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)
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。
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)
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]。
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))。
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。
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。
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