康陽， 齊杰斌， 孫茂林， 龔磊， 繆賀清

（首鋼股份公司遷安鋼鐵公司 a.硅鋼事業(yè)部，b.質(zhì)量檢查站，河北 遷安 064400）

0 引言

在冷軋生產(chǎn)線中，為了保證軋制過程穩(wěn)定順行，軋制線高度必須保持恒定。而隨著軋制生產(chǎn)過程的進(jìn)行，軋輥將不斷磨損，需要經(jīng)常更換軋輥，為了保持換輥后軋制線高度的恒定，國內(nèi)某森吉米爾軋機(jī)選用了斜楔與階梯墊復(fù)合式軋制線調(diào)整裝置進(jìn)行軋制線調(diào)整補(bǔ)償。森吉米爾軋機(jī)采用液壓壓上AGC系統(tǒng)，其下輥系輥徑變化后由AGC缸的行程變化進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償，而上輥系輥徑變化后采用軋制線調(diào)整裝置進(jìn)行調(diào)整和補(bǔ)償。下面主要討論軋制線的計(jì)算及自動(dòng)調(diào)整。

1 主要技術(shù)參數(shù)

軋制線調(diào)整裝置主要技術(shù)參數(shù)見表1，斜楔和階梯墊的尺寸詳見圖1。

表1 軋制線調(diào)整裝置主要技術(shù)參數(shù)

2 設(shè)備結(jié)構(gòu)

軋制線調(diào)整裝置安裝在頂部內(nèi)外牌坊之間，主要由兩套相同的斜楔與階梯墊復(fù)合式軋制線調(diào)整裝置組成，每套軋制線調(diào)整裝置均由階梯墊、階梯墊調(diào)整液壓缸、上下斜楔、斜楔調(diào)整液壓缸、液壓缸支座、測壓元件及框架、噴淋集管、橡膠刮板等組成，如圖2所示。

階梯墊設(shè)置在斜楔下面。兩套階梯墊各由一個(gè)液壓缸控制其移動(dòng)，從而改變階梯墊的使用級(jí)數(shù)，以此來調(diào)整軋線高度。兩個(gè)液壓缸的位置分別由一齒輪齒條式編碼器進(jìn)行測量記錄。

圖1 斜楔和階梯墊簡圖

圖2 軋制線調(diào)整裝置結(jié)構(gòu)圖

上斜楔和測壓元件一起固定安裝在框架里面；下斜楔安裝在上斜楔和階梯墊之間，兩套下斜楔各由一個(gè)液壓缸控制其做水平移動(dòng)，從而改變上下斜楔的接觸面，以此來調(diào)整軋制線高度。為保證兩套斜楔調(diào)整時(shí)的同步性，在兩個(gè)液壓缸之間設(shè)置了同步機(jī)構(gòu)，其中一個(gè)液壓缸的位置由齒輪齒條式編碼器進(jìn)行測量記錄。

階梯墊調(diào)整為階躍式初調(diào)，斜楔調(diào)整為精調(diào)，而斜楔在整個(gè)行程上的調(diào)整量等于階梯墊一個(gè)階躍的調(diào)整量。兩種調(diào)整方式組合使用，即構(gòu)成了一個(gè)大調(diào)整量的無級(jí)調(diào)整機(jī)構(gòu)，可實(shí)現(xiàn)所有輥?zhàn)又睆阶兓倪B續(xù)調(diào)整（無級(jí)調(diào)整）［1～2］。

3 軋制線的計(jì)算及調(diào)整

3.1 軋制線的計(jì)算

森吉米爾軋機(jī)輥系分上下兩組，各有10個(gè)軋輥。每組由1個(gè)工作輥、2個(gè)第一中間輥、3個(gè)第二中間輥和4個(gè)支撐輥組成，按“1-2-3-4”呈塔形布置。森吉米爾軋機(jī)上輥系和軋制線調(diào)整裝置的裝配圖如圖3所示，由圖3各尺寸可得H=ST+h1+h2+|yF|+DW/2。因?yàn)閥F＜0，所以可得

式中：H為軋制線到軋機(jī)外牌坊頂部的距離，H=2150 mm；h1為x軸到軋機(jī)內(nèi)牌坊頂部的距離，h1=1400 mm；h2為上斜楔下表面中心到軋機(jī)外牌坊頂部的距離，h2=1400 mm；ST為軋制線調(diào)整裝置的總厚度（即階梯墊下表面到上斜楔下表面中心的距離）；DW為工作輥直徑［3］。

由式（1）可知，只需求解出yF即可得到ST的值。

設(shè)DB為支承輥（背襯軸承）直徑，Dd為第二中間輥（傳動(dòng)輥）直徑，Di為第二中間輥（自由輥）直徑，D1為第一中間輥直徑，則：

由圖 3 可知：A 點(diǎn)坐標(biāo)（xA，yA）為（500，0）；B 點(diǎn)坐標(biāo)（xB，yB）為（200，250）；D 點(diǎn)在 y軸上，即 xD=0；F 點(diǎn)在 y軸上。

yF的求解方案：1）由A點(diǎn)坐標(biāo)和B點(diǎn)坐標(biāo)求出C點(diǎn)坐標(biāo)（xC，yC）；2）由 B 點(diǎn)坐標(biāo)求出 D 點(diǎn)縱坐標(biāo) ；3）由 C 點(diǎn)坐標(biāo)和D點(diǎn)坐標(biāo)求出E點(diǎn)坐標(biāo)（xE，yE）；4）由E點(diǎn)坐標(biāo)（xE，yE）求出 F 點(diǎn)縱坐標(biāo) yF。

yF的詳細(xì)計(jì)算如下：

1）C 點(diǎn)坐標(biāo)（xC，yC）的計(jì)算。C點(diǎn)是圓 A（以 A 點(diǎn)為圓心，以為半徑）與圓B（以A點(diǎn)為圓心，以BC為半徑）的兩個(gè)交點(diǎn)之一（x值較小的點(diǎn)）。

圖3 輥系結(jié)構(gòu)圖

3）E 點(diǎn)坐標(biāo)（xE，yE）的計(jì)算。E 點(diǎn)是圓 C（以 C 點(diǎn)為圓心，以為半徑）與圓D（以D點(diǎn)為圓心，以為半徑）的兩個(gè)交點(diǎn)之一（x值較小的點(diǎn)）。

3.2 階梯墊和斜楔的選擇調(diào)整

階梯墊使用級(jí)數(shù)n為

其中：TR最小=80 mm，TW最小=90 mm，m 為階梯墊單階調(diào)整量（m=25 mm）。函數(shù)QUOTIENT用于返回商的整數(shù)部分［4-5］。

階梯墊厚度TR=（n-1）×25+80；階梯墊液壓缸行程xR=（n-1）×200+220；斜楔厚度TW=ST-TR；斜楔的行程xW=（TW-90）×20。

在軋機(jī)換輥時(shí)，階梯墊和斜楔都退出（即階梯墊和斜楔的液壓缸行程均為0 mm），為換輥時(shí)提供輥?zhàn)娱g距。

4 結(jié)論

通過對(duì)軋制線的分析和計(jì)算，推導(dǎo)出軋制線調(diào)整裝置補(bǔ)償輥系磨損以及調(diào)整軋制線標(biāo)高的數(shù)學(xué)模型。利用該數(shù)學(xué)模型，只需給出軋輥直徑，即可自動(dòng)計(jì)算出階梯墊的級(jí)數(shù)和斜楔的厚度以及其對(duì)應(yīng)液壓缸的行程，從而實(shí)現(xiàn)了軋制線的自動(dòng)調(diào)整，縮短了換輥時(shí)間，減少了人為誤操作，降低了生產(chǎn)成本。

［1］ 康陽.軋制線調(diào)整裝置在UCMW軋機(jī)上的應(yīng)用［J］.重型機(jī)械，2014（4）：13-15.

［2］ 計(jì)江，蘇明，尤磊，等.斜楔與階梯墊復(fù)合式軋制線調(diào)整裝置的設(shè)計(jì)及應(yīng)用［J］.重型機(jī)械，2011（4）：92-96.

［3］ 吳寶玉.階梯板在熱軋機(jī)組PC精軋機(jī)上的應(yīng)用［J］.重型機(jī)械，2012（4）：19-21.

［4］ 解旗，?？琢?1880 mm熱連軋軋制線高度控制技術(shù)［J］.軋鋼，2011（2）：37-40.

［5］ 蔣曉亮，肖海健，張國棟，等.單機(jī)架可逆軋機(jī)軋制線調(diào)整系統(tǒng)的自動(dòng)控制［J］.電氣傳動(dòng)，2012（7）：49-51.