李春生

（一重集團大連設(shè)計研究院有限公司，遼寧 大連 116600）

壓下裝置按傳動方式可分為手動壓下、電動壓下和液壓壓下。

手動壓下裝置一般多用于不經(jīng)常進行調(diào)節(jié)、軋件精度要求不嚴(yán)格、以及軋制速度要求不高的中、小型型鋼、線材和小型熱軋板帶軋機上。

電動壓下裝置適用于板坯軋機、中厚板軋機等要求輥縫調(diào)整范圍大、壓下速度快的情況，主要由壓下螺絲、螺母及其傳動機構(gòu)組成。在中厚板軋機中，工作時要求軋輥快速、大行程、頻繁的調(diào)整，這就要求壓下裝置采用慣性小的傳動系統(tǒng)，以便頻繁的啟動、制動，且有較高的傳動效率和工作可靠性。這種快速電動壓下裝置軋機不能帶鋼壓下，壓下電機的功率一般是按空載壓下考慮選用，所以常常由于操作失誤、壓下量過大等原因產(chǎn)生卡鋼、“坐輥”或壓下螺絲超限提升而發(fā)生壓下螺絲無法退回的事故，這時上輥不能動，軋機無法正常工作，壓下電動機無法提起壓下螺絲，為了克服這種卡鋼事故，必須增設(shè)一套專用的回松機構(gòu)。電動壓下裝置的主要缺點之一是運動部分的慣性大，因而在輥縫調(diào)節(jié)過程中反應(yīng)慢、精度低，對現(xiàn)代化的高速度、高精度軋機已不適應(yīng)，提高壓下裝置響應(yīng)速度的主要途徑是減少其慣性，而用液壓控制可以收到這樣的效果。

液壓壓下裝置，就是取消了傳統(tǒng)的電動壓下機構(gòu)，其輥縫的調(diào)節(jié)均由液壓缸來完成。在這一裝置中，除液壓缸以及與之配套的伺服閥和液壓系統(tǒng)外，還包括檢測儀表及運算控制系統(tǒng)。全液壓壓下裝置有以下優(yōu)點：慣性小、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于成品厚度的1%，而且縮短了板帶材的超差部分長度，提高了軋材的成品率，節(jié)約金屬，提高了產(chǎn)品質(zhì)量，并降低了成本；結(jié)構(gòu)緊湊，降低了機座的總高度，減少了廠房的投資，同時由于采用液壓系統(tǒng)，使傳動效率大大提高；采用液壓系統(tǒng)可以使卡鋼迅速脫開，這樣有利于處理卡鋼事故，避免了軋件對軋輥的刮傷、燒傷，再啟動時為空載啟動，降低了主電機啟動電流，并有利于油膜軸承工作；可以實現(xiàn)軋輥迅速提升，便于快速換輥，提高了軋機的有效作業(yè)率，增加了軋機的產(chǎn)量。

全液壓壓下也存在一些缺點：壓下系統(tǒng)復(fù)雜，工作條件要求高，有些元件（如壓力傳感器、位移傳感器及測厚儀等測量元件）和伺服閥等制造精度要求很高，并要求在高溫、高壓及有振動條件下，工作不應(yīng)失靈或下降測量精度和控制靈敏度，因此制造困難、成本高，維護保養(yǎng)要求很嚴(yán)格，以保證控制精度。雖然液壓壓下相對于電動壓下還存在著一些缺點，但是由于電動壓下無法滿足目前正在發(fā)展的高生產(chǎn)率、高產(chǎn)品質(zhì)量的現(xiàn)代化帶軋機的工作要求，因而，采用液壓壓下的板厚自動控制系統(tǒng)來代替電動壓下的板厚自動控制系統(tǒng)已是必然趨勢，因而隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，液壓壓下板厚自動控制系統(tǒng)將會愈來愈完善。

某鋼廠2800中板軋機壓下裝置，由于軋制范圍大，壓下啟動頻繁，且要求輥縫調(diào)整精度高，采用了電動壓下自動控制（APC）和液壓壓下自動厚度控制（AGC）相結(jié)合的聯(lián)合壓下形式。電動APC用于空載輥縫調(diào)整，在壓下螺絲頂部的輥縫儀控制下，可進行高速度、高精度的壓下輥縫設(shè)定；液壓壓下AGC用于帶鋼自動厚度調(diào)節(jié)，可在軋制過程中，隨著坯料厚度、軋制壓力以及成品厚度的變化，通過設(shè)在窗口底部的測壓儀及相應(yīng)的計算機程序控制，隨時對軋輥輥縫進行微量校正，從而可以保證板厚偏差控制在公差規(guī)定的范圍內(nèi)，同時由于采用液壓AGC可使卡鋼迅速脫開，既節(jié)省了時間，也避免了軋件對軋輥的刮傷、燒傷。此種壓下裝置在目前國內(nèi)中板軋機中屬先進水平行列。

此鋼廠2800中板軋機壓下裝置由兩臺ZZJ818T(320Kw，550/1000r/min)直流電機通過聯(lián)軸節(jié)、DLM2-2500電磁離合器驅(qū)動兩臺組合式斜齒輪蝸輪蝸桿減速機帶動壓下螺絲上、下移動實現(xiàn)壓下及輥縫調(diào)節(jié)。壓下螺母用壓板固定在機架窗口上部階梯孔內(nèi)，在壓下螺絲下部下端有帶凸球面的重型止推軸承，連同接油盤等，通過軸承盒下部直接與液壓AGC缸接觸，為防止意外串動，軸承盒與每個AGC缸間設(shè)有兩個定位銷。電磁離合器設(shè)在兩臺電機之間，用來完成壓下螺絲的同步調(diào)節(jié)或單獨調(diào)節(jié)。

壓下裝置用以按照壓下規(guī)程調(diào)節(jié)輥縫開口度，可在程序控制下對不同規(guī)格的板材進行輥縫設(shè)定。裝在蝸輪端的主令控制器控制壓下螺絲的極限行程。在壓下減速機軸端裝有光碼盤，在壓下螺絲頂部裝有輥縫儀，作為實現(xiàn)壓下速度控制及液壓AGC控制的執(zhí)行件。此兩件的供貨，數(shù)據(jù)采集等由外商負(fù)責(zé)并納入其控制系統(tǒng)中。制動器安裝在電機端部，其功能是鎖住電機高速軸，進一步防止壓下螺絲回松現(xiàn)象。

壓下電機功率計算如下：

1 基本數(shù)據(jù)（非換輥狀態(tài)）

G1:支承輥光輥重量

G2:每個支承輥上隨之轉(zhuǎn)動的油膜軸承零部件重量

G3:油膜軸承重量（一個輥上）

G4:上支承輥軸承座重量（操作側(cè)和傳動側(cè)）

G5:上支承輥輥系重量

即G5=G1+G3+G4

G6：一套上工作輥重量

G7：軋機除鱗及導(dǎo)衛(wèi)裝置中移動件重量

G8：一對壓下螺絲及頭部組件

包括接油盤、止推軸承、球面墊、壓下螺絲

G9:上支承輥平衡系統(tǒng)移動件自重

G10:一對H-AGC缸重量

G11:上支承輥平衡缸平衡件重量

即G11=G3-G2+G4+G7+G8+G9+G10

G12:上工作輥平衡缸平衡件重量

即G12=G1+G2+G6

G13:全部被平衡件重量 即G13=G11+ G12

2 各平衡缸出力情況（缸處于伸出狀態(tài)）

2.1 上支承輥平衡缸出力 F1

注：P-平衡壓力

S-上支承輥平衡缸內(nèi)腔面積

K-安全系數(shù)

2.2 上工作輥平衡缸出力 F2

注：P-平衡壓力

S-上工作輥平衡缸內(nèi)腔面積

K-安全系數(shù)

2.3 各個平衡缸總出力

注：K總-總安全系數(shù)

3 電機功率計算

條件：

A.只考慮被平衡件垂直力，不計摩擦；計算運動狀態(tài)時，只考慮液壓缸和壓下螺紋副之摩擦力。

B.液壓缸平衡總出力按F3，即總過平衡系數(shù)為K總。

C.平衡液壓缸運動時，阻尼系數(shù)取0.85(上升)、1.2(下降)。

D.按基速，軋機壓下時計算電機功率。

3.1 液壓缸過平衡阻力

注:F0作用在一對壓下螺絲螺母之間

3.2 作用在每個壓下螺絲上靜力矩(壓下時)

其中：dp-螺紋中徑

φ-摩擦角 φ=arctgμ2

μ2-螺紋間摩擦系數(shù)通常取μ2=0.1

а-螺紋升角 а=arctg(S/πdp)

S-壓下螺絲螺距

dp′-壓下螺絲端部球面墊直徑

μ2″-止推軸承滾動摩擦系數(shù)

3.3 單個壓下電機功率初定

本軋機為雙電機壓下，中間設(shè)電磁離合器、制動器，通過兩臺聯(lián)合壓下減速機驅(qū)動壓下螺絲。

以基速壓下時，初定電機功率：

其中：

n-壓下螺絲轉(zhuǎn)數(shù)；η-傳動系統(tǒng)效率

4 電機啟動計算

4.1 各轉(zhuǎn)動件折算到電機軸上之飛輪矩（一臺電機）

A.壓下減速機 ［GD2］1

B.電機軸 ［GD2］2

C.傳動軸 ［GD2］3

D.制動器 ［GD2］4

E.電磁離合器 ［GD2］5

F.壓下機構(gòu)中所有移動件飛輪矩之和［GD2］6

注：將移動件視為一個當(dāng)量力，這個力為垂直方向力，即：

這個當(dāng)量力移動飛輪矩為

其中：

Vm-移動件移動速度

n0-電機額定轉(zhuǎn)速

各項飛輪矩之和

4.2 動力矩

其中：

ε-壓下電機角加速度

4.3 啟動能力驗算(折算到電機軸)啟動力矩

其中：

i-減速機速比

電機額定力矩

Me=975N/ne

其中：

N-電機額定功率

ne-電機額定轉(zhuǎn)速

如Mq=KεMe≥Mj+MD則初選電機通過

K-電機過載系數(shù)

ε-電機啟動系數(shù)

5 打滑驗算

Q≥（2GD2/375μ）*（D工/D支2）ε

其中：

GD2-支承輥飛輪矩

ε-軋輥角加速度

工作輥與支承輥間壓力

N=F2－G6

如N＞Q上輥動打滑通過，下輥自然也通過。

[1]安永鎖，楊德印.中板軋機壓上裝置傳動系統(tǒng)的技術(shù)改造[J].重型機械，2000-03-25.