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森吉米尔冷轧机压下液压系统优化设计

【摘要】:森吉米尔二十辊冷轧机具有一套完整的轧辊调整系统,以保证得到正确的板型和板厚。森吉米尔轧机轧辊布置如图11-7所示。工作辊的压下和提升是根据液压马达的旋转方向来决定的。

森吉米尔二十辊冷轧机具有一套完整的轧辊调整系统,以保证得到正确的板型和板厚。本节只介绍板厚调整系统。

1.板厚调整压下机构

森吉米尔轧机用液压压下机构来调整轧辊间的开度。森吉米尔轧机轧辊布置如图11-7所示。B、C支撑辊调整轧辊间开度的结构如图11-8所示。图11-8中,B、C支撑辊在滚针轴承之间有两个偏心环,偏心环用键直接固定在轴上,通过装在轧机上部液压缸的升降带动齿条上下运动,使齿条和轴转动。齿条使固定在轴上的偏心环回转,由于支撑辊轴承与偏心环是偏心配置(偏心距ε1),图中O2即支撑辊轴承中心,O1即鞍形座偏心环的中心,使O2绕O1转到某一位置,支撑辊的轴线向下移动一个距离,同时也将中间辊向下推动一个距离,即可达到工作辊压下或抬起的目的。

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图11-7 森吉米尔轧机轧辊布置

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图11-8 B、C支撑辊调整轧辊间开度的结构

2.压下液压系统

液压系统是为轧机压下机构服务的,它的作用如下:调整压下量(即依据轧材厚度的不同调整工作辊的间距,即开度);轧制过程中自动调节,保证带材的一定厚度,当轧制力变化时(轧材厚度变化)系统应允以自动调节,使其轧辊的开度被控制在要求的一定范围内;进行换辊(即轧辊快速抬起)。

(1)上部液压压下 图11-9所示为轧机机械液压压下机构示意图。其工作原理是:由轧机液压装置泵站的供油分别为高压(p=7MPa)油与低压(p=4.3MPa)油,高压油送入伺服阀,低压油送入控制阀。7MPa的液压油通过电液换向阀驱动液压马达转动,使蜗杆驱动外齿轮,外齿轮转动时(这时转臂不转)行星轮自转,使得与它啮合的太阳轮旋转,从而使得与太阳轮紧固成一个整体的凸轮转动,这时控制阀的阀芯就上下移动。

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图11-9 轧机机械液压压下机构示意图

1—液压马达 2—蜗杆轴 3—外齿轮 4—行星轮 5—太阳轮 6—凸轮 7—阀芯 8—压下缸 9—齿条 10—小齿轮 11—转臂 12—电液换向阀

如果液压油进入压下缸的下腔,则压下缸上腔的油经过控制阀返回泵站,活塞杆上升,从而将工作辊压下。反之,液压油进入压下缸的上腔,则压下缸下腔的油经过控制阀返回泵站,活塞杆下降,将工作辊提升。

工作辊的压下和提升是根据液压马达的旋转方向来决定的。

在驱动侧压下缸的活塞杆上装有反馈用的齿条,该齿条与伺服阀连接的小齿轮相啮合,因此压下缸的活塞杆动作时就会转动小齿轮,从而使装在小齿轮轴上的转臂旋转,行星轮开始公转。运动的合成使原来旋转的太阳轮停止旋转,凸轮保持在使阀芯供油的位置,此时压下继续进行。

液压马达停止转动时,外齿轮不动,由于反馈机构使转臂继续公转,这时行星轮改变了自转的方向,从而使太阳轮反向转动,这样,凸轮回到原来的中间位置,控制阀的各通口均闭合,使得压下缸停止动作。

工作辊自动调节方式如下,在轧制过程中,当遇到轧制力增大时,因B、C支撑辊偏心不能自锁,故工作辊上升,借助活塞杆上的齿条使轴转动,并使行星轮公转。由于外齿轮固定不转,所以行星轮也自转,使太阳轮旋转。因此,在凸轮的摆动下控制阀杆带动阀芯开始移动,使压力增加,工作辊压下。

在轧制过程中,当遇到轧制力变小时,齿条上升,使工作辊靠近,而凸轮与上述转向相反,控制阀芯移动导致压力减小,工作辊抬起。

工作辊换辊步骤如下,开动液压马达向上腔供油,活塞杆下移,使工作辊离开,至最大开度时进行换辊。

在轧机操作台上有低速“开”“闭”和高速“开”“闭”按钮,通过机架后面的电磁阀励磁,将液压油送入液压马达,使其转动,进行轧辊压下。

在进入各电磁阀的管道中均装有节流阀,用来增减液压马达的转速,以控制压下速度。

轧辊开度(即压下缸移动量)通过刻度指示盘,用0~10的刻度和压下力(即压下缸的压力)并利用差压计,分别在轧机前面的操作盘上指示出来。

(2)下部液压压上 下部液压压上是通过与上部液压压下结构完全相同的液压缸进行的,但它不是利用伺服阀进行控制,而是直接通过电磁阀换向使压上缸动作,其主要作用是调整轧制线。轧辊移动量(即压上缸的移动量)在轧机前面下部的刻度指示盘上以0~10的刻度表示出来。

3.森吉米尔可逆式冷轧机液压压下系统的特点

1)在系统中采用了滑阀式伺服阀,对油污不像喷嘴挡板式电液伺服阀那样敏感,所以采用一般的液压系统即可,可靠性高,不出事故。

2)压下装置放置在轧机旁,这样可以提高系统的刚性,同时便于检修和维护,若有备品备件,可以整体更换。

3)系统加上了机械刚性反馈环节,在液压马达的输出端还有角位移负反馈,故稳定性较好。

4)系统的缺点是,系统采用出口测厚进行自动控制,因此使速度调节不及时,快速电磁阀实质是一个开关阀,调节压下不连续,而是断续的,同时电液转换通过快速电磁阀、液压马达、行星差速器和伺服阀等机械来实现,并通过行星差速器进行反馈(这一套复杂的系统可用一个电液伺服阀代替)。由于此系统机械结构复杂,摩擦阻力大,漏损也大,再加上运动部件惯性大,因此调节时间延长,响应慢,使系统精度下降。在现代高速轧机上不易采用此系统。