辊式矫直机的发展趋势及其结构特点_栗林

３．１．４ 齿轮传动（以九辊矫直机为例）的布局合 理，第Ⅲ、Ⅳ轴与第 ３、７ 轴为同一根传动轴，即实现 了第 ３、７ 轴作为分配传动的主动传动，符合第 ３、７ 轴矫直力最大的现状。
图２
图３
调整装置。在工作辊长度方向上通常有 ３～４ 根短支 承辊实现对工作辊的支撑，上支承辊与工作辊通常 采用交错布置，在 Ｘ 、Ｙ 方向都极大的提高了工作辊 的刚度。下支承辊与下工作辊正对布置，有利于氧化 铁皮的顺利排出。
４０
图４
３．３．３ 工作辊（见图 ５）采用辊颈（材质为碳钢）、 辊身（材质为镍、铬、钼合金钢）分体制作，经热装后 加工而成，既保证了辊身材料高硬度、高耐磨性、高 淬透性材质的要求，又能在保证使用的前提下使得 辊颈的加工更为容易，成本更为低廉。工作辊芯部为 中空结构，可进行通水冷却。
图５
工艺与装备
３．３．４ 与轧机类似，矫直机的辊系可由快速换辊 装置经机座侧面整体拖出，实现整体更换，整体更换 的换辊时间可缩短至 ３ 小时以内，容易实现与轧机 检修时间的匹配，整体提高作业率。
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（上接第 ２１ 页）
２
δａ＝Ｃ ３Ｆａ ３
将式（１１）代入（１０）得：
（１１）
Ｋ ｂ＝
３Ｆａ δａ
１
×１０－（３ ｋｇｆ／μｍ ）＝Ｃ ３＇Ｆａ ３
３．１．６ 变速机构的刚度计算
（１２）
影响机械传动刚度的部件中，除滚珠丝杠副系
Ｌ Ｉ Ｌ ｉｎ （Ｍ ａｃｈｉｎｅｒｙ Ｅ ｑｕｉｐｍ ｅｎｔＦａｃｔｏｒｙ ｏｆＪｉｎａｎ Ｉｒｏｎ ａｎｄ ＳｔｅｅｌＧ ｒｏｕｐ Ｃ ｏｒｐ．Ｊｉｎａｎ ２５００６１） Ａ ｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅ ｉｍ ｐｒｏｖｅｍ ｅｎｔｔｒｅｎｄ ｏｆｃｏｍ ｐｏｕｎｄ ｒｏｌｌｌｅｖｅｌｅｒｗ ａｓ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｂｒｉｅｆｌｙ，ａｎｄ ｔｈｅ ｔｙｐｉｃａｌｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ ｗ ａｓ ａｎａｌｙｚｅｄ ａｎｄ ｄｅｍ ｏｎｓｔｒａｔｅｄ ｉｎ ｔｈｅ ｔｅｘｔ． Ｋ ｅｙ ｗ ｏｒｄｓ：Ｃ ｏｍ ｐｏｕｎｄ ｒｏｌｌｌｅｖｅｌｅｒ， Ｉｍ ｐｒｏｖｅｍ ｅｎｔｔｒｅｎｄ， Ｆｒａｍ ｅ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃ
３．３．５ 支承辊材质采用中碳镍、铬、钼合金钢，热 处理后表面硬度略低于工作辊面，在工作辊辊身长 度方向上通常采用三根（或四根）支承辊进行支撑， 从而保证了工作辊在矫直状态下的辊身刚度。
３．４ 压下系统 ３．４．１ 与轧机系统类似，压下系统的常规结构为 电机、齿轮减速机构，蜗轮、蜗杆的第二级减速机构， 丝杆丝母的第三级减速（增力）机构（见图 ６），传动侧 与被动侧由中间浮动轴联接，浮动轴端装有电磁离 合器，可以实现压下系统的单侧调整。
３．５ 弯辊装置 弯辊装置是该设备的重要功能之一，通过上辊 的弯辊可以实现中浪缺陷的矫平。具体为减速电机 拖动蜗杆、蜗轮副拉动拉杆，拉杆拖动曲柄带动偏心 轴转动，依靠偏心量实现调整弯辊量。 ３．６ 快速换辊装置 快速换辊装置是通过将上下辊架制作成为小车 形式，支承辊和工作辊集成在辊架上，在使用位置予 以固定，当换辊时，松开固定联接，由快换电机拖动 将辊架由机座侧面拖出，实现整体快换。 结论：随着用户对钢板质量要求的提高，辊式矫 直机将向高刚度、大矫直力、针对钢板缺陷的专门功 能结构的方向上发展，并尽可能降低线上维护时间， 通过自动控制和液压系统的提高来简化制作结构和 操作使用。
３．３．２ 上工作辊、上支承辊、下工作辊、下支承辊 分别固定在上下辊架上（见图 ４），支承辊与辊架采用 螺栓连接，工作辊通过碟形弹簧拉靠在支承辊辊面 上，矫直辊轴承不承受矫直力，而完全由支承辊轴承 来承担。
图１
３．２ 机座 辊式矫直机机座（见图 ２）大都采用预应力式机 座，其主要由压下齿轮箱、中间连接梁、矫直机底座， 通过贯穿螺栓联结，贯穿螺栓由上下螺母予紧，予紧 力由空心的贯穿螺栓通蒸汽加热的延伸量来保证， 因而该结构的矫直机座比整体牌坊式的矫直机座刚 度有较大提高，通过配备在线的检测与调整装置，可 容易的实现钢板的精细矫直。同时其余各件均采用 了铸焊结构，易于制作及实现加工，便于运输和安 装，从而大大优于整体牌坊式的矫直机座。 ３．３ 辊系 ３．３．１ 辊系的结构布局（见图 ３）：工作辊下 ５ 上 ４（或上 ５ 下 ６），其中下（或上）工作辊含前后导辊，前 后导辊辊径加大并可以实现垂直方向上的单独调 整，导辊既可以作为矫直辊，又作为矫直钢板咬入的
图６
３．４．２ 压下丝杆下面装备液压安全装置 （液压 垫） 以便在设备过载、卡钢和停电时快速松开矫直 辊。另外液压垫还有微调的作用，能够实现带压压 下，与在线检测系统配合使用，可达到最佳矫直效 果。最新的设计趋势是直接采用液压压下，取消了机
图７
械压下装置，降低了设备的制造难度，但对液压系统 的可靠性提出了更高的要求。
将式（８）、（９）（１２）、（１３）代入式（７）简化为：
Ｋ ０≈ １ ＫＮ
１ ＋ １ ＋１
Ｋ ｋｍ ｉｎ Ｋ ｂ
＝１
Ｃ ４＋
１
１
Ｃ
Ｆ＇
３ ａＸ
３
４ 综合拉压刚度的数学模型
（１４）
将式（６）、（１４）代入式（２）得：
Ｋ＇０＝
Ｋ＇Ｒ·Ｋ０ Ｋ＇Ｒ＋Ｋ０
＝
１
１ Ｃ １Ｋ ｓ２＋Ｃ ２Ｋ ｓ
＋Ｃ ４＋
１
１
Ｃ ３＇Ｆａ ３
工艺与装备
辊式矫直机的发展趋势及其结构特点
栗林
（山东大学材料科学与工程学院，济南 ２５００６１）
摘 要：本文就辊式矫直机的发展方向做了简要的介绍，并对其中比较典型的结构特点进行了分析 和论述。
关键词：辊式矫直机 发展趋势 结构特点
Ｉｍｐｒ ｏｖｅｍｅｎｔ Ｔｒ ｅｎｄ ａｎｄ Ｆｒ ａｍｅ Ｃｈａｒ ａｃｔｅｒ ｉｓｔｉｃ ｏｆ Ｃｏｍｐｏｕｎｄ Ｒｏｌｌ Ｌｅｖｅｌｅｒ
２．６ 装备液压安全装置和快速松开装置以便在 设备过载、卡钢和停电时快速松开矫直辊。
２．７ 上、下矫直辊和支承辊分别装在各自的框架 上，框架及其辊子可以侧向移动进行快速换辊，实现 辊系的线外整备 （即拥有两套以上的辊系装备供给 一套矫直机使用）。
２．８ 矫直机入口处装有水或压力空气，以清除残 留的氧化铁皮。
统之外，就是变速机构的扭转刚度 Ｋ ｔ。由于变速齿轮 或同步带轮与轴之间都是通过平键或锥形涨套相
连，可以认为是刚性连接。而变速齿轮或同步带轮的
直径都较相连的轴径大、轴向长度小，所以其扭转刚
度要比电机轴和滚珠丝杠轴大的多，因此变速机构
刚度 Ｋ ｔ 为： １ ≈０ Ｋｔ
（２）机械传动刚度 Ｋ ０
（１３）
由上式可以看出，伺服进给系统的系统增益 Ｋ ｓ
和丝杠的预拉伸力 Ｆａ 是影响系ห้องสมุดไป่ตู้综合拉压刚度的 主要因素，这两个量是可调整的。因此，在设计和装
配过程中一定要控制这两个量。但这两个量最终反
映到对伺服进给系统精度的影响上，其值是即不能
过大，也不能过小，应当取其最佳值。
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现代制造技术与装备 ２００６ 年第 ３ 期 总第 １７２ 期
辊传动装置拖出到传动侧机架外，在机架的传动侧 进行换辊工作。这样有较大的工作空间，便于完成辊 系和万向接轴连接和脱开的操作。
３．１．２ 主传动齿轮分配箱（见图 １）箱体采用铸焊 结构，具有制造周期短、箱体强度高、整体重量轻等 优点；
３．１．３ 减速箱轴承座采用剖分结构，易于拆卸和 安装，使得检修更加方便；
２．９ 在矫直辊入口处安装一弯头压直机，消除头 部钢板的上翘；
２．１０ 为了避免矫直辊辊面的滑伤，辊面应具有 一定的硬度。对四重辊式矫直机必须保证工作辊和 支承辊的辊面硬度有一个差值。
３ 辊式矫直机的主要结构特点： 辊式矫直机主要由以下几部分组成：主传动系 统、机架、压下系统、辊系、上辊平衡系统、导辊升降 装置、弯辊（辊型调整）装置及换辊装置等。其设计主 要有以下特点。 ３．１ 主传动系统： ３．１．１ 主传动系统采用电机、弹性联轴器、主传 动齿轮分配箱、安全联轴器、万向联轴器到工作辊的 传动方式，其主传动齿轮分配箱将减速箱与齿轮分 配箱设计为一体，使得传动系统结构紧凑，从而易于 实现从传动侧进行换辊，因其换辊方式是将传动电 机、主传动齿轮分配箱、万向联轴器连同辊系均由换
１前言 我国的钢铁工业现有三十余条中厚板生产线， 在建的仍有十余条生产线，随着生产技术的进步和 现代化改造的实施，中厚板生产向着高效化、高质量 的方向发展，对常规产品厚度在 ４～６０㎜厚度的情 况，各生产单位均采用了线上的多辊矫直设备，为了 满足日益提高的板型、板面质量要求，多辊矫直设备 得到了进一步的发展。 ２ 辊式矫直机的发展趋势 中厚板生产线在线的辊式矫直机以热矫直机数 量为多，总的趋势是以发展大矫直力的强力四重式 矫直机为主，该系列设备总体趋势如下： ２．１ 用数字控制系统精确调整上矫直辊位置，并 借助自动测厚仪自动控制矫直辊负荷和在线过程计 算机进行全自动操作。 ２．２ 高刚度矫直机机座，可满足大矫直力条件下 的使用，变形小，精度高。 ２．３ 为了提高矫直效果，矫直机出口处的上（或 下辊） 可以单独调整，且在矫直过程也可以进行调 整。 ２．４ 上矫直辊可以横向倾动，能分别调整各段支 承辊，以改变矫直辊的挠曲，消除钢板的单侧或者双 侧边浪。 ２．５ 下矫直辊可以沿矫直方向倾斜以调整矫直 辊负荷。