辊式矫直机的发展趋势及其结构特点分析

2019-06-20孙维阳李洋

商品与质量 2019年44期

孙维阳李洋

北方重工集团有限公司辽宁沈阳 110141

作为世界上最大的钢铁生产国和消费国，我国的钢铁生产和消费多年来一直是全球第一。当前，我国钢铁工业的整体水平已有了非常显着性的提升，生产效率和产品质量也在提高，我国与国外先进设备水平之间的差距正在慢慢减小，同时这几年以来我国大型钢铁行业取得了骄人的成绩。但是，我们也遇到了国内钢材品种少，类型相似，附加值低，生产能力不足等等的一些问题。这使得高附加值和高技术含量的板材总产量降低。同样在钢铁产量中所占的份额也很小。

1 对于矫直机的简单介绍

机械振动现在是一个热门话题，轧机设备在使用的过程中发现了许多振动问题，迫切需要进行深入的研究。在工程平板磨削中，矫直机的振动形式也变得越来越复杂多样。对于板材进行矫直工作中这些振动的出现，我们还不清楚哪种类型振动对机械运行有害，也不清楚哪种使用振动是有益的，这就会大大增加了对有害振动的控制以及对有益的振动加以利用的复杂困难程度。在矫直过程中，所有移动部件都经历了不同强度的振动频率，如发动机、传动轴、工作辊、矫直板材、压力系统，甚至是基础和液压系统都或多或少的出现了振动现象。国家对矫直机振动的研究还没有较大的投入，但是往往因为平行辊式矫直机和四辊式矫直机结构框架很相像，由于对轧机中的振动研究资料比较完整，这样一来，可以为矫直机动力学应用与研究起到一定的帮助作用。总而言之，矫直机以及轧机都是复杂的多变量旋转机械体系，每个移动部件中也往往会伴随着不同程度的振动。当轧机结构设计非常完美时，工艺选择宜提高其制造精度以及各种装配精度，同时各方面材料的使用性能也必须达到良好，也要足够智能化进行控制系统，能够在一些方面上降低振动阻力，使振动现象不会出现。但减弱并不等于消除机械工况变化，一旦出现突变的机械能力，或者由于矫直精度、速度等的修正进一步提高了对轧机状态的调整，此时产生的振动是很危险的，甚至可能导致断裂辊等故障。现在，避免轧制过程中产生振动的主要方法就是要进一步降低轧制或矫直的速度。该方法相当于减小振动系统的相关比例，从而才能更加有效地降低了系统的振动强度。减速法导致生产率也会大大下降，不改变矫直系统固有的特性，当振动达到或接近系统的固有频率时，仍会引起一些共振。因此，为了更好地避免振动的发生，我们必须从系统本身固有的特性出发，研究系统发证振动地主要特征，以此来找出解决问题的最佳办法[1]。

2 辊式矫直机未来的发展前景

采用全自动测厚仪，通过数字控制和自动控制定向矫直辊负荷和在线过程，自动精确调整定向辊的位置，进一步实现智能化。

为了对矫直效果有所提升，矫直机出口处的上部辊（或下部）可以单独来进行调节，也可以在矫直器操作过程中调节。

上矫直辊也可以或多或少的发生横向倾斜，可以调整支承辊的任何部分，或者更改矫直辊的弯曲，以移除支承板的单侧或双侧单元。

上下转向辊和支承板安装在各自的框架内，框架的主要作用可以横向移动，以实现快速换辊系统的离线准备（即配备两组以上的辊系装备，提供一组矫直机进行使用）[2]。

矫直机进口处配备有去除残馀氧化物的水或挤压空气。

为避免辊面平滑化，辊面必须具有一定的硬度。四辊矫直机必须确保工作辊与支承辊之间辊面硬度不同，最好是有一定参数地差值。

3 辊式矫直机框架结构里最突出的几个特点

3.1 辊式矫直机正常工作过程

辊式矫直机由两组校正辊、车架和齿轮组成传动装置，具体情况如图1所示。钢材通过先前的辊式布置拉直，用多次重复的推力进行校正。辊式矫直机是板壁中使用的主要矫直机。轧辊矫直机是一种滚轧机，遵循轧辊矫直机的基本功能原理。该矫直程序分为小变形程序和大变形程序，整个运行过程有序顺利的进行工作。

图1 辊式矫直机运行示意图

辊式矫直机设备里有几个非常重要的参数：辊直径、辊间距、辊数、辊身长度。辊直径：指矫直机工作辊的直径。当其他参数保持不变时，直径的距离越小，最终的工作效果就会越好。辊数：当其他参数保持不变时，两个相邻工作辊中心线之间的距离越小，效果就会更加的好。轧辊数：轧辊矫直机工作的轧辊数越多，矫直机的定向效果越好。辊身长度：工作辊与带钢接触部分之间接触部分的最大长度以及辊身长度越大，产生的来料宽度就会变得更大[3]。

工作辊经过热加工之后，不仅能保证辊材料硬度高，耐磨性高，材料要求高，而且能保证采用辊颈加工步骤变得更加简单，同时成本也较低。工作辊的核心是可以用水冷却的中空结构。其中工作辊通过碟形弹簧在支承辊辊面上进行不断地拉靠作用，同时矫直辊轴承不承受相关的其他力，而完全由支承辊轴承来承担所有力地支撑。

3.2 主传动系统的结构框架

主传动系统的传动方式采用发动机、弹性离合器、主传动配电箱、安全联轴器、通用离合器至工作辊。其主传动分配箱将传动装置和传动减速器设计为共同体，使传动系统变得更加一体化，便于从驱动侧换辊。滚动更换方法是将驱动电机、主传动配电箱、通用离合器和滚动系统拉出传动侧框架，以便在机架的传动侧完成换辊更换工作。这样一来就会有更大的工作空间，便于辊系和万向接轴系统的完成以及相关的连接和分离工作。主传动变速箱配电箱采用铸件焊接结构，制造周期非常短暂，而且箱体强度高，整体重量也变得非常轻等。变速器轴承采用分割结构，便于拆卸和安装，使后续地维护保修工作也会更加方便。