1700mm帶鋼平整機的機械結構分析

肖帆+姜辰

摘 要：本文介紹了1700mm帶鋼平整機的原理和機械結構，對其相關的設計參數進行了研究，分析了其機械性能，得出了其具有的特性。

關鍵詞：平整機；帶鋼；機械結構；軋制力；表面質量

中圖分類號：TG333 文獻標識碼：A

帶鋼是金屬制品、結構件、機械制造中廣泛應用的重要鋼材。近年來，市場上隨著對帶鋼的需求量加大，同時要求帶鋼的性能和外觀質量也越來越高。而冷軋后的帶鋼，材質軟不適用于加工，外觀質量差，達不到所需要的標準。本課題研發1700mm帶鋼平整機，能夠改善帶鋼的性能、提高帶鋼的表面質量。

一、平整機的原理

平整機的原理是通過軋輥對帶鋼進行小壓下量的軋制變形，來提高帶鋼的機械性能；通過控制帶鋼的延伸率，使帶鋼表面獲得需要的平直度和粗糙度，來提高帶鋼的表面質量。

二、平整機的主要技術參數（表1）

三、軋制力的計算

軋制力是軋制時軋件給軋輥的總壓力，是軋機負載水平的主要參數，是設計軋機的基本依據。

1.平均總壓下率εm

εm=ε×60%=3×60%=1.8%

2.變形助理σ

從加工硬度系數表可查得硬化系數：a=205，n=0.28

σ=a×εn=205×0.0180.28=66.56kg/mm2

3.變形抗力1.15σ

1.15σ=1.15×66.56=76.547kg/mm2

4.單位壓力1.15σ-q

1.15σ-q=76.547-3=73.547kg/mm2

5.變形區長度L

6.變形區平均厚度Hm

7.諾模圖Z坐標

8.諾模圖Y坐標

9.諾模圖X坐標

根據諾模圖Y、Z坐標，從諾模圖曲線查得X=0.39

10.彈性壓扁影響系數m

m=（ex-1）/x=（e0.39-1）/0.39=1.223

11.平均單位壓力Pm

Pm=（1.15σ-q）×m=73.547×1.22=89.95kg/mm2

12.軋輥彈性壓扁后變形區長度L'

13.總軋制力P

P=Pm×B×L'=89.95×1700×12.2928=18797.5kN

四、平整機的結構特點

本課題研究的1700mm帶鋼平整機為閉式機架四輥平整機，由機架裝配、輥系裝配、軋制線標高調整裝置、主傳動裝置、軋輥清理裝置、防跳輥等幾部分組成。

1.機架裝配

機架裝配為平整機的主體部分之一，輥系等其他部分均裝于機架內。它主要由兩片鑄鋼機架通過上橫梁連接在一起，下部用螺柱及螺母墊圈與兩塊地腳板把合成一體后座于基礎上，再用地腳螺栓固定在基礎上。在兩片機架的窗口內側還裝有工作輥及支承輥用的平衡彎輥缸塊，共4個缸塊，每個缸塊上裝有4個工作輥彎輥缸及一個支承輥平衡缸，工作輥彎輥缸活塞桿上的缸頭裝入工作輥軸承座和T形槽內，當平整機平整時不同的液壓壓力使工作輥產生不同的正負彎輥力，防止工作輥軸向傳動。支承輥平衡缸活塞桿頂在上面支承輥軸承座下部，當平整機平整時用來平衡上支承輥系的重量。

2.輥系裝配

輥系裝配為平整機的核心部分。輥系裝配主要包括上、下支承輥裝置及上、下工作輥裝置。上、下支承輥裝置主要由支承輥軸承座、四列圓柱滾子軸承、深溝球軸承、軸承蓋等組成。考慮軋制力很大，支承輥軸承選用四列圓柱滾子軸承，其軸向力由深溝球軸承來承受。上、下工作輥裝置主要由工作輥、工作輥軸承座、四列圓錐滾子軸承、及軸承蓋等組成。

3.軋制線標高調整裝置

由于在帶鋼的平整過程中工作輥及支承輥都要發生磨損，所以軋制線標高也隨之發生變化，軋制線標高調整裝置就是根據輥子的磨損量，來調整上輥的軋制線的標高。上輥的軋制標高是由安裝在支承輥軸承座與機架窗口上橫梁之間階梯墊來調整，階梯墊由兩個液壓缸驅動。下輥的軋制線標高由液壓缸來調整。

4.主傳動裝置

主傳動裝置是平整機工作的動力，它主要由主電機、制動器、安全聯軸器、主減速機、萬向接軸、接軸夾緊裝置等組成。平整機與機組配套采用交流變頻調速電機，電機尾部裝有制動器，以備緊急停車時用。在主電機與主減速機之間還裝有安全聯軸器。1700mm平整機采用只傳動下工作輥的傳動方式，在主減速機與工作輥之間選用十字軸式萬向接軸來傳遞扭矩。

5.軋輥清理裝置

由于在平整過程中，帶鋼上的氧化鐵皮及其他臟物等可能會附于支承輥輥面上，這樣在平整過程中，由于軋制壓力很大，支承輥上的臟物就可能劃傷工作輥輥面，從而影響板材表面質量。軋輥清理裝置的作用就是對支承輥面進行清理。軋輥清理裝置由上軋輥清理裝置及下軋輥清理裝置組成，每套清理裝置磨頭伸縮由1個氣缸驅動，磨頭沿輥子軸向移動。

6.防跳輥

1700mm平整分卷機組速度較高，高速切分時，帶鋼容易產生跳動而劃傷工作輥的表面，此時裝于平整機入口側的防跳輥抬升缸活塞桿向上伸出，將防跳輥抬升，使輥面高于軋制線，與相關設備形成微張力，使帶鋼繃緊，不產生跳動。防跳輥本身為自由輥，用兩支座把合于連桿上，連桿中間與抬升缸缸頭鉸接成一體，連桿兩側分別與兩擺臂鉸接，兩擺臂用中心軸及支座把合于機架上。

結語

通過對1700mm帶鋼平整機工作原理和機械結構的介紹，對其相關的設計參數的分析，可以得出通過平整機的帶鋼，具有良好的機械性能和表面質量，能夠達到對帶鋼質量所需的標準。并且隨著社會的發展，對鋼的需求加大。平整機其發展空間必然十分廣闊，應用前景非常可觀。

參考文獻

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