森吉米尔二十辊轧机

森吉米尔二十辊轧机 2 森吉米尔二十辊轧机 森吉米尔冷轧机与四辊轧机或其他类型轧机的本质区别是轧制力的传递方向不同。森吉米尔冷轧机轧制力从工作辊通过中间辊传到支撑辊装置，并最终传到坚固的整体机架上。这种 设计 领导形象设计圆作业设计ao工艺污水处理厂设计附属工程施工组织设计清扫机器人结构设计 保证了工作辊在整个长度方向的支撑。这样辊系变形极小，可以在轧制的整个宽度方向获得非常精确的厚度偏差。 森吉米尔轧机在结构性能上有如下主要特点: (1)具有整体铸造(或锻造)的机架，刚度大，并且轧制力呈放射状作用在机架的各个断面上。 (2)工作辊径小，道次压下率大，最大达60,。有些材料不需中间退火，就可以轧成很薄的带材。 (3)具有轴向、径向辊形调整，辊径尺寸补偿，轧制线调整等机构，并采用液压压下及液压AGC系统，因此产品板形好，尺寸精度高。 (4)设备质量轻，轧机质量仅为同规格的四辊轧机的三分之一。轧机外形尺寸小，所需基建投资少。 森吉米尔冷轧机基本上是单机架可逆式布置，灵活性大，产品范围广。但是亦有极个别呈连续布置的森吉米尔轧机，如日本森吉米尔公司1969年为日本日新制钢公司周南厂设计制造的一套1270mm四机架全连续式二十辊森吉米尔轧机。该轧机第一架为ZR22-50"型轧机，其余三架均为，ZR21-50"型轧机，轧制规格为O.3mm?1270mm不锈钢，卷重22t，轧制速度600m,min。图2—1为该四机架全连续式森吉米尔轧机图片。 图2—1 日本日新制钢周南厂四机架全连续式森吉米尔二十辊轧机 森吉米尔冷轧机的形式及命名法介绍如下: 最常用的森吉米尔冷轧机形式是1-2-3-4型二十辊轧机。例如ZR33-18″，“Z"是波兰语Zimna的第一个字母，意思是“冷”;“R”表示“可逆的”;“33”表示轧机的型号;“18″”是轧制带材宽度的英寸数。森吉米尔冷轧机还有1-2-3型十二辊轧机，但是1-2-3型森吉米尔冷轧机在1964年以后就不再生产制造了。 森吉米尔冷轧机1-2型六辊轧机，由2个传动的工作辊和4个背衬轴承辊装置组成， 如ZS06型，“S”表示“板材”，用来轧制宽的板材，但是它同样可以轧制带材，并且有一些还用在连续加工线上。 森吉米尔“ZR”型冷轧机有10个基本型号，其中1-2-3-4二十辊轧机7个;1-2-3(型 十二辊轧机3个;“ZS”1-2型六辊轧机只有2个基本型号。1-2型、l-2-3型以及1-2-3-4 型森吉米尔轧机见图2—2。 图2-2森吉米尔冷轧机形式 i a-1-2-3-4型;b-1-2-3型;c-1-2型 各型号轧机的背衬轴承外径、工作辊名义直径如下: 轧机型号 背衬轴承直径,mm 工作辊名义直径,mm 1-2-3-4型 : ZR32 47.6 6.35 ZR34 76.2 10.00 ZR24 120.0 21.50 ZR33 160.0 28.50 ZR23 225.0 40.00 ZR22 300.0 54.00 ZR21 406.4 80.00 1-2-3型: ZR15 75.0 12.00 ZRl6 120.0 20.30 ZRl9 225.0 46.OO 1-2型 ZS06 300.0 216.00 ZS07 406.4 280.00 在以上基本型号的基础上派生出一些特殊的型号，在基本型号的词尾和词头加上不同 意义的字母来表示。 基本型号是森吉米尔冷轧机的基本设计，轧辊布置的几何尺寸提供轧机具有最小直径的 工作辊。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 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。 目前森吉米尔轧机的发展水平如下: (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的软钢及硅钢，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O(002mm，其宽度为120mm。日本轧制不锈钢，当宽度为1220mm时，最小厚度为 O(127mm;宽度为200mm时，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)。 (3)轧制速度。美国的ZR21-44型轧机轧制低碳钢的最大速度达1067m,min;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米尔轧机，一般包括轧机工作机座、卷取机、开卷机及上料喂料机构、AGC系统、液压系统、冷却系统、排油烟系统等部分。 图2-3为一台五工位的ZR-33WF-18型森吉米尔冷轧机机列布置图。 图2-3森吉米尔冷轧机机列布置图 2(1 工作机座 森吉米尔轧机的特点之一，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4000,5000 kN,mm，而Sendzimir二十辊冷轧机的刚度则为5000-6000kN,mm。 森吉米尔二十辊轧机结构如图2-4所示。 图2-4森吉米尔轧机结构 2(1(1 机架 森吉米尔轧机机架，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。森吉米尔轧机机架于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，见图2-5。 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米尔轧机仍为这种形状的轧机。 图2—5立方体形状机架 图2—6多面体形状机架 图2—7机架受力图 图2—9鼓形机架 ( 图2—8机架横截面(上部)受力图 图2-7所示为支撑辊装置作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。由于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。 图2-8为机架横截面(上部)受力图。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架的实际模型——最新式的接近于鼓形的机架形状，见图2-9。 2(1(2 轧辊系统 二十辊森吉米尔轧机辊系是按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(见图2-10和图2-11)。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—10机架辊系图之一 图2-1 l机架辊系图之二 图2-12鞍座断面图 a- B(C)辊(有辊形调整);b-B(C)辊(无辊形调整);c-除B(C)辊外的其他辊组 b- 图2-11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(亦称背衬轴承，背衬轴承的形状见图2-20)和鞍座安装在同一轴上，鞍座断面示于图2-12。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)。这是森吉米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(1(3轧机调整机构 森吉米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(1(3(1 压下调整机构 压下调整机构包括上压下调整机构，即压下机构;下部压上调整机构，即轧制线标高调整机构。 A 压下机构 森吉米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(见图2-13)。 图2-13轧机压下机构 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支撑辊组的结构如图2-14所示。 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2-15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。图2-16为一台ZR24-14轧机的压下齿条移动量与轧机压下量的关系曲线。扇形齿轮回转角度大约在70?左右。 图2-14 B、C支撑辊组结构图 1-背衬轴承;2-鞍座;3-滚针轴承;4-外偏心环;5-齿轮片;6-内偏心环;7-轴;8-扇形齿轮;9-键 图2-15压下机构示意图 图2-16齿条移动量与压下量的关系曲线 早期的森吉米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。 现代森吉米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 2，绕鞍座环的中心01转到03的位置，背衬轴承的轴轮回转。图2-15中，背衬轴承中心0 线向下移动了一个距离，同时也将第二中间辊及第一中间辊向下推动了一个距离，达到工作辊压下或抬起的目的。工作辊压下或抬起的量，与压下双面齿条的移动量是一种非线性的关系，与二十辊轧机的几何结构有关，参见图2-16。 B 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2-17)。 图2-17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 快递客服问题件处理详细方法山木方法pdf计算方法pdf华与华方法下载八字理论方法下载 是: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2-18所示。 、 ’ 图2-18 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(1(3(2辊形调整机构 为了获得有平直的板形和沿宽度方向厚度一致的带材，森吉米尔轧机具有很强的辊形调整机构。辊形调整机构又分径向调整机构和轴向调整机构。 A 径向调整机构 径向调整机构的基本原理是:在支撑辊B、C的背衬轴承间的鞍座里，在压下调整机构的内偏心环外，再装上一个外偏心环。该偏心环分别由调整液压缸或液压马达进行单独传动，如图2-19所示。任意一个外偏心环的旋转，都能使支撑辊组的轴产生相应的变形，这就能在一定范围内消除被轧带材局部或整个的厚度不均。 图2-19 径向辊形调整机构 在老式小型森吉米尔轧机上，调整是在支撑辊D上，并且是在无载荷的情况下来实现的。当然也有一部分小型轧机没有设置径向辊形调整机构，如1985年以前生产的ZR-24型轧机没有径向辊形调整机构。1985年以后美国WF公司提供给我国西安、大连、北京的三套ZR-24型二十辊森吉米尔冷轧机设置了径向辊形调整机构。 在大中型的森吉米尔轧机上，径向辊形调整是靠两个上部中间支撑辊B、C的背衬轴承间的鞍座里的外偏心环来实现的。它叫做“AS-U-ROLL”辊形调整机构，即在轧制过程中使用液压驱动的辊形调整机构。 B、C支撑辊组的鞍座里装置有双重的偏心环。辊组分解图示于图2-20。扇形齿轮1、内偏心环4用键固定在心轴2上，组成压下调整机构;外偏心环5套在内偏心环4和鞍座环7之间，在内偏心环、外偏心环和鞍座环之间装有滚针轴承6，借以减小转动摩擦，用销钉将外偏心环与两侧的扇形齿轮片3连接在一起，组成径向辊形调整机构。每个鞍座处的液压传动的双面齿条通过扇形齿轮片带动外偏心环回转，由于外偏心环相对机架的梅花膛孔是偏心的，因此支撑辊心轴在该鞍座部位产生变形，从而使支撑辊的相应背衬轴承8位置发生变化，通过中间辊使工作辊的相应部分的形状产生变化，以此来达到调整辊形的目的。由于在外偏心环的内外均装有滚针轴承，因此转动外偏心环的摩擦阻力很小，该机构在轧制过程中可以做灵活的微细诃整。 图2-20 B、C支撑辊组分解图(a)及背衬轴承形状(TNASWH型)(b) 1-扇形齿轮;2-心轴;3-扇形齿轮片;4-内偏心环; 5-外偏心环;6-滚针轴承;7-鞍座环;8-背衬轴承 图2—21径向辊形调整机构传动原理图 1- 减压阀;2-电液换向阀;3-液压马达;4-蜗杆;5-蜗轮;6-丝杠;7-双面齿条 较老的径向辊形调整机构，是在每个调整位置上安装一套液压马达、蜗轮蜗杆减速机来驱动双面齿条上下运动调整辊形的。图2-21为一台ZR-22BS-42"轧机的径向辊形调整传动机构原理图。液压油经减压阀1减压后通过电液换向阀2进入液压马达3，液压马达轴连接蜗杆4，带动相啮合的蜗轮5旋转，蜗轮又带动中心的丝杠6上下移动，其端部连接的辊形调整双面齿条7也随之作上下运动。这种液压径向辊形调整机构，是采用按钮和机械式指示器来进行调整的，系统的指令响应速度较慢，校正时间较长，灵敏度较低。 新型的径向辊形调整机构，是采用液压缸的活塞杆直接联结双面齿条，用滑杆式控制盘进行控制。图2-22及图2-23为新型径向辊形调整机构示意图及滑杆式控制盘示意图。滑杆式控制盘安装在主操作盘上，起着预置和指示位置的作用。所有这些滑杆的相对位置，可以使操作者一眼就能看出轧辊的形状是水平、凸形、凹形还是斜形。每个滑杆控制器都有各自的指示灯，当调节时指示灯亮，调节指令完成后指示灯熄灭。 图2-22新型径向辊形调整机构 图2-23 新型径向辊形调整机构(Y-Y剖面) 一般在工作状态，凸度调节齿条行程仅限于其行程的1,3,1,2以下，而在换辊时凸度调节可达齿条的全部行程，以便更换支撑辊时将齿条全部退出。 新型装置的指令响应速度更快，校正时间更短，灵敏度更高，重复性更好。另外，该装置能与当今的板形传感器及控制装置联用。 新型的径向辊形调整装置的控制原理如图2-24所示。 指令选择由一套电磁锁紧继电器控制。这样不仅电源接通时可以保持指令控制，无电源时也会因为电磁锁紧继电器储存下了指令选择开关状态，而继续该指令控制。这就防止了凸度调节齿条在重新供电时发生移动现象。 通过液压供油系统上的切断阀，取消液压压力来防止由于通常的伺服阀泄漏而导致的液压缸移动现象，从而使得控制电源切断时，凸度调节液压缸也依然能保持在原位。 每套偏心机构都由操作台面的基准电位计调节，偏心机构的定位由一个直接与凸度调节齿条液压缸相连接的反馈电位计来决定，如图2-24所示。 基准电位计与反馈电位计组成一个桥式电路，两个电位计触点间的电压代表位置误差。放大的差值电压作用于伺服阀，从而使凸度调节齿条液压缸动作，将差值渐缩至零。 AS-U-ROLL辊形调整机构一般设置在B、C两组支撑辊上。1991年日本日立公司制造的K-ZR二十辊轧机投入运行。该轧机采用了双AS-U-ROLL辊形调整机构，分别设置在A、B和C、D两对辊组上，即轧机上部4组支撑辊均可调整，因此平直度的控制能力较调 B、C辊组的单AS-U-ROLL机构增加了一倍。图2-25为K-ZR轧机和双AS-U-ROLL调整位置示意图。 双AS-U-ROLL径向辊形调整机构与单AS-U-ROLL结构形式完全一样，只是分别设在A、B支撑辊组和C、D支撑辊组而已。 座 另一种径向辊形调整机构示于图2-26。液压马达驱动液压缸活塞端部的钩杆1，使鞍环4及其上的齿片转动，该齿片又带动与其啮合的另一支撑辊上的齿片及鞍座环转动，由于鞍座环有一定的偏心量，从而实现径向调整。 图2—24径向辊形调整装置控制原理图 ， 图 2-25 双AS-U-ROLL调整位置示意图 B 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 程中由于工作辊弯曲变形而产生的带材边浪。 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2-27为轴向辊形调整机构示意图。 时间(轧制两个宽度之间)，轧制不同宽度、第一中间辊轴向调整提供了用最少的准备 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。 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。轴向移动是由液压马达通过链轮实现的。图2-28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80,左右。 图2—26径向辊形调整机构 1-调整辊形的液压钩杆;2-滚针;3-鞍座的滑轨;4-鞍座环;5-背衬轴承;6-偏心套;7-心轴 图2-27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 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(图2-29)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(图2-29上图)，或是液压缸通过连杆机构来推啦第一中间辊(图12-29下图)。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2-28轴向辊形调整机构传动原理图 图2-29新型轴向辊形调整机构传动原理图 2(1(3(3辊径补偿调整机构 由于森吉米尔轧机的机架是一个整体，辊系排列紧凑，压下行程小，当轧辊直径因多次磨削而变小后，即使调节压下和压上机构都不能满足轧辊压紧要求。为了解决这一问题，在 轧机上设有轧辊辊径补偿调整机构。轧机外侧4个支撑辊A和_H、D和E各组成一组辊径补偿调整机构，在无负荷条件下进行调整(图2-30)。 图2-30辊径补偿调整机构 支撑辊A、H和D、E与支撑辊F、G的结构基本相似，不同的只是偏心距不同，A、H和 D、E的偏心距较F、G的小;另外传动偏心轴的不是F、G所用的扇形齿轮，而是一个完整的圆柱齿轮，并且设在轧机传动侧一端的心轴上，见图2-31。 图2-31 A、H和D、E支撑辊组结构图 1- 圆柱齿轮;2-背衬轴承;3-鞍座;4-偏心环;5-心轴;6-键 调整有两种形式。一般小型和中型轧机，由于是进行无负荷调整，所需动力小，因此采用人工手动调整;对于大型轧机则使用电动机进行调整。 A手动调整机构 支撑辊A和H、支撑辊D和E，分别在轧机的传动侧用齿轮连接在一起，在操作侧用喷头架中的手柄进行调整，参见图2-32。4个支撑辊的最大调整角度为180?，在轴端以“O”到“10”分10等份标出，每一等份为18?。标记“O”表示装置完全打开，调到“10”;即旋转180?时，表示装置完全闭合，支撑辊轴承位移量为最大值，即偏心环偏心距的2倍。支撑辊A和 H、D和E两组辊径补偿装置的调整数值应该相同，以保证轧机的对称性。调整角度与背衬轴承的位移量以及与工作辊的位移量的关系如图2-33所示。 图2-32辊径补偿手动调整机构 1-调整手柄;2-中间齿轮;3-圆锥齿轮;4-心轴;5-刻度盘及偏心环 图2-33辊径补偿调整角度与位移量的关系(ZR33-WF-18") B电动调整机构 一台ZR-22BS-42型森吉米尔轧机的轧辊辊径补偿电动调整机构如图2-34所示。 当需要进行辊径补偿调整时，启动电动机10，经蜗杆减速机9减速后，其输出轴上的小伞形齿轮7带动与之啮合的大伞形齿轮6旋转，与大伞形齿轮同轴的圆柱齿轮5，通过中间齿轮4，分别与支撑辊端的圆柱齿轮3和8啮合，从而使D和E(A和H)支撑辊心轴旋转，鞍座里的偏心环旋转，使支撑辊背衬轴衬偏移。调整量经连杆2(传给显示盘1显示出来。 与此同时，传动机构还将辊径补偿量同步地传递给位于轧机操作侧正面的指示盘。支撑辊心轴最大转角为180?，背衬轴承的最大位移量为两倍偏心距，即6.35mm。辊径补偿调整机构的传动原理如图2-35所示。 2(1(4轧机进出口辅助设备 在轧制第一道时，不管钢带是否轧制，在轧机进出口处都需要有侧导板或立导辊、压板。在轧制时轧机进出口还必须有导卫板、擦拭器等辅助设备，见图2-36。 2(1(4。(1侧导板或立导辊 侧导板或立导辊起固定带材位置的作用，对称地设置在带材的两侧。采用手动丝杠调节开口度，调节时两侧的侧导板或立导辊同时移动，使带材始终处于轧制中心。 图2—34辊径补偿电动调整机构 1-显示盘;2-连杆;3、5、8-圆柱齿轮;4-中间齿轮;6-大伞形齿轮;7-小伞形齿轮; 9-减速机;10-电动机 图2—35轧辊辊径补偿调整机构传动原理图 图2-36轧机进出口辅助设备示意图 l-压板;2-擦拭器;3-立导辊;4-导卫板 一般小型轧机采用铜质的侧导板，大中型轧机采用立导辊。立导辊为淬火的钢辊筒，两侧各数个，对称布置，使其与带材边部产生尽可能小的摩擦力。在ZR-24型轧机上;侧导板和立导辊都有采用的。 2(1(4(2 压板 压板为液压操作，液压缸设置在机架上方。压板的作用是将带材固定在侧导板或立导辊内;在轧制过程中给带材一个辅助的后张力;擦拭带材表面，防止带材表面的污物进入轧机。 压板分上压板和下压板，压板的贴面材料与带材的接触面需产生尽可能大的摩擦力，而且不能擦伤带材表面。现在使用的最好的材料是硬杂木，如桦木、枫木，或层状酚醛塑料、胶木。也可以使用盖有帆布或毛毡的压板，这种材料具有较好的寿命，又因为它是多孔结构，因此容易粘附轧机外部或坯料上的砂粒杂质污染物。 2(1(4(3 导卫板 导卫板设置在轧机进出口辊缝的上下两侧，左右对称。 导卫板的作用，首先是保护中间辊及背衬轴承不因断带而损坏;穿带时，引导带材头部顺利通过轧机辊缝;同时使冷却介质准确地送到辊缝，以便最大限度地带走轧制时产生的变形热。 2(1(4(4擦拭器 轧机在轧制时，由于大量的冷却介质及润滑油在轧机中循环，因此森吉米尔轧机在出人口均装有带材擦拭器。 在实际轧制中，只有出口处擦拭器起作用。进口处的擦拭器仅起一把刷子的作用，在带材进入轧机之前，达到清除一些杂质和在轧机转动之前封闭冷却介质的作用，使其不流向开卷机。往往在轧制开始之后，进口侧的擦拭器便抬起。 出口处擦拭器在每个轧制道次中能使带材表面洁净。这点在轧制薄带时更为重要，特别是以矿物油为冷却介质的轧机，如果大量的轧制袖在带材的表面被带入卷取机，卷取过程中容易发生滑带事故，影响生产。 擦拭器有带式和辊式两种型式。机架两侧各设两对，用液压缸夹紧。 图2-37带式擦拭器 1-支架;2-青铜槽;3-软管 图2-37所示的为带式擦拭器，是由带有直条纹的耐油橡胶管或聚四氟乙烯管，装在可移动的青铜或铜质槽内构成的。擦拭器软管可以是圆形的或方形的。方形擦拭软管可以使用两个面，圆形软管可以转动4个方位使用之后才更换。 带式擦拭器在实质上是用软管刮去带材表面的冷却介质，软管在带材表面滑动，容易损坏。通常引起过早损坏的原因是由于松弛或断裂的带材边缘造成的，带材边缘往往会割坏擦拭器软管。 辊式擦拭器如图2-38所示。辊式擦拭器实际上是两对挤干辊，分别固定在框架上。挤干辊的水平度和平行度可进行手动调整。下方的两个挤干辊与轧制线标高一致，不能上下移动;上方的两个挤干辊框架两端连接有液压缸，控制上挤于辊抬起或压下。 挤干辊有采用钢质辊的，也有采用橡胶辊面的。 亦有带式擦拭器和辊式擦拭器联合使用的情况，见图2-39。挤干辊靠近轧机，擦拭软管则布置在轧机外侧。 图2-38辊式擦拭器 1-液压缸;2-机架;3-调整机构;4-轴承;5-擦拭辊 图2-39联合擦拭器 一般小型轧机多采用带式擦拭器，大中型轧机采用辊式擦拭器。 部分采用带式擦拭器的轧机没有单独的压板装置。在第一道轧制时，用轧机入口侧的带式擦拭器代替压板装置的作用。首先将擦拭软管从金属槽中取出，在擦拭器位置带材的上下各放置一块压板，用擦拭器的液压缸将其压紧，作为压板装置使用。 2(1(5 张力计和导向辊装置 轧机两边各设置有一套张力计和导向辊装置。装置包括一个大直径的外侧导向辊、内侧小直径的张力计用辊(测张辊)以及两个压力传感器，见图2-40。 图2-40张力计和导向辊装置 1-导向辊;2-张力辊;3-压力传感器 导向辊装在耐磨轴承里，带材在导向辊上的包角是随卷取机上带卷直径变化而变化的，但是它使内侧测张辊上带材的包角固定不变;另外，它为AGC脉冲测速计提供一个稳定的支撑点。测张辊也装在耐磨轴承里，并被装在压力传感器上。 压力传感器装在测张辊的轴承下。每个压力传感器测定带材张力T作用在测张辊上的合力R的垂直分力Y的一半，带材在测张辊上的包角为180?-α。由图2-40可知: 由于α角不变，即1,sinα为一常数，所以压力传感器测得的压力Y与带材的张力T呈线形关系。可以用传感器输出的压力来表示卷取张力，并对张力进行调整控制。张力指示仪表成对地安装在主操作台上。另外，每个传感器都有它自身的指示仪表，操作者可以借助仪表观察到带材前边(操作侧)和后边(传动侧)之间的张力差。如果带材前边和后边的张力不相等，操作者可以利用辊形调整机构，使带材前后两边的张力相同:这样可以减少带材的断裂。 现代的二十辊轧机的张力偏差，由于使用张力计，在恒速轧制时可小于?1,，加减速轧制时小于?2,。 在较早的二十辊轧机上没有设置张力直接测量装置，采用卷取机传动控制系统间接调节带材张力，其张力波动范围较大。 2(1(6 主传动 二十辊森吉米尔轧机的主传动，是由直流电动机通过联合齿轮机座和4根万向接轴带动第二中间辊外侧的4根轧辊，其他轧辊均为被动辊，靠摩擦传动。 主电机与联合齿轮机座用齿接手连接。联合齿轮机座是减速机和齿轮机座的联合体。主传动电机轴传动一个轴齿轮，而该齿轮同时传动与其对角设置的另一轴齿轮;这一对呈对角 线啮合的轴齿轮轴的另一端，还有一个节圆直径稍小的轴齿轮，并且在小轴齿轮的上方或下方又啮合了一个相同齿数的轴齿轮，这4个小轴齿轮的输出轴与万向接轴连接。这种传动方式可获得较小的中心距，从而减小万向接轴的倾斜角，使传动平稳。该联合齿轮机座的传动比为1:1 。其结构如图2-41所示。 图2-4l联合齿轮机座(一) 另外还有其他结构型式的联合齿轮机座。图2-42及图2-43为另外两种联合齿轮机座的结构图。传动为加速传动，具有较小的传动比。图2-42为一台1200mm二十辊轧机的联合齿轮机座结构图，传动比i=O.78。 连接传动辊和齿轮机座的万向接轴在传动辊侧，为了简化换辊而采用爪式联轴节(图2-44)，在齿轮机座侧的接轴端头中有一承受轴向力的止推球轴承，该轴向力通过接轴传递给齿轮轴的轴承。 图2-42联合齿轮机座(二) 图2-43联合齿轮机座(三) 图2-44 卡爪啮合的万向接轴 在小型轧机上，采用带有球支承的球形接轴，使用该万向接轴时必须对轧机及齿轮机座侧的支承处给以循环润滑。 轧机4根传动的万向接轴分为上下两组，它们和上部第一中间辊轴向调整机构接轴一样，均设有气动或液压平衡装置。 2(2卷取机 卷取机用于卷取带材，并可形成轧制张力。由传动的直流电机通过减速机带动卷筒旋转。张力是薄带和极薄带材轧制过程中最重要的参数之一，它对带材厚度均匀性、表面质量和物理一力学性能都有极大的影响。多辊轧机轧制张力的设置有两个特点: 首先是采用大的单位张力。当工作辊在水平面内有非常小的相互歪斜时，相当短的变形区长度可导致该带材宽度方向严重张力不均，并可导致带材在轧辊间丧失稳定和造成带材边部严重撕裂。因此，多辊轧机轧制时，在所有的轧机工作 制度 关于办公室下班关闭电源制度矿山事故隐患举报和奖励制度制度下载人事管理制度doc盘点制度下载 中;乃至加速和减速时都应保持恒定的大单位张力。 多辊轧机轧制带材时使用的张力为所轧材料屈服强度的10,,70,o另外由于冷轧时的加工硬化，各轧制道次材料的屈服强度将随相对压下量的积累而增加。因此，多辊轧机轧制带材的单位张力达到:对于低碳钢为250,300MPa;高碳钢为200,400MPa;不锈钢为250,400MPa;铬钢为100,150MPa;铁镍合金为350,500MPa;黄铜为250,300MPa;厚度小于O.05mm的各种精密合金带材为600,750MPa。而在四辊轧机上单位张力仅在60,100 MPa范围内波动。目前卷取机的总张力可达到350,400kN。通常卷取机电机的功率约为主电机功率的O.5,O.75倍，现在多辊轧机卷取机电机的功率已和主轧机电机功率一样大。 其次，由于多辊轧机轧制的带材的规格和材质变化大，要求张力的调节范围必须很宽，一般从1:50到1:80。为了扩大张力调节范围，采用由几个不同功率的电机组成的卷取机传动装置，这些电机由换向联轴节连接。 大的卷取张力在卷筒上产生大的压力，为了建立大张力，卷取机卷筒需要有大的刚度和强度。目前使用的有实心卷筒卷取机和具有特殊刚度和强度的可胀缩卷筒卷取机。 现代的二十辊轧机，在轧机前后卷取机轴上均设有卷取圈数计数器。轧机控制系统综合考虑卷取机卷筒上带材的圈数、轧制速度、传动系统的加减速度等因素，实现轧机自动控制。 一般采用数字脉冲发生器驱动的双向圈数计数器。计数器直接安装在卷取机轴上，卷取机每转一周，数字脉冲发生器发出100个脉冲信号;通过连接电缆，将脉冲信号输入轧机计算机系统，并在轧机主操作台上的六位数字圈数显示仪上显示出来。 2(2(1可胀缩卷筒卷取机 在卷取过程中，卷取机卷筒承受着很大的弯曲力和来自带有张力的多层缠绕带材的很大的径向力。因此对卷筒有如下要求:卷筒应具有很高的刚度，以保证其零件在卷取时受径向载荷的作用而不产生残余变形;卷筒表面不能有裂纹和凹痕，否则带材会压人这些裂纹和凹痕中，产生表面缺陷;卷筒应是对称的，外圆要严格同心，以消除带卷在卷取过程中的跳动; 卷筒能轻易地将直径缩小到不阻碍卸卷的程度;卷筒应具有将带材端头夹住的钳口。 卷筒采用四棱锥结构，实心的四棱锥轴在液压缸活塞杆推动下作轴向移动时，卷筒被胀开或收缩。四棱锥的锥面倾斜角一般为7?,7?30″。根据卷筒的长度不同，四棱锥轴分为几段(即几个四棱锥面)，卷筒越长，则分段越多。钳口亦采用液压控制，用几个小液压缸来带动钳口的活动卡板。 卷取机卷筒直径的大小与张力的大小有关，并受其强度和生产工艺的限制。一般采用的规格为φ510mm和φ610mm，也有采用φ558mm的。 一般轧制窄带材和轧制卷重小的轧机，卷取机卷筒为悬臂式的(见图2-45);而对于轧制宽带材和大卷重的轧机，为了提高卷筒在卷取工作时的刚度，在其卷筒悬臂端需设卷筒活动支座(图2-46)。在进行卷取时卷筒活动支座支撑卷筒悬臂端，这时卷筒有了两个支点。在卸卷时，可将活动支座移开，移开动作由液压缸完成。 图2-45 臂式卷取机 2(2(2实心卷筒卷取机 实心卷筒一般是一根直径为φ500mm的高强度轴，其上仅有一个带偏心轴的手动钳口装置。卷筒在轴承座中旋转，轴承座的外表面作成滚轮，可使卷筒沿两根导轨从一个位置滚到另一个位置。实心卷筒通过联轴节实现传动，联轴节用花键固定在减速机低速轴上，联轴节的另一端有齿与实心卷筒轴端的齿轮啮合。液压机构控制联轴节移向卷筒方向使内外齿轮啮合，卷筒即可传动;联轴节移向减速机使内外齿脱离后，卷筒可以在导轨上滚动。实心卷筒连接见图2-47。 图2-46带活动支点的卷取机 图2-47实心卷筒连接图 实心卷筒由于结构非常简单，因此精度可以提高;直径大，双支撑，卷筒本身的挠度和下垂度很小，从而使带卷能严格定心，保证了沿带材宽度方向和长度方向张力有足够的均匀性，见图2-48。 图2-48实心卷筒 实心卷筒卷取机的最大缺点是不能从卷筒上直接将带卷卸下，必须经过一次重新卷取，将带卷倒到一个胀缩式卷筒上才能卸下。因此，在带实心卷筒卷取机的轧机上轧制时，轧机道次必须是奇数，不够灵活。 2(2(3 重卷机构 重卷机构包括重卷开卷机、张力计、重卷机、卷筒换位装置等。 2(2(3(1重卷开卷机 为了使带卷的重卷过程不影响轧机生产，重卷时应将带卷连同卷筒从卷取位置移到重卷开卷位置，让卷取机进行下一个带卷的卷取。 一般重卷所用张力较小，开卷机后张力由水冷气动制动器提供，开卷机没有动力装置。花键型联轴节可使卷筒与制动器啮合或离开。卷筒夹紧、压辊压下及联轴节移动均为液压控制。开卷机结构很简单，如图2-49所示。 图2-49重卷开卷机结构 2(2(3(2 重卷机 重卷机的卷筒是四棱锥可胀缩型，液压操作。直流传动电机连接减速机的高速轴，卷筒装在减速机的低速轴上。 卷筒由一个单级或两级四棱锥和4个扇形块组成。手动凸轮式带头钳口装置设置在4个扇形块中的一块上。 压辊为非传动的自由辊，液压加载。卸卷器由液压操作，安置在减速机齿轮箱顶部。重卷机卷筒结构如图2-50所示。 图2-50重卷机卷筒结构 2(2(3(3 张力计 在重卷开卷机和重卷机之间，设有气动张力计，用于检测并调整水冷气动制动器气压以控制重卷张力。 2(2(3(4卷筒换位装置 卷取机卷好的带卷需要滚到重卷开卷机位置去倒卷;重卷开卷机上倒完卷的空卷筒需要运到卷取机的位置。如果没有专门的装置来转运卷筒，一般是用车间的吊车将卷筒吊起，当卷好带材的卷筒滚到重卷开卷机位置后，再将卷筒放在卷取机位置。这需要车间天车配合，费事。 采用一种卷筒换位装置后，调换卷筒就比较方便灵活了，不需要吊车配合。卷筒换 位装置实际上就是两对可移动的导轨，如图2-51所示。重卷过程所用时间总比轧机轧制用时短得多。当重卷完成后，首先将两对可移动导轨往轧机操作侧移动，使原位于轧机传动侧的一对导轨与轧线的导轨连接，将位于开卷机的空卷筒滚到可移动导轨上，并用卷筒下液压缸活塞杆上的鞍座顶住卷筒，使其不滚动;然后导轨带动卷筒向轧机传动侧方向移动，将卷筒移出轧制线，并使原导轨与轧制线导轨连接;当轧机轧完一个带卷后，带卷便可以滚到重卷开卷位置;接着将空卷筒再运回轧线，并滚到卷取机位置;最后将移动导轨移回原处。移动装置采用液压装置操作，导轨对接处设有液压定位销。 2(2(4卷纸机/垫纸机 大张力轧制带材时，卷层间容易出现相对滑移，滑移的结果是损伤带材表面。一般采用后一道次的开卷张力和前一道次的卷取张力相同或低于前一道次的卷取张力，或者在卷层间垫纸的方法来防止卷层间的相对滑移。特别是对于带材表面质量要求很严的不锈钢、精密合金材料，在轧机的开卷及卷取机处均设有卷纸/垫纸机。 图2-51卷筒换位示意图 每台卷纸机/垫纸机均有一可胀缩的主轴，主轴与纸卷内孔相匹配。主轴固定在耐磨轴承里。每台装置由交流力矩马达传动。 2(2(5(卸卷装置 可胀缩卷筒卷取机及实心卷筒卷取机的重卷机，每台都设有一套卸卷装置。卸卷装置包括卷材升降机构和横移机构两部分。参见图2-52。 升降机构为液压传动，V形座钢结构件。液压缸布置在V形座下部中间位置，液压缸的两侧有两根大直径的导向棒，导向棒在青铜轴套内滑动。V形座装有可更换的垫板。 横移机构也是采用液压传动的，装有辊轮、带定位器的轨道、地面滑板和滑槽，以 保持地坑始终被盖住。卷取机及重卷机的卸卷推板应与横移机构同步，这可以通过调节 液压节流阀来实现。 2(2(6卷取张力控制原理卷取机的卷取张力由卷取电动机产生。电动机力矩为: 式中KM——比例系数，常数; ?——磁通量; ，枢——电动机电枢电流。 卷取张力T与电动机力矩的关系为: 式中D——带卷直径。 带卷速度为: 式中行电——电动机的转速; i——电动机至卷筒的速比。 将式2-2、式2-4代入式2-3得: 电动机电枢电势E为: 或 式中K。——比例系数，常数; 垂——磁通量; 咒电——电动机转数。 将式2-6代入式2-5则得: 其中: 欲使詈=常数，若E不变，口亦不变，则张力T与电动机电枢电流k成正比。换言之，在保持线速度钞不变的条件下，一定的电枢电流珠表示一定的卷取张力T。张力控制的实质在于，若卷取线速度不变，采用电流调整器使电枢电流保持恒定，就可以保持张力恒定。 怎样才能保持卷取线速度不变呢?由于卷取线速度口与带卷直径和带卷转速的乘积Dn成正比，欲使口不变，随着卷径D的变化，带卷转速必须相应变化。一般采用电势调整器调节电动机的磁通量?，以改变电动机转速，使卷取线速度保持不变，这就是卷取机的速度调节。 卷取机的速度调节除了补偿卷径变化外，还应包括根据工艺要求，对机组速度进行调整。一般来说机组速度的调节，可采用改变电压(降压)的方法，从基数咒基往下调;而卷径变小时，调速则采用改变激磁(弱磁)的方法，从基速孢基往上调。这样就可必最大机组速度'Ornax和最大卷径D。诅x时的转速为基速挖基。因此，调激磁的调速范围应保证满足下式: 式中 nrtmx、咒基——分别为卷筒的最大转速、基速; D、d——分别为带卷的外径、内径。 综上所述，电枢电流j枢与卷取张力T成比例;磁通量?与卷径D成比例。在电器上采用电流调节器和电势调节器来实现恒张力控制。 上述电势电流复合张力调节系统，用改变磁通的方法来适应卷径的变化，以保证卷取线速度，从而实现恒张力控制。卷取机处于弱磁条件下土作，不能充分利用电动机力矩;由于电动机磁通的调速范围往往受到限制，不能满足卷径比的要求，在此情况下不得不增加电动机容量。近年来出现的最大力矩张力调整系统，基本上克服了电势电流复合张力调整系统的缺点。 电动机力矩M为: 电动机电势E为: 电动机功率N为: 式中E——电势，V; J枢——电流，A。 卷取功率N为: 式中T——张力，N; 口——卷取速度，m,s。 由式2-10得: T=K1磬:暑 =K1K2=常数 (2-12) 由上式可知，只要电枢电流J枢随着参值变化而变化，就可以保持张力恒定。 最大力矩张力调节系统，一部分在满磁通条件下工作，一部分在弱磁通条件下工作，因此要合理选择转速咒基。在基数咒基以上调速时，属于调磁通调速，在弱磁通条件下工作;在 图2-53卷取过程中E、k、圣的变化 基数n基以下调速时，属于调电压调速，始终保持满磁通(额定磁通)条件下工作，所以电动机可发出最大力矩，最大力矩系统由此而得名。压缩电动机调速范围是有限制的，一般认为电动机变磁场调速范围占整个卷取机调速范围的65,,85,为宜。过分压缩变磁场调速范围，势必导致电动机容量的增加。卷取过程中电势E、电枢电流j权、磁通量?的变化情况，如图2-53所示。 当卷取机电动机在基速以上运行 时，即咒>咒基，电动机保持电势-E为额定值，磁通量?随着卷径D的增加而增加，电动机电枢电流J枢保持恒定;在基速以下运行时，即咒<，z基，卷径D增大到D基(此时转速为咒基)，磁通量?达到最大值?一，即磁通量达到饱和值后，随着卷径的增大，转速降低，电势减小，J枢增加。 最大力矩张力调速系统具有以下特点: (1)电动机能处于满磁场运行，可产生较大的张力，它比电势电流复合张力调节系统所发出的张力大1(2,1(3倍j; ， (2)电动机调速范围不受卷径比的限制，可以用于大卷径比的卷取机。当卷径比大于3时，采用最大力矩系统可以选用较小的电动机机座号，可降低电动机容量、飞轮力矩和投资费用。2(3开卷机及上料、喂料机构 ? 2(3(1开卷机 森吉米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)。 一台单锥体浮动开卷机示于图2-54，卷筒结构示于图2-55。 图2-54单锥体浮动开卷机 图2-55开卷机卷筒结构示意图 2(3(2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。 2(3(2(1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，参见图2—52、图2-56。 图2-56固定上料装置 横移机构亦为液压传动，并设有放置2,3个带卷的鞍座。 2(3(2(2固定上料装置 在中小型轧机上，由于带卷宽度不很大，当使用浮动开卷机开卷时可以使用固定上料装置(图2-56)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。 2(3(2(3开卷箱 个别森吉米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。 开卷箱结构如图2-57所示。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。 图2-57开卷箱结构图 开卷箱结构简单，造价低，但是对于厚度小于2(5,3mm的带材不宜使用，特别是当带材板形不好时更不能使用，因为开卷箱内开卷时由于板形的原因，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。 2(3(3喂料机构 。 喂料机构是将装在开卷机上的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，见图2-58。 森吉米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 图2-58喂料机构 l一刮板;2一三辊直头机;3一上摆式导板台 直机。 中小型轧机一般采用刮板式三辊直头机(参见图2-58)。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 图2-59三辊直头机 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。 一种五辊矫直机的结构如图2—60所示。 图2-60五辊矫直机 2(4液压系统 一般二十辊森吉米尔轧机的液压系统包括压下液压系统、辊形调整液压系统及辅助液压系统等玉个独立的系统。根据轧机结构，部分轧机没有辊形调整液压系统;也有一些轧机共用一个液压系统。 2(4(1压下液压系统 轧机压下液压系统的工作压力，视轧机大小、轧制材料、轧制速度等因素，以及轧机生产年代早晚的不同而差别较大，大致在3(5,14MPa的范围内。 一台ZR-33WF-18森吉米尔二十辊轧机的轧机液压站(包括压下液压系统和辊形调整液压系统)原理图示于图2-61。 该液压站包括油箱、油泵、冷却器、滤油器、控制仪表等。 油箱一般采用不锈钢制作，以防止油箱生锈。 油泵一般采用变量柱塞泵。该泵具有压力高、流量大、流量可调节等特点，而且结构紧凑、寿命长、噪声小、效率高。 为了避免由于相对运动引起杂质对零件的磨损，必须滤除液压油中的杂质。由于二十辊轧机是一种非常精密的加工机器，对液压油内杂质含量要求非常苛刻。液压系统对油中杂质的要求是以最大颗粒度为 标准 excel标准偏差excel标准偏差函数exl标准差函数国标检验抽样标准表免费下载红头文件格式标准下载 的，要求油的过滤精度为小于5肛m的特精级。 高压下工作的液压油，在经液压系统工作后油温会升高，一般不得高于60?。当回油温度高于上述温度时，必须采用冷却器以降低油温。通常冷却器皆安装在回油管路上。用于冷却的热交换器形式很多，但在液压系统中，一般多用列管式冷却器(见图2—62)。水为 图2-61轧机液压站原理图 图芝一62列管式冷却器冷却介质，从管内通过，油从简体内管间流过。水在管内的流程多设计为二程式。水管用黄铜制作，而不用钢管，因为钢管清洗困难，且易生锈。 图2-63为一台ZR-24-14"森吉米尔二十辊轧机的液压系统原理图。该轧机只有这一个液压站，它采用复合液压泵，低压大容量油泵给轧机压下油缸供油;高压小容量油泵为控制压下的油压马达供油，以及为轧机辅助液压系统供油。该轧机没有辊形调整机构。 目前森吉米尔轧机液压压下系统的液压缸及控制调节装置主要有机械一液压压下、电气一液压压下两种类型。 、 2(4(1(1机械一液ff,(ff,--F 机械一液压压下是采用机械的行星凸轮及随动阀机构来控制液压系统进行轧机压下操作，包括调整轧制压下量、轧制过程中的自动调节及换辊时的快速抬起。 图2—63复合泵液压系统原理图 图2—64行星凸轮及随动阀机构设置图 行星凸轮及随动阀机构设置在轧机传动侧，通过小齿轮与压下活塞杆齿条啮合，参见图2稍。 机械一液压压下的工作原理是:机械一液压压下系统如图2—65所示，复合泵输出的压力油分为两个系统，高压小容量压力油经控制阀驱动液压马达;低压大容量压力油经随动阀推动压下油缸上下移动。 图2—65机械一液压压下系统 l一随动阀;2一压差计;3一压下油缸;4一上工作辊位置指示器;5一B、c支撑辊; 6一行星凸轮及随动阀;7一液压马达;8一速度调节阀;9一电磁阀;lO一压力调节阀;11一电动机;12一油箱;13一大容量低压叶片泵;14一小容量高压叶片泵;15一吸人过滤器 、 图2—66随动阀杆的动作原理图 l一端盖;2一螺栓;3一垫圈;4一中心齿轮;5一支架;6一螺母;7一螺栓;8一端盖;9一小轴;10一行星齿轮;11一蜗轮;12一套子; 13一壳体;14一凸轮;15一凸轮架;16一螺栓;17一垫圈; 18一垫圈;19一轴;20一半月键;2l一螺栓;22一端盖;23一蜗杆;24一随动阀杆 行星凸轮及随动阀机构中随动阀杆的动作原理及液压随动阀的工作原理见图‘2—66及图2-67。如图2-66所示，压下时，液压马达启动带动蜗杆23，使蜗轮11顺时针方向转动，通过行星齿轮10使中心齿轮4逆时针方向转动。由于中心齿轮4和凸轮14固定在同一根轴19上，故凸轮14也随之转动。凸轮位置的变化，使图2-67中的随动阀杆产生位移，阀的下开口度增大，压力油经随动阀进入压下油缸的下腔;与此同时，阀的上开口度减小，压力油缸的上腔与回流管相通。压下油缸内上下腔的压差，使下活塞杆产生向上的移动，工作辊压下。 图2-67液压随动阀的工作原理图 ( 1一回油孔;2一进油缸孔;3一随动阀杆;4一弹簧;5一进油孔 调整压下量的方法是:如图2-66所示，当凸轮将随动阀杆推向上方时，通向压下油缸上腔的孔开放，压下活塞杆下移。由于齿条和小齿轮啮合又带动轴19旋转，通过支架5使行星齿轮10公转，此公转与自转汇合后，中心齿轮4和凸轮14的转动都停止，从而使随动阀杆保持在固定的位置上。 自动调节的方法是:如图2-66所示，在轧制过程中，当轧制力增大时，因B、C支撑辊偏心不能自锁，工作辊会上升，通过活塞杆上的齿条使轴19转动，行星齿轮10公转。由于蜗轮11不转，所以行星齿轮10同时产生自转，带动凸轮14转动，随动阀杆向下移动，使压下油缸下腔压力增加，压下活塞杆上移，工作辊压下。反之，当轧制力变小时工作辊靠近，则活塞杆的齿条、轴、齿轮等与上述转向相反，随动阀杆向上，压下油缸上腔压力增加，压下活塞杆下移，工作辊抬起。 换辊的方法是:开动液压马达向压下油缸上腔供油，压下活塞杆下移，使工作辊抬起，至最大开度时，进行换辊。 此压下系统的响应时间一般为0(2,0(6s。 2、(4(1(2电气一液(~-,ff,-T 电气一液压压下采用位置传感器，经过电液伺服阀的转换和放大控制压下装置进行轧机压下操作。压力油从油泵经单向阀、过滤器和电液伺服阀送人压下油缸的上下腔;调压阀控制系统的压力，多余的压力油从该阀经冷却器返回油箱;蓄势器经常向系统补充压力油，以保证系统的正常工作。 电气一液压压下系统根据传感器的不同有:位置传感器电气一液压压下系统、半转式液 压缸传感器电气一液压压下系统、数字感应型位置传感器电气一液压压下系统等形式。 (1)位置传感器压下系统如图2-68所示。 图2-68位置传感器电气’液压压F系统 ， 1一油泵;2一单向阀;3一过滤器;4一电液伺服阀;5一调压阀;6一冷却器;7一蓄势器; 8一步进电机;9一位置传感器;IO--B,C支撑辊;11一上工作辊位置指示器;12一压 力计; 13一压差计;14一液压缸;15一放大器 该系统由步进电机、传感器、放大器、电液伺服阀等构成。传感器由磁感线圈和线圈中间的连杆组成，连杆与磁感线圈相对应的部分是软铁，其余部分为不锈钢。开始时处于静止状态，磁感线圈与连杆软铁对应，线圈没有信号输出。 压下时，步进电机8带动位置传感器9的外壳向上移动，由于位置传感器的连杆与活塞杆刚性固定在一起，因此传感器的磁感线圈与连杆软铁产生相对位移，磁感线圈发出电信号，该电信号经放大后输入电液伺服阀4，使压下油缸下腔的通路打开，上腔与回油通路相通，在上卞腔压力差的作用下，活塞杆开始向上移动，工作辊压下。抬起时，动作顺序与压下时相反。 在轧制过程中，如因某种因素使轧制力增大时，压下支撑辊的非自锁性，将使活塞杆产生向下的位移，即工作辊抬起，与此同时位置传感器的连杆软铁也要向下移动，这时在位置传感器的磁感线圈中将产生一个使活塞杆上升的负反馈信号，经放大后送人电液伺服阀，使 图2-69半转式电气一液压压下系统 l一油箱;2一电机;3一泵;4一压力计;5一单向阀;6一调压阀;7一冷却器;8一过滤器;9一蓄势器;(10一电液伺服阀;11一放大器;12一上工作辊位置指 示器;13一B,C支撑辊;14一压差计;15一半转 式液压缸;16一传感器 下腔油路开大，上腔油路关小，上下腔的压力增量将与轧制力的增量相平衡，活塞向上移动使压下回到原来的位置。 步进电机的回转可以采用手动和自动两种 方案 气瓶 现场处置方案 .pdf气瓶 现场处置方案 .doc见习基地管理方案.doc关于群访事件的化解方案建筑工地扬尘治理专项方案下载 。该系统的响应时间一般为0(03,0(05So (2)半转式液压缸传感器压下系统如图2-69所示。 该系统是由半转式液压缸带动齿轮转动，使压下齿条上下移动，从而实现轧辊的压下或抬起。 首先根据轧材的厚度设定轧辊开口度，给定轧制压下量。在轧制过程中，带材变厚时，轧辊上升使压下齿条向下移动;因齿条与两边的小齿轮啮合，小齿轮则转动;又因小齿轮与半转式液压缸传感器在同一轴上，于是传感器开始转动并发出脉冲信号，经放大器放大，传给电液伺服阀来控制半转式液压缸流量的大小，使半转式液压缸旋转，则压下齿条向上移动，从而使轧辊压下恢复到原来的位置。 该系统的响应时间也为0(03,0(05s。 (3)数字感应型位置传感器压下系统如图2-70所示。 索尼磁尺(Sony Magnescale)是数字感应型位置传感器的一个典型例子。它 应用于带材轧机(四辊及多辊轧机)的厚度控制，它输出的脉冲信号与位移相一致，而且在标尺上有移动的方向。 索尼磁尺由磁尺、读数器和检测器3个主要部件组成。图2—71是索尼磁尺原理示意图，信号在磁尺上以某一节距被磁化记录。这种磁尺是由大量的单隙小磁头按照磁力模式，以相同的间距成直线排列相互连接构成系列。这种磁头在使用时仅仅是读数信号被检测，而不同波长的交流信号和直流信号都被排除。 当一个载波正弦信号sinmt,2被输入到多隙磁头里，且磁头沿着磁尺移动时，瞬间它就会产生谐波信号e】和e2，并且: 图2-70数字感应型位置传感器压下系统1一放大器;2—沌液伺服闽;3一B,C支撑辊; 4一上工作辊位置指示器; 5一压下液压缸;6一数字感应型位置传感器 式中E——载波信号最大振幅; z——相对于磁尺的磁头位移; ?——圆频率; A——两磁头间距; ,——时间。 图2-71索尼磁尺原理1一第一读数器;2一第二读数器;3一检测器;4一磁尺 检测器是对方程式2—13和式2—14所表示的信号进行不断校正的电路，使它们能用于各种用途。检测器会在读数的正弦和余弦波通过零位置时产生脉冲。这些脉冲被用作数字显示。在对正弦和余弦波作比较细致的处理后，就可以对零位置处的那些脉冲测量值之间进行内插值运算，同时也可以检测位移方向。 该系统的响应快，从磁头接受磁尺信号到检测器给出脉冲信号，时间为O,20t~s。 2(4(2辊形调整液压系统 这里的辊形调整液压系统是指径向辊形调整系统。而轴向辊形调整仅作为辅助液压系统的一个液压机。 径向辊形调整机构有采用液压缸直接调整和采用液压马达、蜗杆减速机带动螺杆进行调整两种形式之分，要求液压站提供的液压油压力也不同。 ， 采用液压缸直接调整形式是最新型的方式，指令响应速度快、校正时间短、灵敏度高、重复性好。采用液压缸直接移动双面齿条，要求液压油压力较高，图2—61为一台ZR-33WF一18”轧机的辊形调整液压站原理图(与压下液压站一起)，液压油压力为10(5MPa。 一般辊形调整系统的结构与压下液压系统的完全相同，仅压力或流量有所不同，并且往往还共用一个油箱(见图2-61)。 液压缸数量与B(C)支撑辊鞍座数量相同，见图2-72。 图2-72是辊形调整系统的控制调节原理图，包括了液压和电器的控制调节装置。液压 图2-72辊形调整系统原理图(液压缸直接调整) 系统的控制调节装置主要是液压伺服阀。 另一种较早的辊形调整液压机构是采用液压马达驱动蜗轮蜗杆减速机，螺杆移动双面齿条，系统要求液压油压力较低，图2-21所示的一台ZR-22BS-42"轧机的辊形调整机构液压油压力为2(5,3(0MPa。由于从液压马达到双面齿条，中间经过一对蜗轮副及螺旋传动等机械转换，系统响应速度慢、灵敏度差、复位性能差。 图2-73是一台ZR-33—18"轧机采用液压马达进行辊形调整的系统原理图。 图2-73辊形调整系统原理图(液压马达驱动) 2(4(3辅助液压系统 除轧机压下及辊形调整两个独立的液压系统外，机组所有其他液压设备均属辅助液压系统，如开卷机卷筒胀缩、带卷提升、开卷刮板抬起及伸缩、喂料机压下及直头、穿料台放下及伸缩、卷取机连接及压辊、轧机压板、擦拭器压下、测厚仪进退、测速仪升降、轴向辊形调整、下部轧辊压上、重卷开卷机连接及压辊、重卷机卷筒胀缩及压辊、带卷推出、卸卷小车升降及推动等，以及浮动开卷(或卷取)机的对中。 ’ 一台ZR-33WF-18"轧机的辅助液压系统液压站原理图如图2-74所示。该液压系统包括油箱、油泵、冷却器、滤油器、蓄能器、控制仪表等。 一般辅助系统压力较压下系统低，而流量大。 油箱采用不锈钢制造。油泵采用定量油泵。管路中设有蓄能器。 图2-74辅助液压系统原理图 辅助液压系统供给的液压机数量多，液压机同时使用的几率大，特别是轧机发生故障时，测厚仪、测速仪等设备需紧急退出，系统设有蓄能器积蓄能量供系统可靠运转。二十辊轧机液压系统一般采用气囊式蓄能器。该蓄能器惯性小，反应性能好，维护容易，附属设备少，尺寸小，质量轻，安装容易，充气方便。 采用列管式冷却器，滤油精度小于5tan。 辅助液压系统的液压机大多数为液压缸，少数是液压马达。 辅助液压系统控制调整装置的各种控制阀的设置位置有集中和分散两种形式。一般采用集中布置形式的较多，即将各种控制阀相对集中地设置在几个阀站内，阀站与液压站用3根总管连接，用支管将液压机与控制阀连接起来。这种形式阀站到液压站的支管多、路线长，然而电控接线却相对方便。图2-75是一台ZR-33WF-18"轧机一个阀站及液压机的控制原理图。 分散布置形式不设集中的阀站，而是将各个机械设备各自的控制阀设在液压机旁。这样一组总管通到各设备的阀组，然后阀到液压机用支管连接，支管路线短，但是电控走线相对麻烦些。 开卷,卷取机采用浮动机构，设有液压对中装置。对中装置的液压缸一般缸径较大，行程长，工作频繁，液压油耗量较大。这种浮动机构一般是属于辅助液压系统控制，现在有设置独立系统的趋势。一台ZR一33WF一18”轧机的浮动开卷机的液压对中装置示于图2—76。 图2—75辅助液压系统阀站及液压机的控制原理图 图2-76对中装置液压系统原理图2(5 AGC——自动厚度控制 为了保证带材的纵向厚度公差，获得高精度的产品，现代森吉米尔轧机都配备了自动厚度控制(AGC)装置。 自动厚度控制系统由测厚仪、电气控制装置和矫正厚度偏差的执行机构组成。测厚仪连续测量带材厚度，一方面把厚度偏差显示并记录下来，另一方面把偏差信号输入到电气控制装置中;电气控制装置对偏差信号进行处理，然后指令执行机构动作进行厚度矫正;矫正厚度偏差执行机构根据电控装置的指令，通过压下电机或电一液伺服压下系统改变轧辊辊缝，或通过调节卷取机电枢电流改变卷取张力的大小，从而使带材厚度得到矫正。 2(5(1厚度控制方式 根据轧机的弹性变形曲线和轧件的塑性变形曲线(总称弹塑性曲线): 式中h——轧件轧出厚度; S——轧机原始辊缝; P——轧制力; K——轧机刚度系数; H——轧件轧制前的厚度;’ QH、Qh——分别为轧件轧制前后的张力; R——轧辊工作半径; l——轧辊接触弧长; (产一轧辊摩擦系数; U——轧制速度; k——系数。可以得出: 和 将式2-18带人式2—17得: 如果调整辊缝 该式叫压下厚度控制方程，用它可以计算出消除厚度差渤所需要的辊缝量稻。 同样如果调整张力，张力控制方程为: 速度调整方程为: 由公式2-21不难看出，K值越大，即轧机的刚度系数越大，M值越小，即轧件的塑性越差，辊缝变化於对厚差影响越大，故调整压下越有效。相反，调整张力进行厚控效果好。 还可以看出，控制方程决定控制系统的性能，它与 2(5(2厚度控制方案 ? 厚控有多种方案，根据基本原理的不同有压下厚度控制、张力厚度控制及程序厚度控制几种。 图2-77测厚仪厚控原理图 2(5(2(1压下厚度控制 压下厚度控制又有以下几种方案: (1)测厚仪厚度控制。测厚仪厚控的原理如图2-77所示。由测厚仪检测得到信号^，与给定值^0比较，如有厚度偏差渤(觎=^0一^)，则将比较后的信号送入到厚控装置，厚控装置将发出调节信号弱，使轧机压下机构动作，执行调节功能以消除偏差。 由于测厚仪距离轧辊轴线有一定的距离 L’，所以厚度变化测定有一段滞后时间,I，，= T，生。因为存在滞后时间，所以采用比例控制很 难进行稳定控制。例如在1点测出厚差赫，本应调整1点使其消除厚差，但却调整了2点。但2点偏差不一定与l点的偏差相同，这就可能使2点本来偏薄(或偏厚)的偏差经过调整变得更薄(或更厚)了，以至发生超调现象。 ? 为了改善控制系统的稳定性，可用采样控制。此时，在第一次调整之后，当调整点达到测厚仪处时，测厚仪开始检测，据此再进行下一次调节。这种方法对厚度突然变化难以修正，不容易得到高的精度。 (2)厚度计式厚度控制。所谓厚度计式厚控，是利用弹性方程来检测厚度(测出辊缝 S、轧制力P，再用^=S+P,K求出^)，这是一种无滞后的直接测厚的方法。 设给定板厚为^0，板厚偏差为眺，则: ( 并得出: 将上述值分别变换为电量相加，并通过压下调整使输出值为零，则可清除偏差，原理图示于图2-78。 通常辊缝零位难以精确得知，故把在某一预轧制力P0时之辊缝S0作为基准值。此时上式为: 图2-78厚度计式厚控原理图 这种方法虽有即时调整的优点，但在轧制过程中轧辊的热胀、磨损等变化，在上式中反映不出来，为此， 需要经常对系统进行校正。一般在轧机出口设置测厚仪测量板厚以进行校正，即就是下面的厚度计一测厚仪式厚控系统。 (3)厚度计一测厚仪式厚控系统的原理为: ，如果(^0一渤’)二者相同，说明压下量是合适的，不必进行调整。如果给定值大于实测值，眺为正值，代表负偏差，即应使压下抬起;反之则使压下装置压下。其原理示于图2-79。 ， 、 t 如果再附加一些校正系统，则式2-27可写成: 式中?—一补偿项。 (4)测厚仪式预控厚度控制。测厚仪式预控厚控原理如图2-80所示。 图2-79厚度计一测厚仪式厚控原理图 图2-80测厚仪式预控厚控原理图 在人口侧的测厚仪测出入口轧件厚度与给定厚度^o之厚差8H，根据: 对压下进行调整。因为它是预检，故需考虑预检时间，显然这是一个开环控制系统。该系统一般作预控校正系统，即: 使用压下厚度控制系统时，一般以带材头部的厚度作为标准来进行调整;调整压下时要使张力保持恒定。 2(5(2(2张力厚度控制根据张力厚度控制方程式2-22可知: 对张力进行调整，即可实现对厚度的控制。此外。还常常采用压下与张力混合控制方式，当张力达到一定限值时，就使用压下控制，显然这种方法控制范围大，还可以进行微调，因此得到了广泛应用。 2(5(2(3程序厚度控制 在轧制的升速和降速过程中，摩擦系数等参数将随速度而变化，因而影响产品精度，此外轧件头尾部张力变化过程也会引起产品厚度变化。这种情况，就不能用上述的稳定轧制阶段的定值调节系统了。 图2-81速度变化对厚度的影响 上述速度等因素的影响是有一定规律性的，图2-81表示速度变化对厚度的影响规律性，这种规律性可以设法找出来，如: p—p( ?:护,K=生i型=，(口) (2-32) J、式中，R为在该轧制速度下测得的轧制力。根据所确定的规律用专门的速度程序控制回路来不断调整压下或张力，最后使产品稳定。这种系统也叫SPC系统，系统原理如图2-82所示。 图2-82速度程序厚度控制系统 口一压下调整;6一张力调整 厚度控制系统结构，有模拟式厚控系统、数字式逻辑线路厚控系统及计算机控制厚控系统。模拟式厚控系统由运算放大器执行运算，这种厚控系统误差较大，精度较差，因而数字式逻辑线路厚控系统应用得更为广泛，而现在计算机控制的厚控系统则应用得最为普 遍。 ’ 2(5(3厚度控制系统 二十辊森吉米尔轧机的自动厚度控制一般只用压下厚度控制方案。具体控制系统有三个，即质量流控制、前馈控制和反馈控制。三个控制又同时参与计算和控制带材厚度。 2(5(3(1质量流控制 ( 所谓质量流，且p是指金属在塑性变形前与变形后，其体积不发生变化，只是外形尺寸改变。冷轧钢带轧制时，宽度不发生变化，因此带材轧制前的长度L与厚度H的乘积应等于轧出的长度z与厚度^的乘积，即: 质量流控制，利用轧机入口和出口带材长度及带材人口厚度几个测量结果，计算出轧出的带材厚度，从而减少了测量出口厚度时所造成的反馈滞后现象。 质量流控制从轧制一开始就可以使带材达到要求的厚度，并可在轧制过程中保持带材厚度不变。它能在轧机工作辊压下全程内实现大幅度调整。 这种确定工作辊出口处带材厚度的质量流法，已被证实是非常精确的，而且它还可以在各种轧制情况下在各种轧机中进行连续工作。 2(5(3(2前馈控制 前馈控制可以保证轧件出口厚度不受入口厚度波动的影响。 前馈计算模型可以在轧件咬人轧辊之前，预测出所需校正值，并提前对有关轧制参数作出相应修正，这样就可使轧件出口尺寸不致有很大的偏差。前馈控制，工作辊动作仅限于0(254mm的行程范围内，使得轧辊反应动作快，而且具有高分辨率，实际上也是将修正值限制为某个保险值。 轧制开始，在人口侧测厚仪测量来料厚度的同时，入口侧的脉冲测速仪开始测量带材的长度。每隔一个长度L，测厚仪将一个厚度读数H存人寄存器中，每当L长的带材通过辊缝时，计算器便将厚度读数H从寄存器中取出，与标准厚度Hn进行比较。当人口带材有一个厚度偏差?H时，那么就出现一个误差信号?厂，对液压压下系统的液压马达或步进电机进行调整，轧辊开口度变化?S，这时轧机的开口度为S+?S，这样就可使轧件出口尺寸不致有很大的偏差。 如果在轧制过程中，带材的力学性能发生变化，将使轧机开口度变化?S’，这时轧机开口度应当是S+?S+?S’。?S’的变化值即是压下液压缸活塞杆的移动量。在机械一液压压下装置中，将通过齿轮、行星凸轮机构使随动阀动作，控制液压压下机构动作，使轧机开口度变化一?S’，这时轧机开口度又恢复到S+?S的位置;在电一液压下装置中将使位置传感器的连杆软铁移动?S’，这时位置传感器的磁感应线圈便产生一个使活塞杆向相反方向移动的负反馈信号，经放大后送入电液伺服阀，使活塞杆移动回到原来位置。 前馈控制使轧机进行“恒辊缝”轧制，轧出均匀厚度的带材，但该厚度不一定是所要求的厚度。为使此均匀的厚度与目标厚度一致，还需要进行反馈控制。 2(5(3(3反馈控制 反馈控制可以调整系统操作过程中的滞后漂移现象，以保持系统的精确性。 反馈系统利用带材出口侧测厚仪测出的带材厚度，对未能与质量流计算相匹配的工作 图2-83 AGC系统方框图(一) 图2-84 AGC系统方框图(二) 辊辊位置进行校正。将出口测厚仪测出的带材厚度读数送入计算机并连续不断地被平均，然后将比例误差信号反馈到压下装置，通过液压马达或步进电机进行压下调整，以保证轧出的均匀厚度即是目标厚度。而且还可以及时校正由于测速仪测量轮逐渐磨损而出现的系统误差。 ( 一台采用位置传感器压下系统的二十辊森吉米尔轧机的自动控制原理图，如图2-83所示。图2-84为一台采用磁尺传感器压下系统森吉米尔轧机的AGC原理图。 WF公司的二十辊森吉米尔轧机的压下系统对轧机工作辊进行定位的分辨率可以达到: 对于工作辊全部行程为0(000635mm(0(635tma)，而在限制行程为+,一O(127mm时为0(0000635mm(0(0635tma);整个控制系统可以做到每76(2mm带材，对有关轧制参数作一次计算及修正，而不考虑轧制速度的大小;产品厚度精度，目标厚度为0(001mm(1tan)，偏差分辨率为0(000125mm(0(125tan)。 2(5(4 AGC系统的组成 一个自动厚度控制(AGC)系统应由厚度检测设备、厚度自动控制装置和执行机构三部分组成。 厚度检测设备包括: (1)测厚仪; (2)测速仪。 厚度自动控制装置包括: (1)AGC计算机; 。 (2)计算机连接件; (3)轧制程序及诊断程序输入装置; (4)自动速度补偿系统; (5)图表记录仪; (6)打印机; ’ (7)主操作台。 执行机构包括:液压压下系统。 一台典型的、现代化的二十辊森吉米尔轧机AGC系统，包含有下列的元器件: (1)测厚仪; (2)脉冲测速仪; (3)AGC计算机。 2(5(4(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。 A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0(1mm时，这种测厚仪便不能使用，所以老式的接触式测厚仪逐渐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。 t 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。在我国也有大量的 VOLLMER测厚仪使用在二十辊轧机及高精度四辊轧机上。1985年VOLLMER公司还在上海设立了VOLLMER产品销售维修站，推广和销售VOLLMER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?0(5?。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(25~m;系统响应快，响应时间为7(5ms;VOLLMER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，VOLLMER接触式测厚仪得到了迅速发展和广泛的使用。 图2-85是一台VBMl076型VOLLMER接触式测厚仪的相片。厚度测量范围0(02,8ram;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。 VOLLMER测厚仪有两个微型钻石测 图2-85 VBMl076型VOLLMER接触式测厚仪 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20MUBE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20MOBE，下部采用一个20MUBE;电缆接头有保护软管。 微型触角20MUBE的结构示于图2-86。 B非接触式测厚仪 非接触式测厚仪为电磁测厚仪，主要有:x射线测厚仪及放射性同位素测厚仪(y射线测厚仪、口射线测厚仪)等。 a X射线测厚仪 x射线测厚仪的原理是基于被测带材对x射线的吸收作用。x射线具有很高的能量和穿透本领，但是x射线在穿透带材时其能量要被带材部分吸收而减弱。x射线穿透带材后，强度的减弱与被穿透带材厚度的变化呈指数关系。因此测得被带材吸收后的射线强度，即可推算出带材的厚度。X射线测厚仪原理示于图2-87。 X射线从射源x射线管1射出后，一部分穿过连续运动着的被测带材2，一部分穿过标 图2-86微型触角20MUBE的结构图’-=?堕;;=jj鬯导向管;3一弹簧的支撑垫圈，上部;4一测量头;5一套筒(护套);6一锁紧螺栓;7一弹簧(的i噔垫圈，下部;8一线圈支座;9一顶盖;10一电缆导管;11一差动变压器;12一磊筷菇芯;13—12的维持赶;14一连杆;15一金刚石顶头;16一触头压力弹簧;17--蛇形弹簧;18一无头螺栓1: 19---:~(,头螺栓2;20---~,头螺栓3;21一线圈套筒;22一螺母盖;23一压力套;24一橡胶萄。 ’ 图2-87 X射线测厚仪示意图 l—x射线管;2一被测带材;3一标准楔形试样;4一给定厚度试样;5一荧光板;6一光电倍增器;7一电子放大器;8--电容器绕组;9----电动机; 10一第二个电容器绕组;11一电容器 准楔形试样3(以下还放有给定厚度试样4)，分别都被吸收一部分，其余的射到荧光板5上，它的可见辉光决定于所接受的x射线的强度。荧光板的辉光分别作用到光电倍增器6上，所产生的光电流之差取决于两组射线强度之差。经电子放大器7放大后的交变电压作用在两组电容电动机9的电容器绕组8上。电动机第二个电容器绕组10接在与电容器11串联的交流线路上，绕组10中的电流与绕组8中的电流相位移接近90。。电动机的轴与标准楔形试样3由机械联系，电动机转动带动楔形试样移动，直到差异电压等于零为止。由此通过比较射线强度差而测得带厚。 ( 除比较法外，还有单数法，用闪烁体一光电倍增管系统接受，并转换成电脉冲信号，再通过一套逻辑线路，用数字显示或模拟量输出表示之。 X射线测厚的优点在于:被测带材温度的变化、表面水或油的污染、机械跳动等对测量结果影响不大。但是，电源波形及电压的变化对x射线的频率及强度均有显著影响，故需采用稳压稳流措施，这样便增加了测量设备的质量和费用;此外，还要求有相应的防辐射装置。 b放射性同位素测厚仪 同位素测厚仪的测量原理与x射线测厚仪的基本相同，也是利用被测带材对射线的吸收作用。测量原理可以用射线方程表示: 式中 Io——射源的放射剂量; 卜一经被测物吸收后的放射剂量; 卢——被测物的吸收系数; X——被测物的厚度。 ( 当J0和?一定时，J仅仅是x的函数。 图2-88为同位素测厚仪装置的示意图。射源1置于被测带材2的下面，射线穿透带材后进入射线探测器(电离室)3，它是用一个加速电源4来供电的。当透过带材的射线进人电离室后，便产生一种离子流，它在高欧姆电阻5处产生一直接与被测带厚有关的电压降U，，用标准电压降U2对【，1进行补偿，U2是由恒定电源9供电的电位计8来进行调整的。这个电位计已经按不同的厚度验算标定好了刻度，从而可以给出所需的名义值。当被测带材的实际值与名义值产生偏差时，在U1与U2之间便产生一电压差，并输入到双片电动电容静电计6之中，此静电计的反馈很大，零点稳定性高，并经电动电容器把测量电压(直流电压)转化为1000r,s的交流电压，经放大后整流成适当的相。用于相位灵敏整流器输出的直流电压U3(测量值)作为名义值的偏差值，由偏差指示计7示出，并由记录仪记出名义值的偏差(正值或负值)。 。 图2-88放射性同位素测厚仪装置示意图1一射源;2一带材;3一电离室;4一加速电源;5一高欧姆电阻; 6一静电计;7—偏差指示计;8一电位计;9一恒定电源 放射性同位素测厚仪所用的射源有两种类型，一种是7射线，另一种是p射线。 7射线是一种波长很短的电磁波(0(0005,0(04nm)，其能量很高，真有很强的穿透力。经常使用的7射线源有钴(C0)60、铯(Cs)137、镅(Am)241等。p射线是带负电荷或正电荷的粒子流——电子或正电子流，其速度约为(1,2(9)?101~cm,s。经常使用的p射线源有锶(Sr)90、钌(Ru)106和钍(Th)204等。在多辊轧机冷轧测厚中，也有这两种射源共用的，7 射线用来测量厚带或薄带开坯道次的带厚;p射线用来测量薄带和极薄带的厚度。这两种射源共置于同一射源盒内，由气动的专门旋转机构，把所用的射源旋转90。，转到射源盒上方的窗口处。当使用另一射源时，旋转机构反向旋转180。即可。在不测量时，由强力弹簧将两个射源水平地置于射源盒的两侧(零位)。在控制单元上有相应的转换开关和刻度。 放射性同位素测厚仪的优点是:具有较高的测量精度;被测带材的温度、应力、表面状 况等因素对测量结果影响很小;可以进行连续测量，并能较快地得出测量结果。但也存在着需注意防护，被测材料材质的变化会导致测量结果的变化等缺点。因此，在使用和操作测厚仪时应注意以下几点: (1)中心装置需预热一定时间(约0(5h)后，方可使测量和控制装置进行工作。 (2)在测头内无被测物时，对每个射源按一定顺序进行校正(每个班都必须进行)，直到偏差指示器为零。 (3)根据测量原理，当被测带材材质改变时，就需要用校准样品重新进行标定。多品种生产时，可事先按不同材质作出标定曲线，定出读数值与实际值的偏差，以供操作时参考。必要时还可对带材测量点进行(用千分尺或千分表)校正。 (4)对射线的防护是一个必须予以足够重视的问题。射线从射源盒上方窗口射出后呈一束约85。的射线锥，可用专门的测量仪表测出射源附近各操作点的射线的剂量。为了做到安全生产，除设置一些防护罩(用铅橡胶或铅玻璃)外，操作人员的身体各部分不要进入射线超过安全允许剂量的区域，以及在停轧、穿带和上卷时必须关闭射源。操作人员还可带上计量笔，以检查接受计量的数量。一般控制装置都布置在轧机两侧的进出口旁，这给操作者增加了接受计量的可能性。如果把控制装置布置在主操作台的两侧，既保证了人身的安全，又方便了操作。 。 图2-89是一台1，射线测厚仪的照片。 图2-90是两台x射线测厚仪的照片。 图2-89一台7射线测厚仪照片 图2-90两台x射线测厚仪照片 几种不同形式的测厚仪系统的比较列于表2-1。 近年来我国从国外引进的16套森吉米尔二十辊轧机中，7套使用VOLLMER接触式测厚仪;9套为7射线测厚仪，详见表2—2。西安从德国引进的一台四辊轧机使用了 VOLLMER测厚仪。 表2—1几种测厚仪比较 测量范围 精 度 反应速度 适应 形 式 维护 投资 备 注 ,mm ,, ,童 范围 快 VOLLMER 0.001,20 0.25“m 宽 简 高 0.0075 中 X射线 0.5,50 ?0.5,1 中 繁 高 需人身安全防护 0.05 由 7射线 0,120 ?0.5 宽 简 中 需人身安全防护 O(15 B射线 <1 ?O(5 中 雍 繁 中 需人身安全防护 表2—2国内森吉来尔轧机测厚仪使用情况表 引进 工厂 轧 机 测厚仪 出口国 轧材 备 注 序号 年代 地址 型 号 台数 形 式 型号或射源 l 1974武汉 ZR-22BS-42” 3 7射线 镅241 日本 硅钢 年 2 1981上海 ZR-24— 1 VOLLMER 美国 合金 年 14” 3 1985西安 ZR-24WF-13,” 1 VOLLMER VBMl065E 美国 合金 年 4 1985大连 ZR24-WF-16,” 1 VOLLMER 美国 合金 年 5 1989秦皇岛 ZR一24— 1 VOLLMER VBMl063E 法国 碳钢 1974年二手设备 年 14” 6 1991北京 ZR-24WE-13必“ 1 VOLLMER 美国 高碳钢 年 7 1991白银 ST6—13,” 1 7射线 镅24l 美国 铜 相当于ZR-33— 年 13,” 8 1993朝阳 ZR七3WF-18” 1 VOLLMER VBMl076E 美国 碳钢 年 9 1996太原 ZR-22B-52” 2 7射线 镅241 法国 不锈钢 年 1991沈阳 ST9一19” l 7射线 镅241 美国 铜 相当于7_R-23-19” 10 年 1l 1997张家港 STl2B?52” 2 7射线 镅241 美国 不锈钢 相当于ZR-22昏52” 年 2000鞍山 ZR-24— 1 VOLLMER VBMl063E 澳大利碳钢 二手设备 12 年 14” 亚 记15nnd#Sahrn 1984西安 1 VOLLMER 德国 合金 四辊轧机 13 年 x450ram 2(5(4(2脉冲测速仪 (利用脉冲测速仪可以准确地测量出单位时间轧机出口和入口带材的长度，根据质量流控制原理，由入口侧带材的厚度便可以计算出轧机出口侧带材的厚度。 (’ 脉冲测速仪的传感器测速轮每转动一周，可以发出2000个脉冲信号，再加上线路上的倍增插件板(4倍)，故每转一周可发出8000个脉冲信号。 脉冲测速仪装在入口、出口侧导向辊支架的传动侧。当其进行测量时，测量轮压在带材中间，导向辊为轮子提供下支撑点，以防带材划伤，同时测出人口和出口带材的长度，当不使用时整个装置抬起，并转向后部。因为设有断带保护，如果在轧制时发生断带，测速装置能迅速自动抬起。 测速轮在带材表面会发生打滑现象，也会磨损，但是测速仪系统有故障自检器，可以判 断有无打滑和磨损。测速轮在带材上的压力是可调的。 图2-91是一台脉冲测速仪结构及安装示意图。 测厚仪和脉冲测速仪是带材厚度控制系统的检测元件。厚度控制的计算是以测厚仪和测速仪测得的数据为基础的。厚度的自动控制装置在此基础上进行自动控制。 2(5(4(3 AGC计算机 AGC计算机带有存储器和各种选用件的输入偷出接口。计算机装在主操作台里。可以依据测厚仪和脉冲测速仪所测得的数据完成厚度控制计算。 一台ZR-33WF一18森吉米尔轧机装备的计算机参数如下: 类型:Motorola 68000处理器; 字长:32位(2进制); clock:8MHz; 总线:VME; 多处理器联用; AGC程序存储(每一台) 图2-91脉冲测速仪结构及安装示意图 AGC运算:EEPROM 188K(150?10叫s) AGC参数:EEPROM 4K(150?1019s) RAM 64K(150?10一。s);诊断程序 操作:与AGC通时 调节参数:在运行中可以改变; AGC计算机响应 中断延时:0(5?10咱s 中断运行时间:3(75?10-3s。 2(6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，由于带材的宽厚比很大，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LXL,L是衡量带材平直度的标志(见图2-92)。 平直度的定量表示方法主要有两种: (1)翘曲度A，其计算公式为: 图2-92带材在张应力作用下的伸长 n—带材沿宽度方向各点相对伸长率; 6一接触式板形仪的多段测量辊 式中h——浪形高度; L——浪行波长。 (2)相对延伸差e，其单位是i，其计算公式为: 式中S 波的弧长; L——波对应的直线长度。 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、1,4中浪、中浪、侧弯等。各种缺陷可以叠加。图2-93为平直度缺陷的类型及相对伸长率的分布。 ( 图2-93平直度缺陷的类型(n)及相对伸长率的分布lit(b)在轧制过程中由于有张力的存在，一般不能直接看出带材的平直度缺陷。但是由于带 材沿宽度方向变形的不均匀，各部位所受的张力就不相同。变形量大的部分，其轧出长度比变形量小的部分的轧出长度大，该部分所受张力就小;相反，变形量小的部分，所受张力就相对大。根据虎克定律有: 式中E——带材的弹性模量; ,k(~T——带材张应力的变化量。 由式2-35可知，张应力的变化量?8下反映出了相对伸长率的大小，即在带材上张应力的分布与平直度有关系，带材平直部分(e=0)受张力大，而有波浪的部分(e>0)受张力小。因此，测出实际张应力与平均张应力的偏差?升沿带材宽度方向的分布，所反映的就是带材的平直度。根据?曲的分布，可以通过轧机的径向、轴向辊形调整机构，调整带材宽度方向上的变形量，达到减小?艿T从而获得良好板形的目的。也就是说，控制轧机出口侧带材各部位张力均匀，就能保证带材的平直度。 带材横断面张力的分布可通过板形仪来进行检测。 森吉米尔轧机，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。 一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。由于森吉米尔轧机的刚度大，调整手段多，手工检测的方法在中小型的轧机上，基本能满足需要。比如武汉的几台ZR-22BS-42"~机，也并没有装备板形仪。 但是，大型轧机由于轧制的带材宽度大，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。 2(6(1板形测量仪 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张力的大小。将电磁信号处 图2-94多段式板形测量辊的结构 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。图2—94为德国西门子公司的BFI板形控制系统的多段式板形测量辊的结构示意图。 图2-95为测量辊的数据系集、传递和处理的原理图。 图2-95测量辊的数据系集、传递和处理的原理图 、( 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，会由于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。测量辊弯曲干扰如图2-96所示。 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测量辊，以及控制系统——西门子新BFI板形控制系统。 新型测量辊采用整体实心辊;利用晶体的压电效应测量压力;测量放大器中的电容可以自动适应测量的工作压力;采集的数据在测量辊中已被数字化，并以光信号的形式输送到板形控制计算机。 图2-96测量辊弯曲的干扰示意图 图2-97压电晶体传感器 压电晶体传感器如图2-97所示。它具有很多优点，因此在航空工业中，得到了广泛的(应用。 压电晶体传感器的优点主要有: (1)极高的绝对精度:0(01N; (2)极大的测量范围:0(01,90000N; (3)几乎无迟滞的压力测量; (4)工作温度范围大:一196,+250*(2; (5)极好的线性特征，典型值0(1,; (6)机械承受极限高至110000N; (7)弹性系数高:7(5N,t~m; (8)极小的磁滞:<0(5,; (9)对所有的测量范围噪声信号都不会被放大。 采用压电晶体传感器的测压辊，在2,10000N的工作范围内的精度几乎是一致的。在测量的最大值1,的压力时，其相对精度可达最大值的0(02,。 新型测量辊的构造及传感器的分布如图2-98所示。它是在一个整体实心圆柱上挖出一些小孔，在小孔中埋人压力传感器，并用螺栓固定，特制的螺栓对传感器施加预应力，使其处于线性范围之内。通过中心孔可将所有的传感器和在测压辊一端的放大器连接起来。 图2-98新型测量辊的构造及传感器的分布 传感器的盖子和测量辊体之间有10,30t~m的间隙。间隙的密封采用的是Viton-o环。这种结构能避免测量辊弯曲时对传感器产生干扰力。 由于整体测量辊的坚固性，可以将它同时作为转向辊使用。其直径可选在250,600mm之间。它的表面硬度及材料也可以自由选择，如使用橡胶或塑料。 通过合理地分布传感器的位置，可以使在不同的角度上的传感器共同使用一个放大器，因为，在不同角度上的传感器是在不同的时间进行工作的。 这样的结构有以下的优点: (1)并联至8个传感器; (2)可减少电子器件; (3)可减少信号传输器; (4)减少故障率; (5)减少维修量。 测量辊的数据采集、传送和处理原理如图2-99所示。假如测量辊上共有72个传感器，那么每6个组接在一个放大器上，因此只需要12个放大器。 。 图2-99新型测量辊的数据采集、传送和处理原理图 为了使测量的数据无干扰地从测量辊传送到板形控制计算机，先将测量信号放大，然后进行数据转换，并进行脉冲码的编码，这样数据以脉冲信号的形式通过红外线无接触地从转动的测量辊传递到固定的接受器上。数据被接收后，再进行解码，然后输送进计算机。 测量辊中电子仪器的供电及控制信号的传人，也是采用无接触的形式。放大器、编码器、机光信号输出作为一个整体固定在测量辊的一侧。 图2-100为测量辊的传感器及电子设备的示意图。 图2-100测量辊的传感器及电子设备的不意图 另一种新型高精度板形测量辊是德国VOLLMER公司的“新型VOLLMER板形测量辊VPMCR"。 板形测量辊是一个整体的辊子。辊子的壁厚在40,50ram之间，其直径根据各自导向辊尺寸而定。将板形测量辊辊身的长度分成若干个测量单元，每个单元按互成90*设4个传感器装置(见图2-101，新的VOLLMER板形测量辊横断面图)，相邻两个测量单元的传感器的位置，在90。内顺序错开一个角度，便于测量数据的采集、传送和处理。传感器的直径只有2mm粗细，设在辊子壁厚的小孔中，在辊子外边热装一个硬质合金外套。这样，传感器在 辊子的内部得到完美的保护;测量辊辊身也有一个平滑、封闭、耐磨的表面，甚至在最坏的条件下，带材表面也不会留下传感器的痕迹。在这种结构中，外套和每个独立的传送系统组成一个高灵敏度的、但又是坚固的压力传感器。 新的VOLLMER板形测量辊的纵断面示于图2-102。 板形测量辊的每个测量单元有4个传感器装置，这样辊子每转动一圈，每个单元带材板形测量4次，每次测量完成后，传感器要进行自动调零。测得的数据进行数字化处理，并从测量辊经过一个光一电遥测传送装置进入光缆，然后输送到计算机。VOLLMER板形测量辊的操作原理见图2—103。 图2-101新的VOLLMER板形测量辊横断面图 图2-102新的VOLLMER板形测量辊纵断面图 图2-103新的VOLLMER板形测量辊的操作原理图 新的VOLLMER板形测量辊在制造时进行最后的校准，以后一般不需要更多的校准。 2(6(2板形控制系统 一台包括板形仪、控制计算机和驱动器(AS-U-ROLL和轴向调节)的板形控制系统，如图2-104所示。 图2-104森吉米尔轧机板彤控制系统图 该板形控制系统为接触式闭环控制系统，由板形检测仪、控制装置和执行机构组成。 该系统的板形检测仪，为一多段组合式的测量辊。测量辊与带材直接接触来检测带材对每一段辊环的压力，并将所测各段辊环所受的压应力数据，以模拟量的形式输送到系统控制装置。 控制装置包括微处理计算机和图像显示装置。微处理装置根据测量辊送回来的测量数据及带材的工艺参数(带厚、带宽、带材张力等)，计算各测量段(辊环)的应力，并将其结果显示在终端显示器上。同时计算机通过计算选择校正板形的控制方法并发出相应的控制命令。 ， 森吉米尔轧机的板形自动控制系统的执行机构主要是:AS-U—ROLL径向辊形调整装置和第一中间辊轴向移动装置。执行机构根据控制命令调整辊形。 新的西门子BFI板形控制系统操作和工艺过程联系如图2-105所示。 其控制方法的核心是:准确地控制带材的张力达到所需要的分布;控制计算机将测量的带材的张力分布和轧制工艺所给定的带材张力的设定分布进行比较，通过辊形调整而修正它们的差距。 ’ 图2—105新型板形控制系统的操作和工艺过程联系图2(7轧机润滑一冷却系统 2(7(1轧机润滑一冷却系统的作用 轧机润滑一冷却系统有两种作用，即润滑作用和冷却作用。轧机润滑又包括轧机工艺润滑及支撑辊背衬轴承润滑两部分。 对于矿物油润滑一冷却系统，工艺润滑、背衬轴承润滑、带材及轧辊冷却是用一个系统完成的。而对于采用乳化液进行润滑一冷却的系统，只能完成轧制工艺润滑及带材、轧辊冷却，背衬轴承润滑是由一个独立的油雾润滑系统来完成的。 2(7(1(1 工艺润滑 首先，工艺润滑能保证减小轧制变形区接触表面的摩擦系数，从而降低轧制压力和轧制功率消耗，使轧件易于延伸。 其次，工艺润滑能防止带材粘在轧辊上，以减小轧辊的磨损，保证轧材表面的最佳粗糙度和清洁度。 附着在轧材表面上的油膜，能部分地保护轧材在卷取成卷时免受损坏。 2(7(1(2背衬轴承润滑 森吉米尔轧机的特点在于小工作辊上产生的轧制压力，通过一系列较大的支撑辊，最后通过背衬轴承将力传送到机架上。固此背衬轴承非常重要，直接影响轧机的操作和轴承的寿命。背衬轴承润滑有如下作用: (1)减小了轴承间连接元件的摩擦; (2)保护了高精度抛光的轴承表面不受损害; (3)可帮助轴承里的热量散失掉; (4)帮助阻止外来物侵入，通过冲洗，清除外来物。 2(7(1(3冷却 在轧制过程中，轧件发生塑性变形时，要产生大量的变形热;轧件与轧辊、轧辊与轧辊之 间的接触摩擦，也要产生巨大的摩擦热;背衬轴承的转动，要产生摩擦热。假如在无良好的冷却润滑的情况下，这些有害的热能将引起轧辊和带材温度迅速上升，使轧辊辊形变化、强度及表面硬度降低，不仅影响轧材质量(板形、厚差及表面粗糙度等)，而且有损坏轧辊及背衬轴承，造成断带的可能。这种情况特别在轧制极薄带时更容易发生。然而，森吉米尔轧机由于其结构的特点热交换受到很大限制，冷却比较困难，所以冷却的作用就显得尤为重要。冷却的好坏在很大程度上，决定了轧制速度的高低，采用循环系统供给工艺润滑一冷却剂，将轧制时产生的热量带走，以维持轧机的热平衡，对森吉米尔轧机至关重要。 2(7(2工艺润滑一冷却剂 2(7(2(1工艺润滑一冷却剂的基本要求 工艺润滑一冷却剂的基本要求如下: (1)良好的润滑性，即有适当的油性。在极大的轧制压力下，仍能形成边界油膜，以降低摩擦阻力和金属的变形抗力;减少轧辊的磨损，延长轧辊使用寿命;增加轧制压下量，减少轧制道次，节约能量消耗，提高生产力。 ? (2)良好的冷却能力，即能最大限度地吸收轧制过程中产生的热量，达到恒温轧制，以保证轧辊具有稳定的辊形，使带材厚度保持均匀。 (3)对轧辊和带材表面有良好的冲洗和清洁作用，以去除外界混入的杂质、污物，提高带材的表面质量。 (4)良好的理化稳定性。在轧制过程中，不与金属起化学反应，不影响金属的物理性能。 (5)退火性能好。现代冷轧带材生产，为了简化工艺、提高劳动生产率、降低成本，在需要中间退火及成品处理时，采用了不经脱脂清洗的直接退火的生产工艺。这就要求润滑一冷却剂，不因其残留在带材表面而发生热处理腐蚀现象(即在带材表面产生斑点或留下痕迹)。 (6)过滤性能好。二十辊轧机都采用高精度的过滤装置来最大限度地去除油中的杂质。此时，要避免油中的添加剂被吸附掉或过滤掉，以保持油品质量。 (7)抗氧化安定性好，使用寿命长。 (8)防锈性能好。对带材在工序间的短期存放，能起到良好的防锈作用。 (9)不含有损害人体建康的物质和带刺激性的气味。 (10)油源广泛，易于获得，成本低。 2(7(2(2工艺润滑一冷却剂的品种 轧钢工艺润滑一冷却剂可采用矿物油、动物油、植物油，也可以用油和水的混合剂，俗称乳化液。 对于二十辊轧机一般采用矿物油和乳化液，根据轧制工艺而定。 矿物油的润滑性能好，能降低轧制力，延长轧辊寿命，并且能获得良好的带材表面质量。但其冷却能力较差，成本较高。在中、小型轧机，或成品厚度很薄且对带材表面质量要求很高的大型轧机上使用。 乳化液具有良好的冷却能力。因为乳化液中的水分多，而水的热容较油的大2倍，导热系数较油的大4倍，蒸发潜热比油的大10倍，所以乳化液能在极短的时间内吸收大量的热，在大型、高速的轧机上采用较多。采用乳化液作工艺润滑一冷却剂时，二十辊轧机支撑辊背 衬轴承则采用油雾润滑，有自己独立的油雾润滑系统。 2(7(3工艺润滑一冷却系统 2(7(3(1矿物油系统 ’ 由于多辊轧机的结构和轧制工艺的特点，一般采用低黏度的矿物油。令人满意的黏度范围在38*(2时为50,100SSU(相当于14(6?10“,23(8?10山m2,S)。矿物油黏度低会造成钢带表面失去光泽，但是冷却效果好，容易清洗;矿物油黏度高对延长支撑辊背衬轴承 的寿命起着很大的作用。目前国内有几台二十辊森吉米尔轧机使用11?10啪,22?10啪 m2,S(50?时)的矿物油。轧制时使用的矿物油温度为38,40*(2。为了充分地冷却辊系和带材，轧制油的流量必须充足。油量的确定应根据带材的材质、宽度、轧制速度、变形量等因素来确定。这诸多因素最终反映到主电机容量上，可根据主电机容量来确定油流量，一般采用的油流量,电机功率的经验值为3L,(rain?kW)，或稍大一些。国内引进的几套森吉米尔二十辊轧机系统矿物油流量列于表2-3。 表2-3国内森吉米尔轧机矿物油表 原料 最大轧速 电机功率 油流量 油流量, 序号 轧机型号 轧制材料 最大断面 ,m~min 憎鼬 ,L?nlin 电机功率 ,ram~nlm —l —l ,L?(rain(kW) 一‘ 1 ZR-24-14” 低碳钢 3.5?350 350 220 800 3.64 不锈 2 钢、 1.5~4350 300 224 682 3.04 ZR-24-13~” 合金钢 3 ZR-33-18” 低碳钢 4?450 400 448 1514 3.38 4 ZR-22-52” 不锈钢 6?1320 600 2?1650 10000 3.03 工艺润滑采用矿物油，则背衬轴承润滑与工艺润滑采用相同的矿物油，并共用一个润滑一冷却系统。 一台ZR-33WF-18"轧机的工艺润滑一冷却系统示于图2-106。该系统的特点是采用多级过滤，以获得纯净润滑油，从而保证高质量的带材表面。 从轧机返回油箱的润滑油，首先经过一个磁过滤装置，将具有磁性的物质吸附在磁铁上。这点对于轧制低碳钢尤其重要，因为轧制的钢质很软，在轧制中脱落的带磁性的杂质很多，如果不将这些杂质去除，将很快把精过滤器堵塞。轧制不锈钢及合金材料，则不需要这一级的磁过滤器。 第二级过滤器为筒式全流量过滤器。经磁过滤器后的回油进入污油箱储存;过滤供油泵将污油送到3个筒式过滤器中过滤，3个过滤器不同时使用，互为备用和进行检修、更换滤芯;过滤后的净油经冷却器后进人净油箱。该筒式过滤器的精度为5t~m;过滤器进口和出口之间设有压差计，过滤器正常工作时，压差计上反映出的值较小，随着过滤时间的增长，过滤器上沉积的杂质逐渐增多，压差值逐渐增大，当压差值达到一规定值时，就需要更换已堵塞的过滤器的滤芯。冷却器为列管式冷却器(参见图2—62)，冷却器受污油箱油温控制，油温控制冷却水给水管流量调节阀开启度的大小，从而达到控制冷却器出口油温的目的。 图2-106 ZR-33WF-18”轧机工艺润滑一冷却系统图 ’ ? 第三级过滤器为硅藻土循环过滤。油泵从净油箱取油，经过硅藻土过滤器过滤后仍回到净油箱，油的精度提高到3,am;另外硅藻土过滤器可将油中变质的物质滤出。 ( 冷却剂输送泵从净油箱吸取经过以上三级过滤后的纯净润滑油，将其作为轧机工艺润滑、轧辊和带钢的冷却剂;作为轧辊背衬轴承的润滑，有一些还要再经过一级过滤。 第四级过滤为筒式过滤器。该过滤器的形式和精度同于第二级过滤器。在润滑油进人背衬轴承前，再经过一道过滤，是为了确保润滑油中杂质的颗粒度不大于5,ttrn，以保证轴承的精度和使用寿命。 系统的主油箱分为污油箱和净油箱两部分，分别设有油加热装置，油位指示计及控制设 备等。 图2-107为一台ZR-24-14"轧机的冷却系统。 图2-107 ZR。24—14”轧机工艺润滑一冷却系统图 。 该系统的结构与图2—106所示的ZR-33WF-18"轧机的冷却系统基本一致，差别仅在于采用过滤器的形式及冷却装置的位置。 该系统采用的是硅藻土过滤系统。系统包括一个硅藻土主过滤器、一个为主过滤器服务的主滤剂箱及一个二次过滤器。冷却油通过该系统后，即可达到高精度过滤的要求。 该系统的冷却器设置在该轧机供油的油路上，直接控制供油温度。 2(7(3(2乳化液系统 森吉米尔二十辊轧机，以及其他形式的二十辊轧机、多辊轧机，为了能迅速散热，高速轧制时—般都采用乳化液作为工艺润滑一冷却剂。这时支撑辊背衬轴承的润滑应当是采用油雾润滑的形式，不让乳化液进入背衬轴承。 乳化液多采用含油量小于10,的水包油型，一般含可溶性油5,二10,，水为95,,)0,。乳化液的使用温度为35,55?，视轧制不同产品而定。乳化液的流量,电机功率比旷物油的小，一般在2L,(rnin?kW)左右。 油雾润滑系统，由于8个支撑辊所处位置不同，工作环境不同，需要调节雾化油的压力。 一般将支撑辊分成H、A、B辊，C、D、E辊及F、G辊3组。F、G辊在液面以下，压力要大，为0(2,0(27MPa;而其他两组在液面以上，压力值为0(07,0(135 MPa。为了防止乳化液进入背衬轴承，雾化油系统要始终保持正压，即使在轧机停车后，也不能马上停止雾化油的供给。 一台ZR-22BS-42"型森吉米尔轧机的乳化液及油雾润滑装置系统示于图2-108。 图2-108乳化撒及佃r务凋滑装置杀貌例 乳化液系统经两级过滤。从轧机返回的污乳化液，首先经过磁力过滤器，将带有磁性的物质过滤掉，这对于轧制碳钢、硅钢很重要;经磁力过滤后的乳化液，流人污乳化液贮存箱，然后用泵将乳化液送到霍夫曼过滤器，进行第二级过滤，此时所用过滤器为真空式平床过滤器，过滤精度可达15p(m，滤后净乳化液流到净乳化液贮存箱。净乳化液用泵送至轧机使用，在输出管路中设有冷却器，控制轧机使用的乳化液的温度;系统中设有乳化液加热装置，采用泵循环加热。 ’ 油雾润滑系统中，除气动3大件(分水滤气器、减压阀或调压阀、油雾发生器)外，还设有空气加热器及油加热器，以恒定雾化油的温度。在雾化油进入支撑辊装配后，必须要经液化油装置——凝缩嘴，使油雾变成大的、湿润的油粒子，然后再投向轴承进行润滑。这里的凝缩嘴不是单独的部件，而是在支撑辊装置的轴上作出的凝缩孔，其效果同于凝缩嘴。通过凝缩孔后的油雾粒度约0(03mm(粗雾型)，适用于滚子轴承。 图2-109为背衬轴承油雾润滑装置图。 关于乳化液及油雾润滑系统，在实际使用中发生了根本的变化，即不用油雾润滑系统。 据资料介绍，日本广烟制铁所电磁钢板工厂的一台ZR-22-42"型森吉米尔轧机，轧制硅 图2-109背衬轴承油雾润滑装置图 1一鞍座;2一背衬轴承;3一凝缩孔，4一芯轴;5一轴孔 ( ‘ ‘?钢时轧制速度最高为434m,min，主轧机功率为2200kW，具有乳化液和油雾润滑两个系统。由于油雾润滑使用不正常，技术不过关，因此废弃不用，于是轴承也用乳化液润滑。 1974年我国从日本引进了两台与广烟厂类似的森吉米尔轧机轧制硅钢。轧机型号为 ZR-22BS-42”，主轧机功率为2?1100kW，最高轧制速度为450m,rain，工艺润滑和轧机冷却采用乳化液，背衬轴承润滑为油雾润滑。但是其结果与广烟厂相同，油雾润滑系统也不用了，全部使用乳化液。 20世纪90年代为了提高产量，我国从日本引进第三台森吉米尔轧机时，没有了油雾润滑系统。 从以上事实看，乳化液可以用作二十辊轧机的背衬轴承润滑。其效果能否达到油雾润滑的指标，尚未有定量的分析。 ， _l 2(7(4过滤器( 二十辊轧机工艺润滑一冷却系统的另一个特点是要求很高的过滤精度。一般矿物油的过滤精度要求达到5tma以下，乳化液要求达到15t~m以下。显然，采用一般机械传动稀油润滑系统的过滤元件在容量和精度两方面，都远远不能适应多辊轧机工艺润滑的要求，必须采用专门的过滤装置。这可以说是多辊轧机润滑系统的核心部分。只有过滤系统可靠地工作，才能保证润滑剂的洁净度，从而使轧制过程得以正常进行和获得高质量的带材。常用的过滤器有如下几种形式。， 2(7(4(1磁力过滤器 磁力过滤装置用于清除油或乳化液中的磁性末屑，而不受过滤精度的限制。图2—110为二个永磁冷却剂过滤器结构示意图。它由一个带驱动装置的永磁滚筒(转鼓)组成。冷却剂流经转鼓时，其中的磁性微粒即被转鼓所吸附，转鼓旋转到一定位置时，弹性压辊依靠旋转的转鼓外表面带动而转动，将收集到的金属末屑层中过量的冷却剂挤压出来，可调节的聚四氟乙烯刮刀刮去收集到的金属末屑，并进行收集。经转鼓处理后的冷却剂不带磁性末屑，顺流到污冷却剂箱中，或送到另一个过滤装置中进一步精滤。 另外，在污油箱的人口处，设置一定面积的永磁物体，当从轧机返回的污油从这些永磁物体上流过时，可以将磁性微粒吸住。定期人工清除永磁物体所吸附的磁性微粒。永磁物 图2-110永磁冷却剂过滤器结构示意图体可以在一定程度上起到磁性过滤器的作用。 2(7(4(2筒式全流量过滤器 筒式全流量过滤器的结构如图2—111所示。 图2-111筒式全流量过滤器的结构图 筒式全流量过滤器实质上是一个大流量的纸芯式过滤器，由缸体、滤芯、上盖、压紧弹簧、压力表等部件组成。 缸体分为上下两部分。上部为过滤器主体，滤芯就套在每一根竖立的方形导油立柱上。导油立柱为方形钢管，表面均匀布满小孑L，底部与下部相通。下部仅为一个空腔，从上部 导油立柱流下来的净油，在这里汇集后流回净油箱。上下两部分各设置有一个压力表，可以根据两块压力表的压差来判断过滤器的工作情况，决定是否更换滤芯。 滤芯呈圆筒状。筒身分内筒和外筒，用带均匀小孔的镀锌铁皮做成。筒底和筒盖呈圆 环形并翻边，也用镀锌铁皮制作，与内外筒配合成为滤芯的骨架，以增加强度。内外筒之间设有过滤介质纸芯。为了增加纸芯的过滤面积，纸芯作成折叠形。纸芯在内外筒之间不固定，但与内外筒配合的筒底和筒盖之间，用环氧树脂粘牢封死。纸芯为纸质的，或为化学纤维无纺布，加衬钢丝网。 上盖将缸体封闭，并通过压紧弹簧把滤芯上部密封。油只能从滤芯径向经纸芯流到滤芯内部。 纸芯式滤油器的特点是过滤精度高，可以达到3,5肛m，但是滤纸强度低，通油能力低，即流量小，为了达到增加流量的目的，必须增加过滤面积，即增加滤芯的数量。因此，森吉米尔轧机使用的筒式全流量过滤器，筒体内滤芯数量很多，根据其流量而定，分数层设置，每层布置若干个。 纸芯滤油器易堵塞，无法清洗，堵塞后可更换滤芯。筒式全流量过滤器常与硅藻土过滤器配合使用。 2(7(4(3硅藻土过滤器 硅藻土是一种多孔的白色粉状物质，其化学成分主要是Si02和A1203，以及少量的 CaO、mgo、?03等。将硅藻土原矿经过粗分、筛分、焙烧、保温、粉碎和旋风分级等工序后，即制成硅藻土粉，其粒度为0(005,0(1mm，相对密度为0(24,0(34。在显微镜下观察，硅藻土粉呈多孔状或蜂窝状结构，孔径为1,ttm左右。此外，硅藻土化学稳定性好，在油液中不起任何反应，而且来源丰富。它是一种理想的高精度的过滤介质。 根据结构形式和使用方法的不同，硅藻土过滤器可分为硅藻土滤芯过滤器和硅藻土预涂过滤器两种形式。 A硅藻土滤芯过滤器 ’ 硅藻土滤芯过滤器的结构如图2-112所示。 图2-112硅藻土滤芯过滤器结构图 硅藻土滤芯过滤器一般与筒式全流量过滤器配合使用，用于净油的循环过滤。其结构形式也与筒式全流量过滤器基本相同，由缸体、滤芯、上盖、弹簧、压力表等组成。不同的是 滤芯结构不同，一般只设一层，但这一层中布置的滤芯数量较多。 硅藻土滤芯也呈圆筒状，尺寸较全流量过滤器滤芯大。在筒身的两层带孔的镀锌铁皮之间，垫上无纺布，然后填满硅藻土粉。 过滤时，循环油泵从净油箱中吸油送到硅藻土过滤器缸体内，油从滤芯的外部向内渗透，通过硅藻土介质而得到过滤。过滤精度可达到3肛m。过滤后的油仍回到净油箱，循环过滤。循环过滤流量低于系统供油量的10,。 图2-113硅藻土预涂过滤器的原理图 B硅藻土预涂过滤器 图2-113为硅藻土预涂过滤器的原理图。 过滤器有多个滤芯，滤芯中部是一根多孔的管子，外面包有致密的尼龙丝网，管子上端焊接在滤缸的隔板上，并与上部相通。油只能通过尼龙丝网，才能进入滤芯中部，流到隔板以上。 工作时，将预先按一定比例配好的硅藻土油液，用助滤剂泵送到过滤器，硅藻土油液便通过尼龙丝网的空隙而进入滤芯中部，由于尼龙丝网网目较小，油液中只有细小的硅藻土颗粒能通过，较大的硅藻土颗粒则不能通过而附在管状尼龙丝网的表面，预涂过程如图2—113上图所示。但经过短期循环后，尼龙丝网上的硅藻土越积越多，致使较细的硅藻土颗粒也被阻隔在尼龙丝网表面，并逐渐形成一层厚度均匀的硅藻土层，即所谓的滤糕，这层滤糕可以阻止油液中的杂质通过滤芯，而起到高精度的过滤作用，过滤状态如图2-113下图所示。 预涂完成形成滤糕后，即可以投人油的过滤 工作。但是，硅藻土滤层在过滤过程中会逐渐堵塞，因此在过滤的同时，还必须要均匀地、连续不断地在已形成的滤糕表面覆盖新的硅藻土滤层(即配量过程)，以提供新的滤孔，保持要求的过滤精度和较高的过滤能力，延长使用周期。配量过程中硅藻土的加入量，应根据油液的污染程度而定。 鉴于预涂过滤的原理，其过滤系统包括主过滤器、助滤剂箱及二次过滤器等3部分主要设备，以及相配套的控制仪表、阀门、加热装置，冷却器等辅助设备。 硅藻土预涂过滤器的操作程序如下: 。 - (1)预涂过滤器(见图2-114a)。预涂的目的在于将带有硅藻土并搅拌均匀的轧制油通过过滤网，经一段时间循环后，使硅藻土附在滤网表面形成厚度均匀的一层滤糕。 助滤剂箱内设有搅拌器，箱外设有输送泵。首先用助滤剂输送泵，往过滤器充灌清洁的轧制油，同时也向助滤剂箱补充清洁的轧制油，待本系统充满后，停止向助滤剂箱内加油;然后往助滤剂箱加入硅藻土，并搅拌均匀;最后，往主过滤器输送带硅藻土的轧制油，进行预涂过滤。在经一段时间循环工作后，在过滤网表面形成厚度均匀的一层滤糕，在没有细小的硅藻土颗粒能通过时，预涂循环结束。 (2)过滤循环(见图2-114b>。污油被过滤泵从污油箱中吸出，从主过滤器下部进人，经滤糕层过滤后，再从过滤器上部返回净油箱。 图2-1 14硅藻土预涂过滤器使用过程示意图 口一预涂;6一过滤;c一排污(反冲洗) 在过滤的同时，还要均匀地、连续不断地向主过滤器输送一定量的硅藻土，以便在已形成的滤糕表面覆盖新的硅藻土层，以提供新的滤孑L，保持过滤能力，延长使用周期。 (3)反冲洗排污(见图2—114c)。随着过滤时间的延长，硅藻土层逐渐被堵塞而失去过滤能力，当过滤器前后压差增大到0(2,0(25MPa以上时，要从过滤器的顶部输入压缩空气，进行反向吹刷，将污物全部吹落到过滤器底部，然后排到二次过滤器进行处理，这时过滤 器可以重新预涂新的滤层。 (4)二次过滤(见图2-114c)。将反冲洗下来的大量废硅藻土及杂质污油，经过二次过滤器过滤后，返回污油箱。 二次过滤器可以采用真空式平床过滤器或其他形式的过滤器。 2(7(4(4静压式过滤器 一台采用静压式过滤器的森吉米尔二十辊轧机的冷却系统示于图2-115。 图2-115静压式过滤系统 1一轧机;2一污油箱;3一污油泵;4一过滤器;5一;次泵;6一热交换器;7一净油箱;8一供油泵; 9一污油排出泵;10一污垢油箱;11一回收过滤器;12一滤渣箱;13一溶剂箱;14、15一压力表; 16一油温调节器;17一流量计;18一压缩空气;19一溶剂;20一蒸汽 系统净油箱7中的净油，用供油泵8经流量计17送入轧机;轧机的回油流回污油箱2;污油经污油泵3打入静压式过滤器4中进行过滤;过滤出的净油经过热交换器6后再进入净油箱。如此循环供油。 污油泵的压力较小，刚好能将污油打入过滤器中;泵的流量略大于过滤量，多余的油可以自由返回污油箱。由于没有对过滤的油液另外施加压力，故称静压式。过滤是采用渗透性静压下沉过滤;另外在连续过滤中将在过滤元件表面自然形成一层滤膜，当滤膜逐渐加厚，直至它由于自重从过滤元件表面剥落到罐底时，新的滤膜又随之形成。所以过滤效果好，精 度高。 但是，油中带胶性的腐烂物质或其他附着性较强的物质，会使滤膜越来越致密而失去过滤能力。这时，则必须用压缩空气从过滤元件内部通人，按与过滤油流相反的方向，把附着在过滤元件表面的污垢吹掉(称为反吹)。进行反吹前，应将滤罐下面的阀门打开，使油液流回污油箱;然后，用0(2,0(3MPa的压缩空气从上到下依次对每层过滤元件吹3,4次。这种反吹操作，一般每天需进行一次。 反吹过程中，被吹落在过滤罐底部的滤渣和油污，用污油排出泵9排至污垢油箱10中，并经回收过滤器11浓缩，再送至可搬运的滤渣箱12中。经回收过滤的污油可再送至污油箱2中循环使用。 过滤器的长期使用，油中腐烂和附着物质的反复沉积，使过滤元件表面形成了实体，致使过滤能力大大下降，即使用压缩空气反吹，也不能使油泵3和二次泵5之间的压差降到正 常水平。这时便需要用溶剂箱13中的溶剂(一般为苯和煤油)，对过滤元件进行反冲洗，反复清洗过滤元件，直到上述压差降到正常为止。 滤芯是过滤器的过滤元件，过滤器中分层排列着许多滤芯。使用滤芯的数量与过滤器的流量成正比。 静压式过滤器的滤芯是用玻璃纤维缠绕、压紧制成的。玻璃纤维的间隙是10肚m，纤维本身直径为3,5肿。玻璃纤维具有一定的黏滞度，当油液被吸收后，形成毛细管便于过滤。由于是渗透性静压下沉过滤，即油在纤维间迂回曲折地通过，所以过滤效果较好，过滤精度高，可达1弘m。但效率较低，当需要的流量较大时，就需要增大油罐和滤芯数量。 2(7(4(5平床式纸质过滤器 平床式纸质过滤器国外称霍夫曼过滤器，常用于乳化液冷却系统中。它根据过滤过程中压差形成方式的不同，又分为重力式和真空式两种，但都以滤纸作过滤层，过滤精度可达15g(m。 A重力式平床过滤器 重力式平床过滤器的工作原理如图2—1 16所示。 图2-1 16重力式平床过滤器的工作原理图 。 过滤容器由固定的箱体和活动的上罩组成。上罩与两个汽缸连接，可垂直升降。上罩与箱体之间，夹有滤纸和支撑并输送滤纸的金属网带，把过滤容器分成上下两半，接缝处有橡 胶密封件，使乳化液不至渗漏到外界。乳化液经管道进入上罩喷出后，在滤纸上积存并保持一定的液位。乳化液在自身重力和喷射冲击作用下，通过滤纸而得到净化。进入箱内的清洁乳化液，汇集到系统中的乳化箱储存，以备送到轧机使用。 在正常情况下，上罩内的乳化液为了克服滤纸的阻力，而保持着一定的液位高度。但当滤纸使用一段时间，而乳化液通过能力降低时，则液位会随滤纸被污物堵塞程度的加重而逐渐升高。当达到一定限度时，系统将自动切断乳化液，并由汽缸将滤罩升起，过滤网带向右作水平移动，输入新滤纸，接着上罩下降闭合，开始下一次过滤周期。整个循环过程都是自动控制的。 B真空式平床过滤器真空式平床过滤器的结构原理如图2—117所示。 幽2q17真空式平床过滤器结构原理图 ‘ l一使用的过滤介质;2一污液进入接头;3一溢流口;4一真空发生器; 5一过滤介质传动装置;6一可选择的固体分离器和介质卷取机; 7一净液出口;8一真空室;9一过滤介质用完开关 真空式平床过滤器的基本结构与重力式的相似。其工作原理是采用将平床纸质过滤层下部密封空腔抽成真空的办法，增大滤纸上下两部分的压力差，以加强乳化液通过滤纸的能力。这种过滤器设置有专门的抽气机，滤纸及输送滤纸的金属网带是连续工作的。2(8油雾处理系统 带材在冷轧过程中，高速和大的塑性变形所产生的变形热，以及与轧辊之间的摩擦而产生的摩擦热，使带材的温度迅速提高，虽然向带材表面喷射了大量的冷却液，带材出轧机的温度仍然较高。用矿物油作冷却剂，其冷却性能较差，在轧机出口处带材温度仍能达到170,200?;用乳化液时，带材出口温度也有80,90?。 由于轧制后带材温度升高，带材表面带出的冷却剂蒸发而产生油烟雾。随着轧制速度的提高，油雾量明显地增多，特别是采用矿物油作冷却剂时，为了减少或消除油雾的污染，必须将产生的油雾进行收集处理。 一般ZR-24型及以上的大型轧机，在轧机两侧及卷取机的上方，都设有排烟罩来收集轧制时产生的油雾，不让油雾在工厂里随便飘落污染环境。 一台ZR-33WF-18"轧机的油雾收集处理装置示意图如图2-118所示。从图中可以看到。排烟罩、油雾收集装置及管道与轧机机组的相对位置和比例关系。轧制时产生的油雾，被轧机前后上方的排烟罩吸人，经管道送到油雾收集装置进行处理，然后用管道将净化后的空气送到厂房外，或者排到厂房内。 油雾收集装置实际上是一个三级过滤装置。第一级为可清洗的金属过滤器;第二级是固定在金属框架上的折叠形过滤器，可以去除30,,35,的烟尘，计重系数97,，能吸收99,的油雾;第三级是另一种固定在金属框架上的折叠形过滤器，可去除90,,95,的烟尘， 计重系数99(9,。这样，经三级过滤后可大大减少油烟和油雾。各级过滤器可在具有特殊密封的槽中滑动，以避免形成越过过滤器的油烟旁路。油烟收集装置结构见图2—119。 图2-1 18油雾收集处理装置图 图2-119油雾收集装置结构示意图2?9森吉米尔轧机的最新发展 森吉米尔轧机自20世纪30年代问世以来，一直在改善操作和维护、提高产品质量、实现自动化、减少停机时间以增加生产等方面，不断地发展并日臻完善。但是，始终未能改变‘整体机架的结构形式。 近年来，法国DMS(DUJ’ARDIN MONTBARD SOMENOR)公司与美国森吉米尔公司一起， 终于打破了森吉米尔轧机为整体机架的传统观念，推出了“分体式机架森吉米尔轧机”。 分体式机架，即将机架分为上下两部分。两部分在机架四角由4个液压缸紧密地合 上， 它能保留所有“零凸度”机架的特征和优点。如同整体机架一样，压下及凸度调整等机构也得以保留。机架可允许有130mm的开口度，以便轧机穿带及某些部件的装卸。 图2-120为分体式机架的三维视图(打开位置)。图2-121为一台分体式全自动森吉米尔轧机的正视图。 另外，除分体式机架外，森吉米尔轧机还实现了: (1)从开卷机到卷取机的自动穿带; (2)由机械手装卸工作辊; ’ (3)所有中间辊和支撑辊的机械装卸操作; (4)装料及套筒卸下的自动装置; (5)垫纸机自动上纸卷装置; 图2-120分体式机架的三维视图’ (打开位置) (6)机架正反两面的由液压缸驱动的第一中间辊位移横向推式控制。 图2-121分体式全自动森吉米尔轧机的正视图