初軋機設計說明書

2022-05-19 14:10:43 字數 4471 閱讀 7083

初軋機在軋鋼生產中的作用是開坯,隨著連鑄技術的發展,初軋機的作用隨之下降,但初軋機不能被淘汰,軋制某些特殊用途的鋼材,由於連鑄坯有缺陷,故必須採用模鑄,初軋機開坯。

軋輥調整裝置是軋鋼機中關鍵機構之一,其結構的好壞,直接關係著軋件的產量的高低與質量的好壞。軋機軋輥的調整一般均包括徑向和軸向兩個方向的調整,徑向調整是軋鋼機中必不可缺的調整。軋輥通過兩個方向的調整後,可以保證軋輥間的相互位置的正確性,按規定完成道次的壓下量,還能在一定程度上來補償其軋輥輥身與軸徑的允許磨損量,同時又能調整軋輥與輥道水平面的相互位置,而且在連軋機上,還能調整機座間軋輥的相互正確位置,從而保證軋制的直線性,使得軋制順利進行。

軋輥調整裝置按用途大致分為徑向與軸向兩大類調整裝置。其軸向調整裝置僅用於型鋼、線材軋機上,以微調的方法來保證兩個軋輥間組成正確的孔型位置,以及補償軋輥瓦緣的允許磨損量。而在各型別的板帶軋機上只有軋輥的軸向固定裝置。

徑向調整按其軋輥移動方向大致分為壓下(也包括壓上)機構和側壓進機構。在常見的縱軋機座中均可看到壓下機構,而側壓進機構僅用於斜軋機和立輥的調整機構中。

根據各類軋機的工藝要求,調整裝置可分為:上輥調整裝置、下輥調整裝置、中輥調整裝置、立輥調整裝置和特殊軋機的調整裝置。

上輥調整裝置也稱壓下裝置,它的用途最廣。安裝在所有的二輥、三輥、四輥和多輥軋機上。

壓下機構按軋鋼機的型別、軋件的軋制精度要求,以及生產率高低要求又可分為:手動、電動、電-液及全液壓壓下機構。手動壓下機構一般多用於不經常進行調節的、軋制精度要求不太嚴格的,以及軋制精度要求不高的中、小型型鋼、線材和小型熱軋板帶軋機上,通常這些軋機是在軋輥相互位置不變的情況下進行工作的。

電動壓下機構主要用於壓下螺絲的移動速度超過1~0.2mm/s的初軋機、板帶軋機及中厚板軋機上,以及移動速度小於1~0.2mm/s的薄板帶軋機上。

前者是出於生產率的要求,而後者是由於壓下精度的要求。

電動壓下裝置是軋鋼機調整機構中最常見的一種壓下裝置。按軋輥調整的距離、速度及精度又可將壓下裝置分為快速和慢速兩種壓下裝置。

快速電動壓下裝置

一般常用在上軋輥調節距離大、調節速度快以及調節精度要求不高的軋機上,如初軋機、板坯軋機、中厚板軋機及萬能軋機上。在這些型別的軋機上由於上輥的調整距離大、壓下十分頻繁,要求有較高的壓下速度以免影響軋制生產率,所以採用快速電動壓下裝置是必要的。

常採用的快速電動壓下裝置有兩種型別:

一種是由法蘭盤的立式電動機通過圓柱齒輪減速器帶動壓下螺絲。兩個壓下螺絲是由兩台帶法蘭盤的立式電動機通過圓柱齒輪減速機構傳動的。因此採用這種傳動系統啟動迅速、傳動效率高、造價低,但存在著加大了機座的總高度,增加了廠房高度基本建設投資等缺點。

另外為了實現壓下螺絲的單獨調整,中間介輪可以由液壓缸控制,使其與壓下螺絲嚙合或脫離。其結構簡圖如圖1—2所示。

1-制動器 2-立式電動機 3-減速機 4-壓下螺母 5-壓下螺絲 6-離合器

圖1.1立式電機—圓柱齒輪傳動的電動壓下裝置

另一種快速電動壓下裝置由兩台臥式電動機通過三個圓柱齒輪和兩對蝸輪蝸桿減速機構來帶動兩個壓下螺絲,通過離合可以實現壓下螺絲的單獨調整。軋輥開度指示器的傳動系統中還裝有差動機構,它可以由小電動機帶動實現調整作業。這種快速電動壓下裝置的特點是:

結構緊湊、機座總體高度低、基建投資下降,但傳動效率低、造價高。因此多用在一些壓下要求速度不高的初軋機上。

2 慢速電動壓下裝置

這種調整裝置多用於上輥調節距離在100~200公釐以下,調節速度小於1~0.2mm/s,但調節精度要求高的薄板、帶材軋機上。在這種壓下機構中,由於傳速比i要求很大(最大可以達到i=1500~2000),同時又要求能帶鋼壓下。

因此,壓下裝置的設計是比較複雜的。

這種壓下裝置結構簡單、造價低,但工人的勞動條件差、強度大,因此常用在生產效率低的軋機上。

為了控制板厚偏差在規定的範圍內,在現代化的板、帶材成品機座的壓下裝置中,分成了精調與粗調兩個部分。其中精調裝置是用來首先給定原始輥縫的,.而精調裝置是用來在軋制過程中隨著板、帶材坯料厚度、軋制力及成品厚度的變化,隨時對輥縫進行微量調節校正的。

一、電動双壓下裝置

由於電動双壓下裝置的反應靈敏度差,所以僅用於精度低的熱軋板帶成品軋機上。在這種壓下裝置中精調與粗調系統都是由電動機通過機械的減速機構來傳動壓下螺絲的,因此傳動系統的慣性力很大,從而使調整輥縫的校正訊號傳遞滯後現象很嚴重,所以無法滿足高精度的板厚公差要求。由於以上原因,目前很少採用這種板厚自動調節系統。

其簡圖如圖1—2所示。

1-精調電動機 2-粗調電動機

圖1.2 電動双壓下裝置簡圖

二、電-液双壓下調整裝置

第一種電動双壓下調整裝置,它的粗調為一般的電動壓下機構,通過電動壓下系統帶動壓下螺絲在空載的情況下給定原始輥縫.而精調通過液壓缸推動齒條帶動扇形齒輪,使壓下螺母轉動,但用於壓下螺絲在電動機壓下機構的鎖緊條件下而不能轉動,其結果只能使壓下螺絲上下移動實現了輥縫的微調。

第二種,電-液双壓下機構,粗調為一般的電動壓下機構,而精調是用液壓缸直接代替了壓下螺絲與螺母。通常液壓缸放在精調壓下螺絲與上軸承座之間或下橫樑與下軸承座之間。該裝置的特點是精調裝置的結構簡單而緊湊,消除了機械慣性力,從而大大縮短了調節訊號滯後現象,減少了壓下螺絲與螺母的磨損,提高了精度機構的效率。

它的調節靈敏度比一般電動壓下要快10倍以上。因此大大提高了板材的軋制精度,廣泛的用在現代化的冷、熱成品帶鋼軋機上。

電-液双壓下裝置與電動双壓下裝置相比有以下特點:結構緊湊,精調部分傳動零件減少使傳動慣性力下降,因此,調節訊號滯後現象減輕,而靈敏度增加。但仍保留著機械傳動零件,所以仍存在著慣性力以及傳動間隙對精度靈敏度的影響,使調整精度還不夠高。

所謂全液壓壓下裝置就是取消了傳統的電動壓下機構,其輥縫的調節均由液壓缸來完成 。其系統示意圖如圖1—3所示。

全液壓壓下裝置的特點:

(1)慣性力小、動作快、靈敏度高,因此可以得到高精度的板帶材,其厚度偏差可以控制到小於成品厚度1%,而且縮短了板帶材的超差部分長度,提高了軋件成品率,節約了金屬,提高了產品質量,並降低了成本。

(2)結構緊湊,降低了機座的總體高度,減少了廠房投資,同時提高了傳動效率。

(3)採用液壓系統可以使卡鋼迅速脫開,有利於處理卡鋼事故,避免了軋件對軋輥的刮傷。

(4)可以實現軋輥快速提公升,便於快速換輥,提高了軋機的有效作業效率,增加了軋機的產量。

(5)壓下系統複雜,工作條件要求高,有些元件製造困難、成本高、維護保養要求很嚴格以保證精度。

1—電位器 2—傳給另一機架的迅號 3—位移調節放大器 4—放大器 5—伺服閥

6—位移感測器 7—測厚儀 8—測壓儀 9—力—位移轉換元件 10—選擇開關

11—壓力感測器 12—柱塞缸 13—壓力比較器 c—調節係數裝置

圖1.3 全液壓壓下系統示意圖

由於初軋機、板坯軋機和厚板軋機的電動壓下裝置壓下行程大、速度快、動作頻繁,而且是不帶鋼壓下,所以常常由於操作失誤、壓下量過大等原因產生卡鋼、「坐輥」或壓下螺絲超限提公升而發生壓下螺絲無法退回的事故。這時上輥不能移動,電機無法啟動,軋機不能正常工作。

為了處理堵塞事故,很多軋機都專門設定了壓下螺絲的回松機構。

壓下螺絲的自動松問題主要發生在初軋機上,尤其是採用立式電動機壓下時,問題尤為嚴重,已停止轉動的壓下螺絲自動旋鬆,使輥縫值變動,造成軋件厚薄不均,嚴重影響軋件質量。

目前防止壓下螺絲自動旋鬆的主要辦法是加大螺絲的摩擦力矩。這可以兩方面入手,一是加大壓下螺絲止推軸頸的直徑,並且在球面墊上開孔。二是適當增加螺絲直徑。

習慣上把不「帶鋼」的壓下裝置稱為快速壓下裝置。這種裝置多用在可逆熱軋機上,如初軋機、板坯軋機、中厚板軋機、連軋機組的可逆式粗軋機組等。

按照傳動的布置形式,快速電動壓下裝置有兩種方案:一種是由臺臥式電動機來驅動兩個壓下螺絲的公升降,另一種是由兩台立式電動機來驅動兩個壓下螺絲的公升降。

第一種方案採用臥式電動機,傳動軸與壓下螺絲垂直交叉布置的形式,這種形式中常見的布局是圓柱齒輪和蝸輪副聯合傳動壓下螺絲。它的特點是能夠採用普通臥式電動機,機構較緊湊。在採用球面蝸輪副或平面蝸輪副後,傳動效率顯著提高,因此在壓下速度不太快板坯軋機上經常採用這種布置形式。

如圖2.1所示。

1-制動器 2-電動機

圖2.1臥式電動機傳動壓下裝置的配置方案

第二種方案是採用立式電動機,傳動軸與壓下螺絲平衡布置的形式,壓下裝置的兩台立式電動機通過圓柱齒輪減速機來傳動壓下螺絲,這種布置形式可使每個壓下螺絲單獨調整。因此這種傳動系統具有啟動迅速、傳動效率高、造價低。因為1150初軋機的壓下裝置要求具有以上特點,因此本次設計採用第二種方案。

1—電動機 2—小惰輪 3—大惰輪

圖2.2 立式電機傳動壓下裝置的配置方案

在畢業設計中,本人對壓下系統中的指標傳遞裝置進行了改進,原結構中一端採用雙列圓柱滾子軸承,另一端採用單列圓柱滾子軸承。其主要缺點是不能承受軸向力。經計算校核採用一對圓錐滾子軸承完全可以替代原方案,改進後的主要優點是:

(1)可以承受一定的軸向力,從而保證了該裝置工作的可靠性。(2)便於安裝、拆卸,減輕了維修工作量,同時降低了成本。

1計算第一道次軋制力

(1) 計算壓下量3.1)

(2) 計算接觸弧水平投影長度 (3.2)

(3) 計算軋制後軋件的平均高度 (3.3)

(4) 計算外區應力狀態的影響係數

3.4)

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