森吉米爾軋機軋制線的計算與調整

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.質量檢查站，河北 遷安 064400）

0 引言

在冷軋生產線中，為了保證軋制過程穩(wěn)定順行，軋制線高度必須保持恒定。而隨著軋制生產過程的進行，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，國內某森吉米爾軋機選用了斜楔與階梯墊復合式軋制線調整裝置進行軋制線調整補償。森吉米爾軋機采用液壓壓上AGC系統(tǒng)，其下輥系輥徑變化后由AGC缸的行程變化進行調整和補償，而上輥系輥徑變化后采用軋制線調整裝置進行調整和補償。下面主要討論軋制線的計算及自動調整。

1 主要技術參數(shù)

軋制線調整裝置主要技術參數(shù)見表1，斜楔和階梯墊的尺寸詳見圖1。

表1 軋制線調整裝置主要技術參數(shù)

2 設備結構

軋制線調整裝置安裝在頂部內外牌坊之間，主要由兩套相同的斜楔與階梯墊復合式軋制線調整裝置組成，每套軋制線調整裝置均由階梯墊、階梯墊調整液壓缸、上下斜楔、斜楔調整液壓缸、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。

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

圖1 斜楔和階梯墊簡圖

圖2 軋制線調整裝置結構圖

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液壓缸控制其做水平移動，從而改變上下斜楔的接觸面，以此來調整軋制線高度。為保證兩套斜楔調整時的同步性，在兩個液壓缸之間設置了同步機構，其中一個液壓缸的位置由齒輪齒條式編碼器進行測量記錄。

階梯墊調整為階躍式初調，斜楔調整為精調，而斜楔在整個行程上的調整量等于階梯墊一個階躍的調整量。兩種調整方式組合使用，即構成了一個大調整量的無級調整機構，可實現(xiàn)所有輥子直徑變化的連續(xù)調整（無級調整）［1～2］。

3 軋制線的計算及調整

3.1 軋制線的計算

森吉米爾軋機輥系分上下兩組，各有10個軋輥。每組由1個工作輥、2個第一中間輥、3個第二中間輥和4個支撐輥組成，按“1-2-3-4”呈塔形布置。森吉米爾軋機上輥系和軋制線調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。因為yF＜0，所以可得

式中：H為軋制線到軋機外牌坊頂部的距離，H=2150 mm；h1為x軸到軋機內牌坊頂部的距離，h1=1400 mm；h2為上斜楔下表面中心到軋機外牌坊頂部的距離，h2=1400 mm；ST為軋制線調整裝置的總厚度（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DB為支承輥（背襯軸承）直徑，Dd為第二中間輥（傳動輥）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 點坐標（xA，yA）為（500，0）；B 點坐標（xB，yB）為（200，250）；D 點在 y軸上，即 xD=0；F 點在 y軸上。

yF的求解方案：1）由A點坐標和B點坐標求出C點坐標（xC，yC）；2）由 B 點坐標求出 D 點縱坐標 ；3）由 C 點坐標和D點坐標求出E點坐標（xE，yE）；4）由E點坐標（xE，yE）求出 F 點縱坐標 yF。

yF的詳細計算如下：

1）C 點坐標（xC，yC）的計算。C點是圓 A（以 A 點為圓心，以為半徑）與圓B（以A點為圓心，以BC為半徑）的兩個交點之一（x值較小的點）。

圖3 輥系結構圖

3）E 點坐標（xE，yE）的計算。E 點是圓 C（以 C 點為圓心，以為半徑）與圓D（以D點為圓心，以為半徑）的兩個交點之一（x值較小的點）。

3.2 階梯墊和斜楔的選擇調整

階梯墊使用級數(shù)n為

其中：TR最小=80 mm，TW最小=90 mm，m 為階梯墊單階調整量（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。

在軋機換輥時，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），為換輥時提供輥子間距。

4 結論

通過對軋制線的分析和計算，推導出軋制線調整裝置補償輥系磨損以及調整軋制線標高的數(shù)學模型。利用該數(shù)學模型，只需給出軋輥直徑，即可自動計算出階梯墊的級數(shù)和斜楔的厚度以及其對應液壓缸的行程，從而實現(xiàn)了軋制線的自動調整，縮短了換輥時間，減少了人為誤操作，降低了生產成本。

［1］ 康陽.軋制線調整裝置在UCMW軋機上的應用［J］.重型機械，2014（4）：13-15.

［2］ 計江，蘇明，尤磊，等.斜楔與階梯墊復合式軋制線調整裝置的設計及應用［J］.重型機械，2011（4）：92-96.

［3］ 吳寶玉.階梯板在熱軋機組PC精軋機上的應用［J］.重型機械，2012（4）：19-21.

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

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