輥式矯直機的發展趨勢及其結構特點分析

孫維陽 李洋

北方重工集團有限公司 遼寧沈陽 110141

作為世界上最大的鋼鐵生產國和消費國，我國的鋼鐵生產和消費多年來一直是全球第一。當前，我國鋼鐵工業的整體水平已有了非常顯著性的提升，生產效率和產品質量也在提高，我國與國外先進設備水平之間的差距正在慢慢減小，同時這幾年以來我國大型鋼鐵行業取得了驕人的成績。但是，我們也遇到了國內鋼材品種少，類型相似，附加值低，生產能力不足等等的一些問題。這使得高附加值和高技術含量的板材總產量降低。同樣在鋼鐵產量中所占的份額也很小。

1 對于矯直機的簡單介紹

機械振動現在是一個熱門話題，軋機設備在使用的過程中發現了許多振動問題，迫切需要進行深入的研究。在工程平板磨削中，矯直機的振動形式也變得越來越復雜多樣。對于板材進行矯直工作中這些振動的出現，我們還不清楚哪種類型振動對機械運行有害，也不清楚哪種使用振動是有益的，這就會大大增加了對有害振動的控制以及對有益的振動加以利用的復雜困難程度。在矯直過程中，所有移動部件都經歷了不同強度的振動頻率，如發動機、傳動軸、工作輥、矯直板材、壓力系統，甚至是基礎和液壓系統都或多或少的出現了振動現象。國家對矯直機振動的研究還沒有較大的投入，但是往往因為平行輥式矯直機和四輥式矯直機結構框架很相像，由于對軋機中的振動研究資料比較完整，這樣一來，可以為矯直機動力學應用與研究起到一定的幫助作用。總而言之，矯直機以及軋機都是復雜的多變量旋轉機械體系，每個移動部件中也往往會伴隨著不同程度的振動。當軋機結構設計非常完美時，工藝選擇宜提高其制造精度以及各種裝配精度，同時各方面材料的使用性能也必須達到良好，也要足夠智能化進行控制系統，能夠在一些方面上降低振動阻力，使振動現象不會出現。但減弱并不等于消除機械工況變化，一旦出現突變的機械能力，或者由于矯直精度、速度等的修正進一步提高了對軋機狀態的調整，此時產生的振動是很危險的，甚至可能導致斷裂輥等故障。現在，避免軋制過程中產生振動的主要方法就是要進一步降低軋制或矯直的速度。該方法相當于減小振動系統的相關比例，從而才能更加有效地降低了系統的振動強度。減速法導致生產率也會大大下降，不改變矯直系統固有的特性，當振動達到或接近系統的固有頻率時，仍會引起一些共振。因此，為了更好地避免振動的發生，我們必須從系統本身固有的特性出發，研究系統發證振動地主要特征，以此來找出解決問題的最佳辦法[1]。

2 輥式矯直機未來的發展前景

采用全自動測厚儀，通過數字控制和自動控制定向矯直輥負荷和在線過程，自動精確調整定向輥的位置，進一步實現智能化。

為了對矯直效果有所提升，矯直機出口處的上部輥（或下部）可以單獨來進行調節，也可以在矯直器操作過程中調節。

上矯直輥也可以或多或少的發生橫向傾斜，可以調整支承輥的任何部分，或者更改矯直輥的彎曲，以移除支承板的單側或雙側單元。

上下轉向輥和支承板安裝在各自的框架內，框架的主要作用可以橫向移動，以實現快速換輥系統的離線準備（即配備兩組以上的輥系裝備，提供一組矯直機進行使用）[2]。

矯直機進口處配備有去除殘馀氧化物的水或擠壓空氣。

為避免輥面平滑化，輥面必須具有一定的硬度。四輥矯直機必須確保工作輥與支承輥之間輥面硬度不同，最好是有一定參數地差值。

3 輥式矯直機框架結構里最突出的幾個特點

3.1 輥式矯直機正常工作過程

輥式矯直機由兩組校正輥、車架和齒輪組成傳動裝置，具體情況如圖1所示。鋼材通過先前的輥式布置拉直，用多次重復的推力進行校正。輥式矯直機是板壁中使用的主要矯直機。軋輥矯直機是一種滾軋機，遵循軋輥矯直機的基本功能原理。該矯直程序分為小變形程序和大變形程序，整個運行過程有序順利的進行工作。

圖1 輥式矯直機運行示意圖

輥式矯直機設備里有幾個非常重要的參數：輥直徑、輥間距、輥數、輥身長度。輥直徑：指矯直機工作輥的直徑。當其他參數保持不變時，直徑的距離越小，最終的工作效果就會越好。輥數：當其他參數保持不變時，兩個相鄰工作輥中心線之間的距離越小，效果就會更加的好。軋輥數：軋輥矯直機工作的軋輥數越多，矯直機的定向效果越好。輥身長度：工作輥與帶鋼接觸部分之間接觸部分的最大長度以及輥身長度越大，產生的來料寬度就會變得更大[3]。

工作輥經過熱加工之后，不僅能保證輥材料硬度高，耐磨性高，材料要求高，而且能保證采用輥頸加工步驟變得更加簡單，同時成本也較低。工作輥的核心是可以用水冷卻的中空結構。其中工作輥通過碟形彈簧在支承輥輥面上進行不斷地拉靠作用，同時矯直輥軸承不承受相關的其他力，而完全由支承輥軸承來承擔所有力地支撐。

3.2 主傳動系統的結構框架

主傳動系統的傳動方式采用發動機、彈性離合器、主傳動配電箱、安全聯軸器、通用離合器至工作輥。其主傳動分配箱將傳動裝置和傳動減速器設計為共同體，使傳動系統變得更加一體化，便于從驅動側換輥。滾動更換方法是將驅動電機、主傳動配電箱、通用離合器和滾動系統拉出傳動側框架，以便在機架的傳動側完成換輥更換工作。這樣一來就會有更大的工作空間，便于輥系和萬向接軸系統的完成以及相關的連接和分離工作。主傳動變速箱配電箱采用鑄件焊接結構，制造周期非常短暫，而且箱體強度高，整體重量也變得非常輕等。變速器軸承采用分割結構，便于拆卸和安裝，使后續地維護保修工作也會更加方便。

4 結語

伴隨用戶對鋼板質量要求的不斷提升，軋輥矯直機面向鋼板缺陷的高剛度、高矯直力和特殊功能框架去發展，同時會通過自動控制和改進液壓系統，最大限度地縮短了在線維護時間，從而簡化了生產結構和操作使用。