铝箔轧机主要设备配置计算分析

门转平

(中色科技股份有限公司，河南 洛阳 471039)

随着高速宽幅铝箔轧机在我国铝加工企业应用逐渐增多，各铝板带企业对轧机的要求也越来越高，尤其在生产效率、可靠性、维护性等方面。从轧机设计调试与应用维护的角度分析，所有的高速宽幅铝箔轧机主要技术特点比较明显。与传统轧机设备相比较，现代铝箔轧机具有多种优势，主要体现在开卷机、轧机主机、卷取机等主要设备选型配置中的力能参数、减速机速比、电机选取等。 这“三大主机”电机的正确选取和减速箱速比的正确确定对于铝箔轧机高质量、高效率的实现产品工艺路线具有十分重要意义。

1 轧机主机电机的选型和速比配置

轧机主机的传动系统主要由主电机、主减速箱及分齿箱、万向接轴等组成。主电机动力通过主减速及分齿箱、万向接轴传递到轧辊，驱动轧辊旋转进行带材轧制。现以某厂的2150mm铝箔粗轧机为例进行说明。设计输入条件如下：

轧制材质：1xxx、8xxx、3003系合金；

来料规格：厚度0.02mm～0.6mm (1xxx、8xxx合金)，0.5mm (3003合金)；

宽度1000mm～1980mm；

卷材内径：Φ565mm；

最大外径：Φ1900mm；

最大卷重： 12870kg(不含套筒)；

成品规格：厚度1×0.012mm，2×0.006mm(8079合金)，0.02mm(3003合金)；

宽度1000mm～1980mm；

轧制力矩： 20.1kN·m；

最高轧速： 2000m/min；

工作辊规格：Φ280mm/Φ255mm×2300mm；

支承辊规格：Φ950mm/Φ920mm×2150mm。

1.1 主传动配置

设定铝箔穿带速度时，现代铝箔轧机一般定为20m/min～40 m/min，铝箔轧机为闭辊缝轧制，如果穿带速度对应的电机转速不超过10r/min，此时电机处于爬行状态，容易造成铝箔断带，穿带困难。所以在配主传动减速箱速比时，注意增速比不应太小。

1.2 注意事项

直流电机的选型主要是确定功率、额定转速和弱磁转速。主电机功率的确定主要依据是额定轧制扭矩，而扭矩的确定是依据轧制工艺表，这也是轧机设计重点。初步确定了电机功率后，要结合电机样本来确定电机的额定转速和弱磁转速。有以下几个原则：(1)电机转速尽量接近轧辊转速，速比接近1；(2)选择额定转速偏高的电机，以使尺寸、重量和转动惯量减小，同时造价越低。

2 开卷机、卷取机电机的选型和速比配置

2.1 卷取机传动的配置

现代铝箔轧机在设计卷取传动时，通常不配减速箱，当带材宽度和厚度变化较大时，配大小电机串联传动(大电机配置在尾部，可通过拨叉离合器将大小电机脱开)。这样配置的优点是在轧制薄带时，可将大电机脱开，仅有小电机驱动锥头，保证了工艺对小张力的要求，减小了转动惯量，有利于高速轧机加减速控制。

2.2 开卷机传动的配置

现代铝箔轧机开卷传动通过电机和减速箱串联传动，当来料有纸套筒时，需用双柱头开卷机，传统的铝箔轧机往往在传动侧和操作侧各配1台电机和减速机。而现代铝箔轧机仅在传动侧配1个减速机和2台电机串联，这样设计少了1台减速箱，回转件的转动惯量比较小，有利于高速轧机加减速控制，也节约了成本。严格控制回转件的转动惯量是设计一台高速铝箔轧机能不能成功的关键。

2.3 注意事项

(1)一般铝箔轧机开卷张力大于卷取张力，带材不易拉断，能防止跑偏，降低轧制压力比较显著。但是，最大张应力不应超过合金的屈服极限，以免发生断带；最小张应力必须保证带材卷紧卷齐。设计中可选择张应力值q=(0.2～0.4)σs，通常在8MPa～30MPa，带材越薄张应力值越大。

张力在轧制工艺中是一个很重要的参数，其作用可归纳为以下几点：轧制过程中，开卷、卷取张力的施加都能使轧制压力降低，能耗下降;开卷张力的施加对轧制力的影响幅度要大于卷取张力；同时开卷张力的施加对板型产生明显的影响，张力可防止带材跑偏，保证轧制稳定。

3 结束语

铝箔轧机的设计，应该始终围绕关键设备和难点问题的有效解决，此举是提高设备效率、保持轧制良好、稳定产品质量的有力保证。现代铝箔轧机是一个系统化的机电产品，需要依据轧制工艺路线系统地考虑机组配置，更需要不断吸收国内外先进的技术成果融汇到轧机设计中，使铝箔轧机的发展始终满足市场的需要。