持辊靠摩擦转动，不打应满

45、足空载加速、减速时，工作辊和支持辊靠摩擦转动，不打滑。很复杂，一般也主要采用液压平衡机构滑。很复杂，一般也主要采用液压平衡机构 。（4）弹性胶体平衡装置）弹性胶体平衡装置 弹性胶体平衡装置是一种以弹性胶体为填充介质弹性胶体平衡装置是一种以弹性胶体为填充介质的平衡装置，它具有弹力性能稳定、结构简单、工的平衡装置，它具有弹力性能稳定、结构简单、工作可靠、成本低廉、维护方便、使用寿命长等优点，作可靠、成本低廉、维护方便、使用寿命长等优点，已在我国板带轧机上、型钢轧机上和高线轧机上得已在我国板带轧机上、型钢轧机上和高线轧机上得到了广泛的应用。到了广泛的应用。 弹性胶体平衡装置是在一个密闭的容器中，利用

46、弹性胶体平衡装置是在一个密闭的容器中，利用高压阀强行填充一种弹性胶体介质，将容器中弹性高压阀强行填充一种弹性胶体介质，将容器中弹性胶体进行预压缩建立起初压力。胶体进行预压缩建立起初压力。1-活塞杆；活塞杆；2-缸盖；缸盖；3-缸体；缸体；4-弹性胶体；弹性胶体；5-单向阀单向阀4 4、弹簧平衡装置、弹簧平衡装置优点：简单可靠优点：简单可靠缺点：换辊时要人工拆装缺点：换辊时要人工拆装弹簧，费力，费时。弹簧，费力，费时。5 5、重锤平衡、重锤平衡优点：工作可靠，维修方便。优点：工作可靠，维修方便。缺点：设备重量大，轧机的基础结构较复杂。缺点：设备重量大，轧机的基础结构较复杂。6 6、液压式平衡装置

47、、液压式平衡装置液压平衡：液压平衡：用液压缸的推力平衡用液压缸的推力平衡上辊重量。上辊重量。优点优点：结构紧凑、使用方便、易：结构紧凑、使用方便、易于操作，能改变油缸压力，而且于操作，能改变油缸压力，而且可以使上辊不受压下螺丝的约束可以使上辊不受压下螺丝的约束而上下移动。这些都有利于换辊而上下移动。这些都有利于换辊操作。操作。缺点缺点：投资较大，维修也复杂。：投资较大，维修也复杂。类型类型（1 1）二辊轧机二辊轧机：单缸式、：单缸式、四缸式、四缸式、（2 2）四辊轧机：四辊轧机：五缸式、八缸五缸式、八缸式式7 7、上轧辊平衡力的确定、上轧辊平衡力的确定（1 1）二辊轧机）二辊轧机弹簧、重锤平衡

48、：弹簧、重锤平衡：nG).(P4121n-n-平衡体个数（平衡弹簧数目、平衡重锤数目、液压缸数目）平衡体个数（平衡弹簧数目、平衡重锤数目、液压缸数目）G-G-被平衡体重量。被平衡体重量。二辊轧机二辊轧机G: -G: -辊系重量；辊系重量； - -压下螺丝、测压仪、球面垫。压下螺丝、测压仪、球面垫。四辊轧机四辊轧机G G：工作辊平衡重量（工作辊辊系及上支持辊本体重：工作辊平衡重量（工作辊辊系及上支持辊本体重量）；支持辊液压缸平衡重量（压下螺丝及支持辊辊系重量、测量）；支持辊液压缸平衡重量（压下螺丝及支持辊辊系重量、测压仪、球面垫）。压仪、球面垫）。 d-d-柱塞直径。柱塞直径。液压平衡液压平衡：

49、4dnG.P2)4121 (（2 2）四辊轧机）四辊轧机支持辊支持辊：同二辊轧机同二辊轧机工作辊工作辊：保证工作辊与支持辊表面不打滑，即轧辊在空载下加速、：保证工作辊与支持辊表面不打滑，即轧辊在空载下加速、减速时，主动辊作用于被动辊表面的摩擦力矩被动辊的动力矩减速时，主动辊作用于被动辊表面的摩擦力矩被动辊的动力矩+ +轴承摩擦力矩（因很小，忽略）轴承摩擦力矩（因很小，忽略） 动力矩：动力矩： 工作辊驱动工作辊驱动：dtdnGDGD22375375)(37522122DDdtdnGDDQ1122dtdnDDGDQ22123752Q Q：上轧辊压向支持辊的力；：上轧辊压向支持辊的力；dn/dtdn

50、/dt: : 工作辊角加速度工作辊角加速度支持辊驱动支持辊驱动：dtdnGDDQ375221dtdnDGDQ123752因此，上轧辊的平衡力：因此，上轧辊的平衡力：P=P=（1.2-1.41.2-1.4）（）（Q+GQ+G）三、下辊调整装置（压上装置三、下辊调整装置（压上装置）1 1、初轧机、板坯轧机、钢板轧机、初轧机、板坯轧机、钢板轧机 无专门机构无专门机构，仅用，仅用垫片垫片调整（换辊时）：调整（换辊时）： 滑动滑动轴承，垫片放在轴瓦盒与轴承座之间。轴承，垫片放在轴瓦盒与轴承座之间。 滚动滚动轴承，垫片放在轴承座与机架之间。轴承，垫片放在轴承座与机架之间。2 2、型钢轧机（二辊、三辊）、型

51、钢轧机（二辊、三辊）：使用专门压上装置：使用专门压上装置（1 1）手动手动压上装置压上装置（用于较小的轧机上，调整量小）（用于较小的轧机上，调整量小）（a)a)斜楔式斜楔式: : 横斜楔式横斜楔式，横列式轧机上使用，优点：放两侧，不受氧化铁皮，横列式轧机上使用，优点：放两侧，不受氧化铁皮等侵蚀。等侵蚀。纵斜楔式纵斜楔式，连续式轧机上使用，两边同时调整。，连续式轧机上使用，两边同时调整。（2 2）电动压上装置）电动压上装置一般用于型钢轧机的精轧一般用于型钢轧机的精轧机座上。机座上。保证成品精度，易于经常保证成品精度，易于经常微调。微调。3 3、板带轧机：、板带轧机：现代轧机多用现代轧机多用压上式

52、液压调整装置压上式液压调整装置 四四、中辊调整装置中辊调整装置 1、手动、手动：普通轧机上，普通轧机上，H架，微调，不经架，微调，不经常升降。常升降。2、电动、电动：三辊劳特式中板三辊劳特式中板轧机上，中辊经轧机上，中辊经常上升和下降，常上升和下降，所以用电动。所以用电动。1-螺旋齿轮2-螺杆 五、轧辊辊缝的对称调整装置五、轧辊辊缝的对称调整装置偏偏心心套套式式第三节第三节 轧辊的轴向调整装置轧辊的轴向调整装置1 1、轧辊不经常升降的轴向调整装置、轧辊不经常升降的轴向调整装置（型钢轧机、线材轧机型钢轧机、线材轧机）。）。(1)(1)轴承座带凸缘调整轴承座带凸缘调整(2) (2) 压板调整压板调

53、整(3) (3) 双拉杆调整双拉杆调整作用：作用：(1)(1)在型钢轧机中使两轧辊的在型钢轧机中使两轧辊的轧槽对正轧槽对正；(2)(2)在初轧机中使在初轧机中使辊环对准辊环对准；(3)(3)有滑动衬瓦的轧机上，调整瓦座与辊有滑动衬瓦的轧机上，调整瓦座与辊身端面的身端面的间隙间隙；(4)(4)轴向固定轴向固定轧辊并承受轴向力；轧辊并承受轴向力；(5)(5)在在cvccvc或或HCHC轧机中，利用轧辊轴向移轧机中，利用轧辊轴向移动机构完成动机构完成调整轧辊辊形调整轧辊辊形的任务。的任务。2 2、上轧辊经常升降的轴向、上轧辊经常升降的轴向调整装置（调整装置（初轧机、板坯轧初轧机、板坯轧机、厚板轧机机

54、、厚板轧机）轴承座只能在机架中上下活轴承座只能在机架中上下活动。动。（1 1）带轴瓦盒调整）带轴瓦盒调整（2 2）单杠杆调整）单杠杆调整（3 3）三角形压板调整）三角形压板调整第四节第四节 压下螺丝和压下螺母压下螺丝和压下螺母一、压下螺丝一、压下螺丝1 1、材质、材质：4545、5555锻钢，不用铸钢。在轧制力很大锻钢，不用铸钢。在轧制力很大的冷轧薄板轧机上，可选用合金锻钢，的冷轧薄板轧机上，可选用合金锻钢，40Cr40Cr、40CrMo40CrMo2 2、结构、结构（1 1）头部）头部：承受来自轧辊辊颈的压力和上辊平衡：承受来自轧辊辊颈的压力和上辊平衡装置的装置的过过平衡力。平衡力。压下螺丝

55、的止推端部压下螺丝的止推端部 a-a-凸形凸形;b-;b-凹形凹形;c-;c-装配式凹形装配式凹形;d-;d-装配轴承式装配轴承式d d（2 2）本体）本体 螺丝、螺母的螺纹断面螺丝、螺母的螺纹断面 a-a-锯齿形；锯齿形；b-b-梯形梯形 （3 3）尾部）尾部 压下螺丝的尾部传动端形状压下螺丝的尾部传动端形状a-a-方形；方形；b-b-花键形；花键形；c-c-带键槽圆柱形带键槽圆柱形锯齿形锯齿形：传动效率高传动效率高，用于初轧，用于初轧机等快速压下装置上。机等快速压下装置上。梯形：强度较大梯形：强度较大，用于轧制负荷，用于轧制负荷较大的冷轧带钢等轧机上。较大的冷轧带钢等轧机上。多是多是单线单

56、线，只有在初轧机等快速，只有在初轧机等快速压下装置上，有采用压下装置上，有采用双线或多线双线或多线。方型：方型：初轧机（轧辊快速初轧机（轧辊快速移动）移动）花键型花键型：板带轧机（负荷：板带轧机（负荷很重）很重）圆柱形圆柱形：手动（负荷轻）：手动（负荷轻）3 3、主要参数确定、主要参数确定 ( (安全系数取安全系数取6 6）（1 1）中径中径d d0 0由于作用在压下螺丝上的压力与作用在辊颈上的作用力大体相同由于作用在压下螺丝上的压力与作用在辊颈上的作用力大体相同4dP21maxmaxP1d-辊颈上的最大压力辊颈上的最大压力-压下螺丝内径压下螺丝内径41maxPd 由由d1d1查表得查表得d

57、d0 0经验式：经验式：d0=(0.55d0=(0.550.62)d d-0.62)d d-辊颈直径辊颈直径（2 2）螺距螺距t-t-按照按照d0d0在有关标准中选取。在有关标准中选取。一般，开坯机：一般，开坯机：t=0.12t=0.120.16d0, 0.16d0, 板带轧机：板带轧机：t=0.025t=0.0250.05d00.05d0，四辊冷带轧机，四辊冷带轧机 t=0.17d0t=0.17d0， 型钢轧机：型钢轧机： t=0.1d0 t=0.1d0 二、压下螺母二、压下螺母1 1、材料材料：通常耐磨青铜、黄铜：通常耐磨青铜、黄铜铸成2 2、结构结构压下螺母是轧钢机上的易损零件。1150

58、初轧机和4200厚板轧机的压下螺母分别重达1.8吨和4.1吨。由于重量较大，因此如何采用合理的结构以节约有色金属，是很重要的。 压下螺母在结构上有整体式和组合式之分。 （1）整体式 有单级与多级的两种。双极压下螺母虽较单级的省铜，但往往保证不了两个阶梯断面与机架有全面而良好的接触，故目前仍以使用单级压下螺母居多。 单级单级 双级双级 （2 2）组合式）组合式 为了节省青铜，近年来在一些大型轧机上广泛采用为了节省青铜，近年来在一些大型轧机上广泛采用组合组合式压下螺母式压下螺母。这种压下螺母，经在初轧机和厚板轧机上使用经。这种压下螺母，经在初轧机和厚板轧机上使用经验证明，其工作性能并不亚于整体铸造

59、的青铜螺母。验证明，其工作性能并不亚于整体铸造的青铜螺母。 在铜质螺母外围加的箍圈是由在铜质螺母外围加的箍圈是由高强度铸铁高强度铸铁制造。箍圈以制造。箍圈以过渡配合形式套在螺母上。套上以后，再进行外径和断面上的过渡配合形式套在螺母上。套上以后，再进行外径和断面上的加工。加工。 有有单箍单箍和和双箍双箍两种。当采用双箍时，再套上第二个箍圈两种。当采用双箍时，再套上第二个箍圈以前，必须先车削第一个箍圈的外径及相应的螺母外径。以前，必须先车削第一个箍圈的外径及相应的螺母外径。 箍圈采用高强度铸铁，是因为箍圈采用高强度铸铁，是因为它的它的弹性模数与青铜相近弹性模数与青铜相近，这就保证，这就保证了箍圈及

60、螺母本体在受压时能产生均了箍圈及螺母本体在受压时能产生均匀的变形。同时也由于高强度铸铁匀的变形。同时也由于高强度铸铁塑塑性较好，装配时不易破裂性较好，装配时不易破裂。这一点一。这一点一般灰铸铁是无法保证的。般灰铸铁是无法保证的。 单箍组合式单箍组合式 双箍组合式双箍组合式 另外，还有一种具有循环水冷却的组合式压下螺母。循环水从下部进入，由上部流出。出口处位于入口正对面，保持冷却水的环流。 经在初轧机上的使用经验证明，具有循环水冷却的压下螺母，其寿命可延长1.52倍。带铸青铜芯的钢螺母 两半拼合的3 3、压下螺母的固定方式、压下螺母的固定方式 为了防止螺母从机架中为了防止螺母从机架中脱出脱出和防