1、    新型鑄軋機壓下系統設計    許春園摘 要：本文綜合考慮目前鑄軋機壓下系統的優缺點，設計出一種新型的鑄軋機同步壓下系統。壓下系統采用電液雙壓下裝置，先雙側電機驅動粗調輥縫，再利用液壓伺服油缸進行同步精確調整，既能利用粗調實現快速壓下，又利用精調滿足控制精度的要求，實現了對鑄軋機輥縫的雙精度調節。此壓下系統用一個液壓缸同時轉動雙側的壓下螺母，實現同步微調輥縫。前后調節相對獨立、動作協調。壓下螺母采用主副雙螺母結構，在回調時能實現對螺紋回程間隙的補償，進一步提高輥縫調節的精度。通過分析比較，新型鑄軋機壓下系統具有雙精度調節、同步性好、操作方

2、便、設備制造成本低等優點，對提高雙輥鑄軋機的工作性能有一定的實際意義。關鍵詞：雙精度壓下;互無干涉;同步微調;主副螺母1 緒論雙輥薄帶連鑄技術是一種近終形的新型短流程薄帶鋼生產技術，具有巨大的技術和經濟潛力，被寄期望為薄板坯連鑄連軋技術后的下一代生產工藝。目前，雙輥薄帶連鑄在工業化生產中還有很多技術瓶頸有待突破，如鑄軋速度的穩定性、產品的表面質量、薄帶厚度的均勻性等。在鑄軋生產過程中，影響產品質量的參數很多。鑄軋力和輥縫調節是決定鑄軋過程能否穩定進行的兩個關鍵動態參數，其中鑄軋力的變化也是直接影響薄帶內部質量和表面質量的重要因素。控制鑄軋力和輥縫的精確程度，是導致薄帶厚度不均、漏鋼和鑄帶表面質

3、量差等問題的直接因素。本文針對上述生產實際問題，深入學習雙輥鑄軋關鍵技術，對現有的鑄輥輥縫壓下技術進行廣泛對比、細致研究，設計出一個鑄軋機同步壓下系統。本新型鑄軋機壓下系統，相比現有的鑄軋機壓下裝置的調整精度有很大提高，結構相對簡潔，對雙輥鑄軋技術的發展具有一定的理論指導意義和實用參考價值。2 傳統軋機壓下系統傳統的鑄軋機大多是利用機械彈簧來控制鑄軋力。在實際應用過程中，機械彈簧的彈簧系數是關系整個鑄軋過程能否穩定進行的重要因素。假如壓下裝置的機械彈簧系數小，在液體鋼水處能平衡鑄軋力，由于已經凝固的金屬對鑄軋輥有較大反作用力，會使鋼帶的截面形狀產生很大的誤差。相反，假如壓下裝置的機械彈簧系數較

4、大，彈簧對鑄軋力的變化反應遲鈍、滯后，這樣就會使鑄軋力控制不穩定，從而導致薄帶質量差甚至出現斷帶現象。西方國家的一些薄帶鑄軋機控制輥縫和鑄軋力多采用液壓伺服系統。液壓伺服系統操作特性良好，鑄軋生產運行穩定、工作可靠，但液壓伺服系統相比于機械彈簧系統結構復雜，且輥縫是通過左右兩個液壓缸分別壓下，相比機械系統液壓系統的同步性較差。目前普通軋機壓下系統多采用雙電動機帶動雙側壓下螺絲分別壓下。工作過程中，壓下螺母固定不動，壓下螺絲在外力矩作用下旋轉并產生軸向位移，與壓下螺絲固定在一起的軸承座也相應產生軸向位移，從而達到調節軋輥輥縫的目的。這種情況下，軋輥輥縫的調節量取決于壓下螺絲的導程，調整的幅度大小

5、不容易掌握，也不容易得到較高的調節精度。另一方面，左右兩個電動機帶動壓下螺絲單獨調整很難保證同步性，導致軋輥軸線傾斜給帶鋼的斷面形狀造成一定誤差。3 新型鑄軋機壓下系統的設計綜合考慮目前軋機壓下系統的優缺點，本文按照既能實現鑄軋輥快速壓下的目的，又能提高輥縫調節精度的要求，前期利用auto cad軟件設計出新型鑄軋機壓下系統總體布局方案，再用三維軟件畫出各零件實體模型，并進行虛擬裝配，檢驗干涉并修改，最終設計出了一種全新的鑄軋機壓下系統，該系統具有左右輥縫調節同步性好、操作方便、可實現雙精度調節、設備易于加工制造等優點。3.1 同步壓下系統的結構和原理新型同步壓下系統操作簡單方便、能實現雙精度

6、調節、機械結構緊湊，結構原理圖如圖1所示。輥縫調節的第一步是粗調，利用雙側同步電機驅動壓下完成，保證了同步性，并實現快速開啟輥縫。輥縫調節的第二步是精調，由一個液壓缸帶動雙側壓下螺絲實現左右同步精確調整，在輥微調縫和進行小輥縫開澆時主要用精調。粗調調節過程和原理：根據生產產品的規格和要求給輥縫設定一個初始數值，開啟電動機1，電動機利用蝸輪蝸桿2、3帶動壓下螺絲4轉動，此時液壓缸背壓，與活塞桿固定連接的齒條8在背壓作用下作用于扇形齒輪9，固定住壓下螺母6使其保持不動，實現壓下螺絲與壓下螺母的相對轉動。壓下螺絲產生軸向位移并推動軸承座10，實現輥縫快速調整，也就是粗調。精調調節過程和原理：當輥縫值

7、接近設定目標值時，關閉電動機，依靠蝸輪蝸桿的自鎖性，實現壓下螺絲的周向固定，啟動液壓缸7，液壓缸的活塞桿推動齒條，齒條帶動與之相嚙合的兩側扇形齒輪轉動，扇形齒輪帶動兩側壓下螺母同步轉動，實現微調輥縫，即精調。3.2 主要參數的選取及結構的實現3.2.1 主要參數的選取在新型鑄軋機壓下系統結構的設計計算中，參數的選擇首先要滿足工作強度需求，符合機械加工工藝要求，并考慮裝配空間和總體制造成本因素。新型壓下系統的主要零件及其參數：壓下螺絲：選用鋸齒形螺紋，螺距p=3，線數n=1，外徑d=52;蝸輪蝸桿：選用有自鎖性的單頭漸開線型蝸桿（zi）;蝸桿線數：z1=1;蝸輪齒數：z2=62;標準模數：m=m

8、x=mt=2.5mm。3.2.2 結構的實現粗壓下結構：電動機與蝸桿之間采用聯軸器聯接;蝸輪通過鍵與壓下螺絲聯接;壓下螺母安裝在機架上，與機架之間使用推力球軸承，實現螺母的軸向定位。精調結構：液壓缸直接固定在鑄軋機機架上，齒條與活塞桿固定連接在一起，齒條帶動的兩個扇形齒輪與兩側的壓下螺母采用鍵連接。3.3 關鍵技術（1）新型輥縫調節裝置粗調、精調時，前后動作沒有干涉、銜接協調。本文選用有自鎖性的蝸輪蝸桿傳動，又從結構上保證壓下螺母周向可轉、軸向固定，解決了粗、精調銜接問題，如圖2所示。（2）左右輥縫同步壓下。用一個液壓缸同時推動左右兩側齒條，帶動雙側的壓下螺絲同時轉動，實現輥縫的同步微調。（3

9、）壓下螺母選用主副雙螺母結構，在螺紋的往返運動中有效消除了螺紋的回程間隙，大大提高了調整輥縫的精度。主、副雙螺母和壓下螺絲的螺紋選用鋸齒形牙型。雙螺母中的主螺母發揮原有螺母的作用，副螺母的螺牙背面與壓下螺絲螺牙的背面緊貼，在螺紋的往復運動過程中始終確保副螺母與壓下螺絲螺牙接觸面之間無縫隙。在副螺母的支撐作用下，主螺母螺牙與壓下螺絲螺牙接觸面始終緊貼在一起，從而使壓下螺絲達到自平衡，有效消除壓下螺絲回松的缺陷，保證了輥縫調整的精度，從而提高薄板截面形狀精度。4 結論本文設計了一種新型的鑄軋機同步壓下系統，可有效克服現有技術存在的缺點，提高板厚精度。采用先雙側同步電機驅動粗壓下，再利用液壓伺服油缸

10、進行同步精確調整輥縫，雙精度調節輥縫，可快捷、準確地調節輥縫達到要求值。既滿足控制精度，又能快速壓下，以實現鑄軋機的穩定工作。用可以實現自鎖的蝸桿傳動，采用一個液壓缸推動齒條，同時轉動左右兩側的壓下螺母，實現同步微調輥縫，簡化了系統結構，降低了成本。參考文獻：1趙紅陽，胡林，李娜.雙輥薄帶鑄軋技術的進展及熱點問題評述j.鞍鋼技術，2007，（6）：15.2劉允平，薛培忠，吳衛平.雙輥薄帶坯連鑄機的設計特點j.上海鋼研，1996，（5）：2432.3曹光明，吳迪，張殿華，等.雙輥薄帶鋼鑄軋機在線監測及過程模型的建立j.冶金自動化，2007，31（3）：1518.4邸洪雙，鮑培瑋，苗雨川，王國棟，劉相華.雙輥鑄軋薄帶鋼實驗研究及工藝穩定性分析j.東北大學學報，2000，21（3）：274277.5張友明，杜潤生.型鋼精軋機壓下裝置微調機構的設計j.機械工程師，2004（10）：7072.6王燕，楊雙成.鋁帶可逆熱軋機電動壓下裝置的設計與計算j.有色金屬加工，2003，32（5）：4