周興杰

(中國第二重型機(jī)械集團(tuán)公司設(shè)計(jì)研究院，四川618000)

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熱軋板帶鋼立輥軋機(jī)主傳動(dòng)型式歸納分析

周興杰

(中國第二重型機(jī)械集團(tuán)公司設(shè)計(jì)研究院，四川618000)

摘要：介紹了對(duì)熱軋板帶鋼粗軋立輥軋機(jī)的主傳動(dòng)型式，歸納了各種型式立輥軋機(jī)的主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)和特點(diǎn)，總結(jié)了各種主傳動(dòng)型式的優(yōu)勢(shì)與不足。

關(guān)鍵詞：粗軋立輥軋機(jī)；主傳動(dòng)；型式

在帶鋼和中寬厚板熱軋生產(chǎn)線中，粗軋立輥軋機(jī)是軋線的主要設(shè)備之一。其主要功能是對(duì)板帶材控寬、破鱗、改善板坯的邊部組織和形狀。粗軋立輥軋機(jī)的結(jié)構(gòu)型式較多，決定立輥軋機(jī)型式的因素是主傳動(dòng)型式和側(cè)壓傳動(dòng)型式，其中最主要的因素是主傳動(dòng)型式。本文介紹了熱軋板帶鋼軋線粗軋立輥軋機(jī)的主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)型式、各型立輥軋機(jī)主傳動(dòng)型式結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖和特點(diǎn)。

立輥軋機(jī)主傳動(dòng)是指驅(qū)動(dòng)立輥轉(zhuǎn)動(dòng)，并為立輥提供軋制力矩，實(shí)現(xiàn)鋼錠或連鑄坯在寬度方向的軋制變形。立輥軋機(jī)主傳動(dòng)可分為上傳動(dòng)、下傳動(dòng)兩大類。軋制力矩從立輥上部傳入，主傳動(dòng)裝置位于機(jī)架上方，稱之為上傳動(dòng)；軋制力矩從立輥下部傳入，主傳動(dòng)裝置位于機(jī)架下方，稱之為下傳動(dòng)。上傳動(dòng)中又分為單臺(tái)立式電機(jī)傳動(dòng)、雙臺(tái)立式電機(jī)傳動(dòng)、下置式雙臺(tái)立式電機(jī)傳動(dòng)、單臺(tái)臥式電機(jī)傳動(dòng)、雙臺(tái)臥式電機(jī)傳動(dòng)，其中單臺(tái)立式電機(jī)傳動(dòng)和單臺(tái)臥式電機(jī)傳動(dòng)均有兩種結(jié)構(gòu)；下傳動(dòng)分為含同步軸的雙臺(tái)臥式電機(jī)傳動(dòng)和不含同步軸的雙臺(tái)臥式電機(jī)傳動(dòng)。下面對(duì)熱軋板帶鋼粗軋立輥軋機(jī)主傳動(dòng)的各種型式進(jìn)行逐一介紹。

1　上傳動(dòng)類型

1.1　單臺(tái)立式電機(jī)傳動(dòng)

單臺(tái)立式電機(jī)傳動(dòng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖1。該型立輥軋機(jī)主傳動(dòng)的傳動(dòng)路線是：主電機(jī)(立式)→聯(lián)軸器→Ⅰ級(jí)圓柱齒輪→Ⅱ級(jí)圓柱齒輪→Ⅲ級(jí)圓柱齒輪→減速器輸出軸→同步嚙合齒輪→萬向接軸→立輥。兩側(cè)輸出軸轉(zhuǎn)速機(jī)械同步，圓柱齒輪機(jī)構(gòu)減速，安裝維護(hù)方便,在總功率相同的情況下，單臺(tái)電機(jī)外形尺寸比雙臺(tái)的要大，一般適用于最大軋制力2 000 kN以內(nèi)、規(guī)格1 000 mm以下，軋制速度低、主傳動(dòng)比大的窄帶鋼全連續(xù)式軋線粗軋立輥軋機(jī)上。該型立輥軋機(jī)一般布置在粗軋機(jī)之前，常附著在粗軋機(jī)上，也可以與粗軋機(jī)遠(yuǎn)距離布置。

1.2　雙臺(tái)立式電機(jī)傳動(dòng)

該型立輥軋機(jī)主傳動(dòng)有兩種結(jié)構(gòu)，見圖2(Ⅰ型)、圖3(Ⅱ型)。該種立輥軋機(jī)一般布置在粗軋機(jī)之前，常附著在粗軋機(jī)上，也可以與粗軋機(jī)遠(yuǎn)距離布置。

Ⅰ型的主傳動(dòng)路線是：主電機(jī)(立式)→聯(lián)軸器→圓柱齒輪嚙合→同步嚙合齒輪→減速器輸出軸→萬向接軸→立輥。左右結(jié)構(gòu)對(duì)稱，兩側(cè)輸出軸轉(zhuǎn)速機(jī)械同步，圓柱齒輪機(jī)構(gòu)簡(jiǎn)單，在總功率相同的情況下，雙臺(tái)電機(jī)外形尺寸比單臺(tái)的要小。主傳動(dòng)部分安裝維護(hù)方便，軋輥和接軸更換方便、省時(shí)。但起吊高度較高、廠房高。一般適用于最大軋制力2 000 kN以內(nèi)、規(guī)格1 000 mm以下中窄帶鋼軋線粗軋立輥軋機(jī)。

Ⅱ型的主傳動(dòng)路線是：主電機(jī)(立式)→聯(lián)軸器→圓柱齒輪嚙合→減速器輸出軸→萬向接軸→立輥。與Ⅰ型的區(qū)別是在減速箱內(nèi)安裝有接軸提升機(jī)構(gòu)，萬向接軸不伸縮。兩側(cè)輸出軸轉(zhuǎn)速電氣同步，軋輥和接軸更換更為方便省時(shí)。其余特點(diǎn)與Ⅰ型相同。一般適用于最大軋制力4 000 kN～7 000 kN、規(guī)格為3 500 mm～5 500 mm寬厚板軋線粗軋立輥軋機(jī)。

1.3　下置式雙臺(tái)立式電機(jī)傳動(dòng)

下置式雙臺(tái)立式電機(jī)傳動(dòng)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖見圖4。該型立輥軋機(jī)主傳動(dòng)路線是：主電機(jī)(立式)→聯(lián)軸器→Ⅰ級(jí)圓柱齒輪嚙合→Ⅱ級(jí)圓柱齒輪嚙合→減速器輸出軸→萬向接軸→立輥。接軸提升機(jī)構(gòu)是安裝在主傳動(dòng)箱下方，立式電機(jī)下置(即安裝在主減速箱下部)，降低了設(shè)備總高度，廠房高度相應(yīng)降低。兩側(cè)輸出軸轉(zhuǎn)速電氣同步，圓柱齒輪機(jī)構(gòu)減速，結(jié)構(gòu)緊湊，左右結(jié)構(gòu)對(duì)稱。軋輥和接軸更換方便、省時(shí)，安裝維護(hù)方便。一般適用于最大軋制力4 000 kN～7 000 kN、規(guī)格為1 250 mm～2 300 mm中寬帶鋼軋線粗軋立輥軋機(jī)。該型主傳動(dòng)型式的立輥軋機(jī)一般布置在粗軋機(jī)之前，常附著在粗軋機(jī)上，也可以與粗軋機(jī)遠(yuǎn)距離布置。

1—主電機(jī)(立式)　2—聯(lián)軸器　3—Ⅰ級(jí)圓柱齒輪嚙合　 4—Ⅱ級(jí)圓柱齒輪嚙合　5—Ⅲ級(jí)圓柱齒輪嚙合

1—主電機(jī)(立式)　2—聯(lián)軸器　3—圓柱齒輪嚙合　4—同步嚙合齒輪

1—主電機(jī)(立式)　2—聯(lián)軸器　3—圓柱齒輪嚙合　4—減速器輸出軸

1.4　單臺(tái)臥式電機(jī)傳動(dòng)

該型立輥軋機(jī)主傳動(dòng)有兩種結(jié)構(gòu)，見圖5(Ⅰ型)、圖6(Ⅱ型)。該型立輥軋機(jī)一般布置在粗軋機(jī)之前，常附著在粗軋機(jī)上，也可以與粗軋機(jī)遠(yuǎn)距離布置。Ⅰ型的主傳動(dòng)路線是：主電機(jī)(臥式)→聯(lián)軸器→Ⅰ級(jí)圓柱齒輪嚙合→Ⅱ級(jí)圓柱齒輪嚙合→減速器輸出軸→萬向接軸→立輥。Ⅱ型的主傳動(dòng)路線是：主電機(jī)(臥式)→聯(lián)軸器→Ⅰ級(jí)圓柱齒輪嚙合→Ⅱ級(jí)圓柱齒輪嚙合→減速器輸出軸→萬向接軸→立輥。

1—主電機(jī)(立式)　2—聯(lián)軸器　3—Ⅰ級(jí)圓柱齒輪嚙合　4—Ⅱ級(jí)圓柱齒輪嚙合

1—主電機(jī)(臥式)　2—聯(lián)軸器　3—Ⅰ級(jí)圓柱齒輪嚙合　4—Ⅱ級(jí)圓柱齒輪嚙合

1—主電機(jī)(臥式)　2—接軸　3—Ⅰ級(jí)圓錐齒輪嚙合　4—Ⅱ級(jí)圓柱齒輪嚙合

兩種結(jié)構(gòu)的兩側(cè)輸出軸轉(zhuǎn)速均是機(jī)械同步，圓錐齒輪傳動(dòng)是為了將臥式電機(jī)水平轉(zhuǎn)動(dòng)轉(zhuǎn)變?yōu)榇怪鞭D(zhuǎn)動(dòng)，制造成本較高。主要區(qū)別是Ⅱ型在減速箱下方還安裝有接軸提升機(jī)構(gòu)，其軋輥和接軸更換更方便、省時(shí)。該型式的主傳動(dòng)一般適用于最大軋制力3 000 kN～7 000 kN、規(guī)格為1 250 mm～1 780 mm之間的中寬帶軋線粗軋立輥軋機(jī)。

1.5　雙臺(tái)臥式電機(jī)傳動(dòng)

結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖如圖7所示。該型立輥軋機(jī)主傳動(dòng)路線是：主電機(jī)(臥式)→Ⅰ級(jí)圓錐齒輪嚙合→Ⅱ級(jí)圓柱齒輪嚙合→同步軸→萬向接軸→立輥。兩側(cè)輸出軸轉(zhuǎn)速機(jī)械同步，在平臺(tái)下方安裝有接軸提升裝置，軋輥和接軸更換方便、省時(shí)，安裝維護(hù)比較困難。主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)左右結(jié)構(gòu)對(duì)稱。整個(gè)主傳動(dòng)掛靠在粗軋機(jī)上，設(shè)備總重減少。一般適用于最大軋制力4 000 kN～5 000 kN、規(guī)格為1 250 mm～2 300 mm之間的中寬帶軋線粗軋立輥軋機(jī)。該型主傳動(dòng)型式的立輥軋機(jī)一般布置在粗軋機(jī)之前，常附著在粗軋機(jī)上。

2　下傳動(dòng)類型

含同步軸的雙臺(tái)臥式電機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖見圖8，不含同步軸的雙臺(tái)臥式電機(jī)傳動(dòng)簡(jiǎn)圖見圖9。含同步軸的主傳動(dòng)路線是：主電機(jī)(臥式)→聯(lián)軸器→同步軸→Ⅰ級(jí)圓柱齒輪嚙合→接軸→Ⅱ級(jí)圓錐齒輪嚙合→Ⅲ級(jí)圓柱齒輪嚙合→立輥。不含同步軸的主傳動(dòng)路線更簡(jiǎn)便，取消了同步軸并減少了一級(jí)圓柱齒輪嚙合，兩側(cè)同步采用電氣控制。含同步軸的是機(jī)械同步結(jié)構(gòu)，左右對(duì)稱，結(jié)構(gòu)較復(fù)雜。

下傳動(dòng)型式的立輥軋機(jī)一般布置在粗軋機(jī)之前(常用軋連鑄坯、粗軋坯)，也可以布置在粗軋機(jī)之后(常用軋鋼錠或連鑄坯)，常與粗軋機(jī)遠(yuǎn)距離布置。其最大優(yōu)點(diǎn)是設(shè)備總高度大大降低，廠房高度降低，軋輥和接軸更換方便、快捷。其不足之處是主傳動(dòng)部分環(huán)境差、安裝維護(hù)困難。一般適用于最大軋制力4 000 kN～8 000 kN(甚至更高)、規(guī)格為3 000 mm～5 500 mm中寬厚板鋼軋線粗軋立輥軋機(jī)。

1—主電機(jī)(臥式)　2—聯(lián)軸器　3—Ⅰ級(jí)圓錐齒輪嚙合　4—Ⅱ級(jí)圓柱齒輪嚙合

1—主電機(jī)(臥式)　2—聯(lián)軸器　3—同步軸　4—Ⅰ級(jí)圓柱齒輪嚙合　5—接軸

1—主電機(jī)(臥式)　2—聯(lián)軸器　3—接軸　4—Ⅰ級(jí)圓錐齒輪嚙合

3　結(jié)論

(1)上傳動(dòng)各型立輥軋機(jī)的主傳動(dòng)裝置周邊空間開闊，安裝、維護(hù)操作方便，環(huán)境好。但設(shè)備總體高度較高，車間廠房較高，設(shè)備的穩(wěn)定性稍差，常附著在粗軋機(jī)上，常用于熱帶鋼粗軋立輥軋機(jī)上，也可用于熱軋中寬厚板粗軋立輥軋機(jī)上。下傳動(dòng)各型立輥軋機(jī)，主傳動(dòng)裝置在地面上，周邊空間狹窄，安裝、維護(hù)操作不方便，環(huán)境差、污染大。但設(shè)備總體高度矮，車間廠房不高，設(shè)備的穩(wěn)定性好，軋輥、接軸更換方便省時(shí)，常與粗軋機(jī)遠(yuǎn)距離布置，常用于熱軋中寬厚板粗軋立輥軋機(jī)上。

(2)在上傳動(dòng)型式中，采用立式電機(jī)傳動(dòng)比臥式電機(jī)傳動(dòng)更有優(yōu)勢(shì)。因?yàn)椴捎昧⑹诫姍C(jī)傳動(dòng)時(shí)省去了圓錐齒輪機(jī)構(gòu)，制造、維護(hù)成本降低，安裝、維護(hù)更為方便、快捷。

(3)立輥軋機(jī)型式向著減少制造、維護(hù)成本，改善工作環(huán)境，減輕勞動(dòng)強(qiáng)度，縮短輔助工作時(shí)間(如換輥時(shí)間等)，安裝維護(hù)更為方便、快捷的方向發(fā)展。

(4)立輥軋機(jī)主傳動(dòng)結(jié)構(gòu)型式嚴(yán)格來說沒有絕對(duì)的好與不好，不論哪種結(jié)構(gòu)都有自身的優(yōu)勢(shì)和不足。對(duì)于具體板帶鋼熱軋線來說，粗軋立輥軋機(jī)主傳動(dòng)的設(shè)計(jì)選型必須根據(jù)產(chǎn)品軋制工藝、投資規(guī)模大小和主傳動(dòng)型式本身具有的長處來確定，做到設(shè)備更合理、用戶更滿意。

編輯傅冬梅

Summarization and Analysis on Main Drive Forms of Rough Rolling Vertical

Roll Mill for Plate and Strip Rolling Line

Zhou Xingjie

Abstract：Main drive forms of rough rolling vertical roll mill for plate and strip rolling line have been described,and main drive structures and features for various forms of vertical mill as well as advantages and shortcomings of various main drive forms have been summarized.

Key words：rough rolling vertical roll mill; main drive; form

收稿日期：2014—10—31

中圖分類號(hào)：TG333.7+1

文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A