十二辊可逆式冷轧机的研究与设计.doc

900mm十二辊可逆式冷轧机的研究与设计

摘要12辊轧机是20世纪80年代发展起来的新型轧机,近年来被广泛用于冷轧合金钢、不锈钢薄板。本文介绍了900mm十二辊可逆式冷轧机的结构特点及设计原理，同时通过对宝新引进日本十二辊轧机的分析，结合现场出现的问题，指出了现有设备存在的缺点以及改进的方法。
关键词十二辊轧机辊系机架换辊传动

一、前言
冷轧钢板产品规格薄、性能好、表面光洁，在国民经济建设诸多领域中得到广泛使用，市场需求越来越大。由于生产难度较大，冷轧设备落后，冷轧板产量一直供不应求。12辊轧机是20世纪80年代发展起来的新型轧机,近年来被广泛用于冷轧合金钢、不锈钢薄板。由于该轧机具有较好的板型控制能力,常常被用于轧制薄带材。1999年宁波宝新不锈钢有限公司从日本引进一套十二辊轧机，用于生产不锈钢板。该轧机具有很多特点，在结构上主要表现为：机架内构件多、空间紧密、相互间几何运动关系复杂。机架内主要有轧制线调整机构、中间辊及工作辊换辊机构、支撑辊框架、凸度调整机构、中间辊轴向窜动机构、穿带导板等。所有机构之间相互关联、动作相互联锁，如某一部分未到达正确位置，轧机则不能稳定工作。2000年初，我们在对这台轧机进消化移植基础上，研究设计了900mm十二辊可逆式冷轧机。
二、900mm十二辊可逆式冷轧机的结构原理
1.辊系
该轧机辊系由支撑辊、中间辊、工作辊组成，工作辊-中间辊-支承辊按1-2-3分布，见图1。
图图1十二辊轧机辊系
11）支撑辊2）中间辊3）工作辊4）穿带台
支撑辊分别装在上、下支撑辊框架内，刚性大，支撑辊共有三根轴，在一轴上分别装了5(或6)个专用背衬轴承，将辊子分成为5(或6)段，两侧轴承大，中间轴承小，轴承安装呈交错布置，其更换在线外进行，线上只进行框架更换。下支撑辊置于换辊小车上，可将上、下框架推入或拉出轧机机架。轧制时换辊小车置于机架内。上支撑辊安放在机架中部支平衡缸完成上支撑辊框架的上下运动。轧制线的调整通过更换换辊车上垫块的厚度来完成，换辊小车由液压缸推动。
中间辊上下共有4根，入口辊与出口辊装在同一轴承盒内，所以有4个轴承盒，分别位于传动侧上、下和操作侧上、下，四个中间辊同时也是传动辊。中间辊的平衡由安装在弯辊座上的液压缸来实现，同时也对中间辊实行正弯辊，可以根据所轧制板型情况随时调整弯辊力，以消除所轧带材的浪行。上、下中间辊可沿轴向方向左右移动，以改变工作辊的辊型，其移动的位移应根据所轧带材的宽度予先设定，中间辊的轴向移动是通过手轮转动移动轧辊的。机架中部设有中间辊换辊轨道，轧制时轨道打开，远离下辊系，换辊时轨道上升。将中间辊托起，用换辊小车将其拉出。
工作辊无轴承，轧制时工作辊由上下中间辊及工作辊平衡轴承从各方向定位，换辊时可直接拉出。
2.机架
机架采用闭式机架，为整体铸钢件，以保证整机刚度。
轧机压下采用三缸式液压缸压下及板型调整系统，有液压伺服系统控制，见图2。两侧为压下缸，用来实现轧机的压下，中间为板型缸，通过伺服系统控制调整压力，实现板型的控制。机架内嵌有升降轨道，通过支撑辊平衡油缸实现升降，用于更换中间辊。止推门用于工作辊的轴向定位，打开止推门可将工作辊拉出。
3.工作辊快速换辊装置
图2十二辊轧机机架装配
引进的十二辊轧机工作辊换辊是通过一个机械手来完成的。机架内的上下、左右均安装了工作辊支架，其主要作用：一是打开辊缝时左支架接收上工作辊；二是更换工作辊。换辊时上下辊系打开到位，左上工作辊支架在下位伸出接收上工作辊，同时下工作辊提升装置将下工作辊抬起，然后左下支架在下位伸出接收下工作辊，上支架同时摆动到上位，右工作辊支架伸出将工作辊从左侧移至右侧，然后，工作辊换辊专用小车进入轧机机架内，换辊程序继续执行，各换辊步骤均由PLC控制执行。由于结构非常紧凑，支架小巧，所以生产中时常发生支架变形等故障。而且为了满足各动作的要求，辊系开口度要求足够大，这样就要求压下油缸行程增大。介于以上情况且结合实际(本机工作辊辊身短，重量轻的特点)，自行研制设计了工作辊快速换辊小车，见图3。

图3工作辊快速换辊车
1）中间辊换辊车2）工作辊换辊车

工作辊换辊车放置在中间辊换辊车上，换中间辊时将其吊走。工作辊换辊车有两台，一台用于放置新辊，一台用于放置旧辊。每台换辊车上由两组V型辊组成，高的一组放置上工作辊，矮的一组放置下工作辊。换辊车可以横向移动，当换辊车移动到对准轧制线时，通过人工将轧辊拉出或推入。时间短，效率高。
4.传动装置
由于十二辊轧机是中间辊为主动辊，使得4根主动轴相互之间距离很小，只有3一10mm，所以传动轴的强度要高，使用中维护要求也高。同时减速机设计要求结构紧凑且强度要求高。本轧机采用复合减速机，齿轮采用高强度合金钢，其传动齿轮啮合简图见图4。
三、900mm十二