森吉米尔20辊轧机Word下载.docx

1、派生型号实质上是围绕工作辊直径及轧机开口度的变化而出现 的。ZR21A :单个“A”只出现在ZR21A中，它表示该轧机的工作辊直径是 66 76mm小于基本型ZR21的工作辊直径ZR21AA “AA只出现在ZR21AA中，它表示该轧机的梅花膛孔位置、中间辊尺 寸与基本型完全不同，并且偏心量也比基本型的大。因此该轧机的工作辊直径比ZR21A的更小。ZR21B ZR22B ZR23B ZR33B ZS07B单个“ B表示轧机梅花膛孔的垂直距 离比基本型的稍大，允许工作辊直径稍稍加大，而所有中间辊尺寸与基本型相同。 ZR21BB “船”表示轧机梅花膛孔位置及轧辊尺寸与单个“ B的轧机相同，只是偏 心

2、量加大，以便能够增加工作辊的开口度。ZR23C、ZR33C单个“ C”表示在该轧机的“ B”辊和“ C”辊设计了 AS-U-ROLL 辊形调整装置。以前该型号轧机只有“ A”辊、“ D”辊有手动辊形调整装置，或者 没有。ZR23M “M表示该轧机梅花膛孔位置不同于基本型，有一个特别大的工作 辊。该轧机对有色金属轧制有利。ZR23D轧辊直径的附加变化不被 A、B、M型所覆盖，其直径在B、M型轧机之 间。ZR21MB :“MB表示该轧机梅花膛孔位置与基本型不同，有一个特别大的工作 辊；另外边部偏心调整量比基本型有所增大，以便获得更大的轧辊使用范围。ZR22N :“ N表示该轧机为了特别的用途而有更

3、大的工作辊。ZR22S :“ S表示该轧机的梅花膛孔的距离和所有的轧辊的尺寸都比基本型加大，以便能够使“ S轧机最小的轧辊可以给基本型轧机使用。ZR33W :“ W”表示该轧机提供特殊设计的 AS-U-ROLL形状控制，以便轧制有严 格楔形要求的带材。ZR33CW、ZR23SC此种有两个字母的组合，通常表示这两个单字母型号的组合 特点。1.1.3目前森吉M尔轧机的发展水平（1轧制带材最大宽度。目前轧制带材最宽的是法国的一台 ZR22-80型轧机，轧制宽度最大为2032mm勺软钢及硅钢，厚度偏差为O .005mm（2 轧制带材最小厚度。轧制带材最小厚度与其宽度和钢种有关。美国轧制硅钢 最小厚度为

4、O. 002mm其宽度为120mm日本轧制不锈钢，当宽度为 1220mm寸，最 小厚度为O. 127mm宽度为200mm寸，最小厚度为 O.01mm轧制有色金属时，最 薄可达 O.0018mm（ZR32-4 1/4型，轧制紫铜 。 轧制速度。美国的ZR21-44型轧机轧制低碳钢的最大速度达 1067nZmin； 美国、日本等国轧制硅钢及不锈钢的 ZR21型轧机轧制速度可达800m/min。一套完整的二十辊森吉 M尔轧机，一般包括轧机工作机座、卷取机、开卷机及 上料喂料机构、AG係统、液压系统、冷却系统、排油烟系统等部分。图1.1为一台五工位的ZR-33WF-18型森吉M尔冷轧机机列布置图。图1

5、.1森吉M尔冷轧机机列布置图2机架2.1工作机座2.1.1工作机座森吉M尔轧机的特点之一，是机架为一个整体铸（锻钢件，并和齿轮机座安装 在同一底板上。作用在工作辊上的轧制力，通过中间辊呈放射状分散到各支撑辊装 置上，而各支撑辊装置为多支点梁的形式，将轧制力沿辊身长度方向传递给整体机 架。该种形式的轧机的刚度高于其他形式的轧机。如：轧制同样规格带材的四辊冷 轧机的刚度为4000kN/mm Sundwig四柱式二十辊冷轧机的刚度为 40005000 kN /mm而Sendzimir二十辊冷轧机的刚度则为 5000-6000kN/mm森吉M尔二十辊轧机结构如图2.1所示。图2.1森吉M尔轧机结构2.

6、2机架2.2.1 机架森吉M尔轧机机架，是在整体铸钢件中加工出 8个梅花状通孔，用以安装支撑辊装置；与梅花通孔垂直的侧面开有通过带材的四棱锥形窗口。分散传到各支撑辊 装置上的轧制压力，在8个梅花状通孔位置被整体机架所吸收。森吉 M尔轧机机架 于20世纪30年代末40年代初设计出来时，仅用于十二辊轧机，以及一些非常小的 二十辊轧机，如ZR-32型、ZR-34型，为桌面型轧机，其机架形状为立方体形状。随着轧机的增大，设计者开始削去机架各个顶角，呈多面体形状，见图 2-6。目前大多数二十辊森吉M尔轧机仍为这种形状的轧机。rTTmTTTnTrrrT图22机架横截面（上部受力图图2.2所示为支撑辊装置作

7、用于机架上的作用力。从上半部分机架受力情况不 难看出，B、C两处力的作用是使机架顶部向上弯曲，而 A、D两处的力则给机架以 反方向作用。因为B C两处与A、D两处的受力大小是不同的，所以需将机架设计 成相应的不同形状，以达到均衡受力。轧制力在轧辊长度方向最终是通过支撑辊装置的轴承座 （鞍座传递给机架的，机架厚度和形状设计的目的是使机架变形程度最小，受力最为均衡。机架承受的弯 曲力矩，从机架边缘到中心是连续加大的，中心部位力矩最大，因此机架的断面也 应该是中心部位最大，往两边逐渐变小。根据机架的受力情况，可以计算出机架梁上的不均匀变形。先由计算机对所有 轴承支座受力进行计算，再根据计算结果推出机

8、架的实际模型一一最新式的接近于 鼓形的机架形状。2.3轧辊2. 3. 1轧辊系统二十辊森吉M尔轧机辊系是按1-2-3-4呈塔形布置，上下对称设置在机架的 8 个梅花孔内。上下两个工作辊分别靠在两个第一中间辊上；上下两对第一中间辊又 支撑在3个第二中间辊上；而6个第二中间辊则支撑在外层固定于梅花孔里的 8个支撑辊组上。图2.3机架辊系图之一图2.4机架辊系图之图2.4所示的8个支撑辊组分别是A、B、C、D E、F、G H,每个支撑辊的数 个短圆柱轴承和鞍座安装在同一轴上。除辊组 B、C外，其余各支撑辊结构基本相 同；B、C辊组视有无径向辊形调整机构其结构有所不同。轧机中心线两侧的 4个第二中间辊

9、是传动辊，由电机通过万向接轴来传动。两个工作辊是靠 4个传动辊和第一中间辊的摩擦力而驱动的。8 个支撑辊组的心轴及背衬轴承的位置，对机架而言是能够变化的，以准确地 控制两个工作辊之间的距离（即轧机辊缝。这是森吉M尔轧机的基本控制运动，这 种控制是快速的，对轧辊而言是平行的，并且位置非常准确。2. 3. 2轧机调整机构森吉M尔轧机具有多种调整机构。在轧制过程中，通过手动或自动控制系统，可以 十分灵活地实现各种必须的调整，从而获得高精度的、板形优良的成品带材。这些 调整机构分为 3 大类：压下调整机构、辊形调整机构、轧辊直径补偿调整机构。2.3.3压下调整机构 压下调整机构包括上压下调整机构，即压

10、下机构；下部压上调整机构，即轧制线标 高调整机构。A 压下机构森吉M尔二十辊轧机的压下，是通过转动两个上部中间支撑辊组 B及C的偏心 环来实现的。偏心环安装在鞍座的滚针轴承上，因此它比普通轧机的压下螺丝所受的运动阻力矩要小得多；在轧制的过程中也能够很轻便灵活地回转。 B C支撑辊组的结构。B、C支撑辊组偏心环的转动，是靠上下移动压下双面齿条回转与其啮合的一对 扇形齿轮，从而转动偏心轴 （轴及偏心环，实现工作辊的压下及抬起。如图 2.5 所 示，双面齿条向上移动时，工作辊则向下进行压下；齿条向下移动时，工作辊则抬 起。一般工作辊压下或抬起的距离仅为双面齿条上移或下移量的二十几分之一。早期的森吉M

11、尔轧机是采用电动压下机构进行压下的。电动机传动一根蜗杆， 蜗杆旋转带动蜗轮转动，蜗轮转动使处于蜗轮中心的双面齿条作上下移动。现代森吉M尔二十辊轧机都采用液压压下机构调整轧机的开口度。由机架上面 的前后两个液压缸活塞杆直接驱动压下双面齿条，齿条使固定在 B C支撑辊组偏心 环两端的扇形齿轮回转。2.3.4轧制线标高调整机构轧制线标高调整，是通过转动两个下部中间支撑辊组 F、G的偏心轴来完成的 （图 2.5 。图2.5轧制线标高调整机构轧制线的标高必须与前后导向辊标高相同。如果标高差值较大，将引起轧制带材呈波浪形。随着工作辊、中间辊和支撑辊的磨损与重磨，必须随时进行轧制线标 高的调整。调整的方法是

12、：移动机架下面的一根双面齿条，使固定在 F、G支撑辊偏心轴一端的扇形齿轮回转，支撑辊背衬轴承便向上或向下移动，下工作辊随之向下 或向上移动，以保证轧制线标高不变。这样工作辊的端面支撑在其各自的止推轴承 上；其次是对称调整辊缝，以利于穿带和工作辊插入。同时，从轧制开始到轧出成 品规格，不需要再次调整下部轧辊组，便可得到轧制压下的全部行程。F 、G支撑辊结构如图2.6所示。斗3； $图2.6 F、G支撑辊组结构图1-背衬轴承；2-鞍座；3-偏心环；4-心轴；5-扇形齿轮；6-键2.3.5轴向辊形调整机构轴向辊形调整机构除了可以促使带材沿横向尺寸均匀外，还可以用来消除在轧 制过程中因为工作辊弯曲变形

13、而产生的带材边浪。轴向辊形调整机构的基本原理是：在上下两对第一中间辊上，在相反的两端将轧辊加工成锥形，以其相向或相反的轴向移动来调整重合的平行部分 （即有效平面量的长度，这样就可以调节带材边部的形状。图 2.8为轴向辊形调整机构示意图。第一中间辊轴向调整提供了用最少的准备时间（轧制两个宽度之间 ，轧制不同宽 度、厚度和硬度的钢带的方法。除 ZR-32和ZR-34两种机型外，其他1-2-3-4型轧 机都可以使用。2 33 I 2图2.8轴向辊形调整机构示意图1-工作辊；2-第一中间辊；3-工作辊止推轴承较早的轴向辊形调整机构不能在轧制过程中进行调整，而是要在轧制之前预先 调整好。轴向移动是由液压

14、马达通过链轮实现的。图 2.9为该种轴向辊形调整机构的传动原理图（ZR-22BS-42轧机。上下两对第一中间辊各用一个液压马达拖动，液 压马达经过减速装置和链轮的传动，带动螺母旋转螺母轴向固定，故与其中心相 啮合的丝杠作轴向移动，通过连杆带动第一中间辊作轴向移动。同时液压马达的旋 转，还通过另一组减速装置，把第一中间辊的轴向位移在指示盘上予以显示。指示 盘有两组，每组由三块刻度盘组成：一块表示第一中间辊锥形部分的长度；一块表 示第一中间辊最大轴向位移量；另一块表示上下第一中间辊相互平行部分的有效宽 度值。轧制前，操作员应根据所轧钢带宽度进行手动轴向调整，一般使有效重合宽 度值为所轧钢带宽度的8

15、0%左右。如果轧前预调整不正确，在轧制过程中不得不动用轴向调整机构进行调整，而带负 荷整可能会造成轴向调整机构中传动部分某些薄弱零件损坏。新型的轴向辊形调整机构如图2.10，可以在轧制过程中进行调整。轴向移动是 用液压缸直接推胜第一中间辊，或是液压缸通过连杆机构来推啦第一中间辊。该机 构响应速度快，调整时间短。在轧制过程中，当轧制速度大于 15.24 m /min时，就可以带负荷调节。第一中间辊的形状（圆柱部分及圆锥部分长度 、轴向位移量、平 行部分的有效宽度以及调整部分的图形，均可以在主操作台上的计算机终端上显示 出来。图2.9轴向辊形调整机构传动原理图图2.10新型轴向辊形调整机构传动原理

16、图3测厚仪3.1测厚仪3.1.1测厚仪测厚仪用来在线测量轧制前后带材的厚度，并以电信号的形式输出。该电信号 输给显示器和自动厚度控制系统，以实现对带材的自动厚度控制。二十辊轧机使用 的测厚仪分为接触式和非接触式两大类。3.1.2接触式测厚仪带材厚度的测量，首先是使用接触式测厚仪进行直接的测量。早期的接触式测 厚仪具有结构简单、坚固、造价低廉、操作方便以及不需要材质补偿和安全防护等 优点，但是测头的发热和磨损、带材的振动都会给测量精度带来影响，致使测量精 度低，另外也容易造成带材表面划痕。当被测带材速度大于 10m/ s、厚度小于 o. 1mm寸，这种测厚仪便不能使用，所以老式的接触式测厚仪逐渐

17、被非接触式测厚 仪取而代之。但是人们对接触式测厚仪的研制并没有终止。1965 年，德国人费里得里希福尔默先生（Vollmer成功地研制出了用于冷轧 机的高精度接触式测厚仪，并且很快就在世界范围内得到广泛的应用。 1985年 VOLLME公司还在上海设立了 VOLLME产品销售维修站，推广和销售 VOLLME产 品。VOLLMER 测厚仪采用抛光过的金刚石测头，并将厚度信号转化为频率信号。每 1 肛m厚度发出200个电脉冲，故灵敏度极高。该测厚仪设有三度随动器、空气压缩 弹簧来保证测压头与带材表面垂直，以轻度接触进行工作，除轧制 0. 001mm的铝带时其表面有痕迹 （不是划伤 外，其他无痕迹出

18、现。为保证测量环境温度有最大的稳 定性，测厚仪上装有电控加热器，通常情况下测量温度变化可以控制在土 0. 5C。当测量带材温度高于 65*（2 时，附设在触头前的气动喷嘴在逆带材运行方向直接向 带材喷吹气流，使触点温度保持恒定。测厚仪设有断带保护装置，当发生断带时， 测厚仪能快速退出带材位置。测厚仪设有回零系统，每当测厚仪从带材上退出后， 便对零点进行校对，若必要可予以校正。VOLLMER测厚仪不受轧制速度及轧制厚度的限制；测量精度高，达 0. 25m系统响应快，响应时间为7. 5ms VOLLME测厚仪的厚度信号是以电频信号形式输出 的，所以能够很好地用于自动控制及显示。因此， VOLLME

19、接触式测厚仪得到了迅 速发展和广泛的使用。一台VBMI076型 VOLLME接触式测厚仪的相片。厚度测量范围 0. 028ram； 测量深度100mm带材速度不限。这种带材厚度测量仪特别适用于以最小误差轧制 高级材料的最精密的轧机。VOLLME测厚仪有两个微型钻石测头，每个测头有两个微型触角，这些触角相 互配合工作。用于厚度在2mm以下的带材时，采用两个微型触角 20MUB进行工作； 用于厚度在2mm以上带材时，上部采用一个测量模块 20MOB，下部采用一个 20MUBE 电缆接头有保护软管。4.开卷机4.1开卷机411 开卷机森吉M尔轧机的开卷机与其他类型轧机的开卷机没有什么区别，开卷机的型

20、式 是通用的。开卷机卷筒的胀缩，在小轧机上可以采用手动来完成，一般采用液压胀缩卷 筒。卷筒轴芯采用单锥体或双锥体，在轧制带材宽度较小的轧机上采用单锥体四棱 锥，在宽度较大的轧机上采用双锥体四棱锥。开卷机一般为非传动的，仅设置一个点动传动装置，以便将带材头部送出。点 动传动装置由一台交流齿轮电机和一个离合器组成，可做正、反向点动。开卷时的后张力由一个水冷气动制动器提供。调整施加在制动器上的空气压 力，从而使带卷在卷径逐渐变小的过程中保持张力恒定。开卷机机架上设有由液压操纵的压辊，压紧带卷不让带卷松卷。压辊为非传动 的自由辊。为了使带卷始终保持在轧机中心的位置，部分开卷机采用浮动开卷，设有自动 对

21、中定位装置，它配有单独的电源、测头等 （装在与其相邻的喂料机上 。 42 上料机构 4 2.1 上料机构开卷机上料机构有多种形式，常见的有上料小车、固定上料装置、开卷箱等。4.2.2 上料小车大型轧机上一般多使用上料小车上料。上料小车与卸料小车结构形式基本一 样，包括带卷升降机构和横移机构两部分。”升降机构为液压传动，支座由两个非传动辊子组成，带卷支承在辊子上。横移机构亦为液压传动，并设有放置 23个带卷的鞍座。4.2.3 固定上料装置在中小型轧机上，因为带卷宽度不很大，当使用浮动开卷机开卷时可以使用固 定上料装置上料。固定上料装置无横移机构，液压缸托起带卷上升或下降，使带卷中心对准开卷 机卷

22、筒，开卷机移动将卷筒穿进带卷中心。支座由两个辊子组成，其他结构同上料 小车。4.2.4 开卷箱个别森吉M尔轧机使用开卷箱上料。开卷箱可以将带头直接送到喂料机，采用 开卷箱时不需要有开卷机。带卷用吊车吊到开卷箱内的两个座辊上，其中一个座辊可以用人工或电动机进行传 动，将带卷头部送到喂料装置。在喂料装置工作向前移送带材之后，用离合器将传 动的座辊与传动机构脱开成为自由辊，此时带卷靠喂料机构往前移送带材而使带卷 在座辊上旋转。在开卷箱两侧设有液压缸推动的推板，将带卷控制在轧制线中央。开卷箱结构简单，造价低，但是对于厚度小于 2. 53mm勺带材不宜使用，特 别是当带材板形不好时更不能使用，因为开卷箱

23、内开卷时因为板形的原因，带卷会 左右窜动，外层带材松开，带材较薄时承受不住侧向推力，造成带材卷边甚至撕 裂，而不能进行轧制。4. 2. 5 喂料机构喂料机构是将装在开卷机上勺带卷头部从开卷机上引出，将其矫直，并且从机 前卷取机卷筒上方越过，送入轧机，一直送到机后卷取机，或者送到机前卷取机卷 筒进行重新卷取。如果在矫直设备后设有液压剪时，带材可以在此进行切头。喂料机构包括刮板、直头机及上摆式导板台。森吉M尔轧机的刮板式直头机主要有两种形式：刮板式三辊直头机和刮板式五 辊矫。中小型轧机一般采用刮板式三辊直头机。刮板装在直头机人口侧，液压缸动作 使导板升到开卷位置；可伸缩刮板在液压缸作用下使开卷刀伸

24、向带卷；开卷机转动 将带头从导板上引向直头机。直头机由两个压紧辊和一个弯曲辊组成。下压紧辊为 传动辊，固定不动；上压紧辊和弯曲辊为非传动辊，由液压缸带动可以上下移动。 当带头进人压紧辊后，液压缸带动上压紧辊压下夹持带头向前移动，同时弯曲辊向 上移动将向下弯曲的带材头部向上弯曲变形而被矫平，弯曲辊液压缸配有行程调节 器。直头机出口侧设有上摆式导板台。导板台的活动由导板摆动和伸缩两个动作组 成，均由液压缸完成。导板台从直头机跨过机前卷取机一直伸到轧机，将矫直的带 头引入轧机。导板台表面衬有聚氨酯板，以尽量避免划伤带材。当第一道轧制或倒 带完成后，导板台缩短并上摆到高位。三辊直头机的另一种形式如图

25、2-59 所示，并带有液压剪。一般大型的轧机采用刮板式五辊矫直机喂料。它同样包括刮板装置和上摆式导 板台。五辊矫直机由一对夹送辊和 5个矫直辊组成； 7个辊子均为传动辊；上夹送 辊可以在液压缸作用下抬起或压下；下部 3 个矫直辊位置固定，而上部两个矫直辊 则在液压缸控制下可以上下移动，以调整矫直弯曲量将带材矫直。5.板形控制5.1板形控制5.1.1 板形控制板形控制的目的是要轧出外形平直的带材，即带材的平直度控制。 平直度是表示带材在没有外力作用时，失去平坦的外形表面特征而出现浪形、 翘曲等形状缺陷的指标。产生平直度缺陷的直接原因是轧制时带材在宽度方向上变 形不均匀，在带材宽度方向产生相互作用

26、的内应力，当内应力达到一定量时，带材 的受压部分就会失稳而造成浪形。 带材在冷轧过程中，因为带材的宽厚比很大，所以在轧制过程中，基本没有宽 展发生。带材厚度的变薄，完全转换为带材长度的增长。如果带材在整个宽度方向 上，均匀地按比例减薄，那么，成品带材表面将是平坦的。如果在轧制过程中，带 材在宽度方向的某个部位 （ 边部或者中部 变形量大，那么，成品带材相应部位的轧 出长度相对就较长，该部位就会受到相邻部分带材限制其伸长的压应力，当该内应 力达到一定值时便会出现平直度缺陷 （ 边浪或者中浪 。因此，带材沿宽度方向各点 的相对伸长率 LXLL 是衡量带材平直度的标志。5.2平直度5.2.1 平直度

27、平直度的定量表示方法主要有两种： 翘曲度 A 相对延伸差 e现在用户对带材平直度的要求越来越高，普遍使用要求严格的相对延伸差 e 来表示平直度。平直度缺陷主要有边浪、 14 中浪、中浪、侧弯等。各种缺陷可以叠加。 带材横断面张力的分布可通过板形仪来进行检测。森吉M尔轧机，辊形的调整手段较多，只要知道了出口侧带材横断面上的张力 分布状况，即可进行调整。般在小型轧机上不设置板形测量仪，仅根据张力测量辊上的张力计读数，或者根据操作工用棍子敲打带材各部位，检测带材的边部与中部的张力是否一致，通 过调整辊形调整机构，使带材横向各部位的张力一致。因为森吉 M尔轧机的刚度大，调整手段多，手工检测的方法在中小

28、型的轧机上，基本能满足需要。比如武汉 的几台ZR-22BS-42a，也并没有装备板形仪。但是，大型轧机因为轧制的带材宽度大，以及一些对带材板形要求非常高的中 型轧机，往往都配备板形仪及板形自动控制系统。板形测量仪分为接触式和非接触式两种。在冷带轧机上多采用多段测量辊形式的 接触式板形测量仪。多段测量辊式板形测量仪，包括板形测量辊、信号处理装置、带材应力分布及 板形曲线显示器。一般的多段板形测量辊是将张力测量辊作成宽度大约为 50ram的若干圆环连接而成的。每个圆环内装有 4个互为 90*的磁压力传感器。轧制时测量辊与带材一起 运行，在带材张力的作用下，发出电磁信号，信号的强弱反映了带材压紧辊面

29、张力 的大小。将电磁信号处理后可以得出各圆环的应力和应力偏差值。各段圆环应力偏 差值组合，即反映了带材在其宽度方向上应力分布的不均匀，因此就反映了带材宽 度方向上变形的不均匀。测量辊将测量出的应力的模拟值进行放大，经旋转变换器输送到板形控制计算 机进行处理，然后对板形进行调整并显示带材的应力分布及板形曲线。一般所采用的板形仪只能在比较狭窄的测量范围内正常工作，因而采用两种测 量辊。或是在张力小和包角小，或是在张力大和包角大的情况下使用，可以达到较 高的精度。但在前一种情况下，当带材速度较高时，会因为空气涡流或振动等原 因，造成带材和测量辊接触不佳。另一个问题在传感器和测量辊的接点。在带材的压力下，测量辊会产生微小的 弯曲，这种弯曲会给传感器增加干扰力和干扰力矩，而造成测量误差。测量辊弯曲 干扰。再一个主要问题是将测量值送到板形控制计算机的方式。因为是采用接触式的 输送方法，所以有输出部件磨损而造成的维修工作量。近年来，德国西门子（SIEMENS公司研制出一种新型高精度板形