軋制線調整裝置在UCMW軋機上的應用

康 陽

(首鋼股份公司遷安鋼鐵公司，河北 遷安 064400)

0 前言

在冷軋生產線中，為了保證軋制的穩定順行，軋制線標高必須保持恒定。而在軋制生產過程中，由于軋輥不斷的磨損，其直徑將不斷減小，為了保持軋制線標高的恒定，首鋼1 450 mm UCMW軋機選用了斜楔與階梯墊復合式軋制線調整裝置進行軋制線調整補償。下面主要討論斜楔和階梯墊復合式軋制線調整裝置的設備結構以及調整方法。

1 用途

UCMW軋機采用下置液壓AGC系統，其下輥系直徑變化后由AGC液壓缸的行程變化進行調整和補償，而上輥系直徑變化后采用斜楔與階梯墊復合式軋制線調整裝置進行調整和補償。在軋機換輥時，階梯墊和斜楔都退出(即選擇基準零位，此時梯形板和楔形板標定值均為0 mm)，為換輥時提供輥子間距。

斜楔與階梯墊復合式軋制線調整裝置的階梯墊為初調節，其調整為階躍式;斜楔調整為精調，其調整為無級式，而斜楔在整個行程上的調整量為階梯板的一個階躍。兩種調整方式組合使用，即構成了一個大調節量的無級調整機構，可實現所有輥子直徑變化的連續調節(無級調整)。

2 設備結構

軋制線調整裝置安裝在上支承輥和牌坊窗口的軛之間，主要由階梯墊、上下斜楔、斜楔和階梯墊調整液壓缸、液壓缸支座、測壓元件(或測壓元件代換墊)及框架、編碼器、導槽、橡膠刮板、噴淋集管等組成，如圖1所示［1］。

圖1 軋線調整裝置Fig.1 Pass-line adjusting device

階梯墊設置在斜楔下面。兩個階梯墊由兩個拉桿聯接，由一個液壓缸帶動兩個階梯墊移動，從而改變階梯墊的接觸面，以此來調整軋線標高。液壓缸的位置由齒輪齒條式編碼器進行測量記錄，液壓缸支座用螺栓把合固定在傳動側機架上。

上斜楔固定，和測壓元件一起安裝在框架里面;下斜楔設置在上斜楔和階梯墊之間，兩個下斜楔由兩個拉桿聯接，由一個液壓缸帶動兩個下斜楔塊做水平方向的移動，從而改變上下斜楔的接觸面，以此來調整軋制線標高。液壓缸的位置由齒輪齒條式編碼器進行測量記錄，液壓缸支座用螺栓把合固定在傳動側機架上。

冷軋軋機設備工作環境惡劣，機架內有大量的乳化液油霧，而軋制線調整裝置布置在軋機上方，如果防護不當，將會有大量的油污落在下斜楔斜面上，影響斜楔斜面的摩擦系數，進而影響斜楔的自鎖性。因此，在每個斜楔的兩端都裝有橡膠刮板和噴淋集管，橡膠刮板用于刮去下斜楔斜面上的異物以防其進入上下斜楔的接觸面，噴淋集管用于檢修期間對斜楔的沖洗。

在上下斜楔之間、下斜楔和階梯墊之間均設有導槽，工作時起導向作用，換輥時將下斜楔和階梯墊吊掛在牌坊上。

3 斜楔和階梯墊的選擇計算

斜楔和階梯墊的技術參數如表1所示。

表1 斜楔和階梯墊的技術參數Tab.1 Parameters of tapered wedge and stepped plate

/mm 87.5斜楔最小工作厚度/mm 90斜楔最大工作厚度/mm 130斜楔的調整量/mm 0～40階梯墊的調整量/mm 4級(每級40)階梯墊驅動油缸規格/mm φ80/45×820軋線調整裝置總調整量1/20斜楔“0”位厚度(D)斜楔的斜率/mm 200

斜楔和階梯墊的尺寸見圖2。

圖2 斜楔和階梯墊圖Fig.2 Schematic diagram of tapered-wedge stepped-plate

3.1 階梯墊的選擇計算

上工作輥、上中間輥、上支撐輥、斜楔及階梯墊等裝置的裝配圖及各尺寸如圖3所示，由圖3各尺寸可得:

圖3 輥系結構圖Fig.3 Schematic diagram of roller unit

式中，A為軋制線到牌坊頂部的距離，A=2 860 mm;B為上斜楔的上表面到牌坊頂部的距離，B=186 mm;C為上支承輥中心到上支承輥軸承座頂部的距離，C=920 mm;DI為上工作輥直徑385～425 mm;DB為上中間輥直徑440～490 mm;TR為上支承輥直徑1 150～1 300 mm;TW為階梯墊的厚度;斜楔的厚度［4-5］。

由上輥系輥徑范圍可得DW+DI+DB/2的范圍為:

又因為斜楔的工作厚度為90～130 mm(即90 mm≤TW≤130 mm)，利用窮舉法和極值法，依次將階梯墊的厚度值(TR)代入式(1)可得階梯墊各厚度對應上輥系輥徑的范圍:

由圖2(b)可知階梯墊各厚度值對應的液壓缸行程。

由以上分析計算可得階梯墊的選擇表(見表2)。上述方法是通過窮舉法和極值法先確定階梯墊的厚度再計算上輥系輥徑范圍［6-8］。

表2 階梯墊選擇表Tab.2 Selection of stepped plate

3.2 斜楔的選擇計算

由圖2a可得:

式中，D為斜楔初始位的高度，D=87.5 mm;x為斜楔的行程;先根據上輥系直徑值(DW+DI+DB/2)從表2中選擇相應的階梯墊的厚度值(TR)，然后將所選擇的階梯墊的厚度值和上輥系各輥徑值代入式(1)，即可計算出斜楔的厚度值(TW)。再將值代入公式(2)即可計算出斜楔的行程。

4 結論

(1)通過對斜楔和階梯墊復合式軋制線調整裝置的結構介紹可以看出，該裝置具有結構簡單緊湊，重量輕、成本低、剛性好、自鎖性好、控制簡單、維修方便的優點。

(2)斜楔的調整范圍等于階梯墊單級的調整范圍，也就是說，斜楔與任一級階梯墊配合均可實現全行程內的無級調整。

(3)在最大最小輥徑范圍內，無論工作輥、中間輥和支撐輥輥徑是多少，通過表2就可以查得階梯墊所對應的厚度規格，然后將階梯墊的厚度值代入式(1)就可以計算出對應的斜楔厚度。階梯墊和斜楔按此厚度進行調整即可保證軋制線標高在固定值。

［1］計江，蘇明，尤磊，等.斜楔與階梯墊復合式軋制線調整裝置的設計及應用［J］.重型機械，2011(4).

［2］王懷玉.大調節量斜楔式軋制線調整裝置結構探討［J］.有色金屬加工，2009(2).

［3］任際軍.平整機斜楔階梯墊調整裝置的分析［J］.重工與起重技術，2007(1).

［4］吳寶玉.階梯板在熱軋機組PC精軋機上的應用［J］.重型機械，2012(4).

［5］張國利，孟昭萍，楊軍榮等.冷軋機軋制線調整系統的精確控制［J］.鞍鋼技術，2006(1).

［6］王偉光，俞春明，鮑勇，等.階梯墊在梅鋼1422mm熱軋機上的應用［J］.軋鋼，2007(2).

［7］趙解來.3800寬厚板軋機活動階梯墊板調整數學模型［J］.冶金設備，2009(1).

［8］李毅挺.階梯墊在唐山不銹鋼1580mm熱軋機上的應用［J］.河北冶金，2009(4).