1000mm立式矫直机辊系设计
第一章绪论
1.1课题背景
型钢直是型钢生产过程中非常重要的一环，是用来消除型钢经过轧钢机和快速冷却，型钢由于温度和变形的不均匀性，和运输的各种原因，导致轧制后钢通常有一些包和波片的缺陷以满足产品标准和用户要求。钢铁、中厚板矫直机作为一种重要的中厚钢板轧制生产的辅助设备，确定付款，交付的产品质量和高、低下来。特别是钢铁、板生产过程中用于控制轧制控制冷却技术(生产TMCP)后,以满足强劲的高强度钢和钢冷矫直后中板产品和高精度要求的用户，支付，板矫直技术不断提高的作用，从而促进了现代发展理论和矫直矫直技术[1 - 3]。
目前,品种规格和要求的精密压延制品具有较高的增加,促进了矫直机的矫直理论和结构的研究工作,不断的快速发展所以矫直机的结构形式繁多，矫直方式也全不相同[4]。
根据结构的基本形式和矫直机的工作原理可以分为平行辊压力矫直机、矫直机、斜辊矫直机，拉丝机，拉伸弯曲。钢铁、中厚板热矫直机采用平行辊的设计。许多平行结构可以辊矫直机，矫直机，辊数量5卷辊，辊直径20毫米至520毫米。矫直钢板和钢范围(5 - 6)。
1.2立式矫直机的介绍
立式矫直机对型钢、棒、管线材和型钢进行矫直处理的机械设备。通过辊式矫直机矫直机挤压钢平直度的变化。一般有两排矫直辊,数量。也有两辊矫直机,依靠两辊(中间凹,双曲线辊)的角度变化对不同材料与不同直径矫直模型。主要类型的压力矫直机、平衡滚矫直辊矫直机、斜矫直机、旋转弯曲矫直机。
1.3平行辊热矫直机的发展趋势
高性能钢的需要，板，对矫直机的性能要求越来越高，可以请求矫直简单和复杂钢、钢板缺陷。
需要矫直机具有多种调节手段，1：矫直辊可进行单独调整；2：可实现大变形及小变形的矫直方案；3：可以实现上排辊的集体倾动调节；4：可以实现液压压下及弯辊矫直方案；5：可以实现矫直辊的横向调节，用于矫直带有浪形的板材；6：矫直辊本身带有凸度，实现对板材有浪的矫直；7：矫直机带有支撑辊以
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提高矫直机其刚度，可矫直板材的屈服强度范围扩大[14]。
1.4典型型钢矫直机---900型钢矫直机的详细介绍
1.4.1 900矫直机的结构组成及基本参数
900七辊矫直机采用固定节距式辊系，整体设备尺寸为14.838m×7.085m×7.260m，重约269t。预应力框架，框架使用开放通过杆螺母固定连接。三辊式矫直机;放电4矫直辊，整个轴承安装在阀座和焊接框架，通过联合减速器和环球耦合实现集中传播。电控系统采用的是ABB PLC控制，具有调整实时存储的功能。工作站的人机界面交换可以显示和调整数量的工作辊和工作辊的轴向调整数量,因此可以更直观、快速、准确调整。矫直整体机构如下图所示。
图1.4.1矫直机结构图
1.4.2矫直机基本参数
表1.4.2矫直机基本参数（表一）
辊径×辊径/mm 辊数/个 矫直速度/m/s 压下调整速度/m/s 压下调整量/mm 轴向调节速度/mm/s 轴向调整量/mm 矫直后平直度/% 矫直长度/m
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900×890 7 V=0.2~3.2 V=1.15 S=-260~60 V=2.33 S=±30 ≤0.2 6~16 1000mm立式矫直机辊系设计
1.4.3矫直品种及规格
表1.4.3矫直品种及规格
品种 圆钢 角钢 工字钢 U型钢 轻轨 规格/mm Φ55~Φ120 10~12# 9~12# 18~40# 18~38# 最大规格/mm Φ120 200×200×24 12# 40U 38# 材质 45 Q460 20 MnK 25 MnK 50Q 1.4.4矫直机本体
（1）机架。机架是开式预应力机架，各部分的箱体均为铸焊机构。主要包括前、后横梁，前、后立柱，拉杆、底座六部分。前横梁在工作中不仅仅只受到承受着主要的预紧力，并且在矫直过程中受到的冲击力也是比较大的，容易发生变形。通过其有限元的加载受力分析，为了确保承载的能力，机架是采用高性能的材料制作的。前后横梁、立柱和底座采用预应力螺纹禁固连接，且预应力拉杆选用高强度的材料制作。
（2）上、下矫直辊。上、下校平辊是由高强度材料的大尺寸的球面滚子轴承承受轴向和径向载荷组合矫直的过程。分体轴承座侧面采用轴向定位机构。上矫直辊操作采用弹簧机构进行平衡和缓冲。
（3）轴向调整装置。该部分安装在机架的后部，通过蜗轮蜗杆机构对每一个矫直辊进行单独的调整。为了防止错误或电气故障坠毁的组件,在轴向调整系统增加了行程开关保护。通过自动控制系统的实现精确、辊式矫直机轴向调整数量,缩短调整时间。
(4)压下装置。为了方便维护和更换部件，传动系统，在中间部分之前和之后的不同，蜗轮和蜗杆传动系统两个固定梁。减速器采用双输出轴的压力之前和之后的蜗轮和蜗杆同步调整。该结构可以大大减少工作强度和检修时间，提高工作效率。操作机构侧向压力由两部分组成，压力系统和平衡系统，主要包括压力螺丝，螺母在压力下，平衡棒，等等，通过共同努力，实现工作辊的上下调整。矫直机的压力平衡机制，可以有效地消除螺丝和螺母之间的差距。传动侧传统涡轮内孔螺纹和螺纹的压力，螺杆在压力下圆周方向是固定的,通过线程压力调整函数，实现工作辊的调整。在传动侧压下螺丝的顶部安装有保护装置，压下系统的基本结构如下图所示
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图1.4.4压下机构示意图
（5）前立辊装置。该部分由两个立辊、立辊架、减速器和架体等组成。辊子由辊套、滚轴、轴承等组成，辊子为从动辊，采用锥形轴联结，便于拆卸和更换内部易损件。通过丝杆和螺母的调整原理,来调整滚子和左和右导向板之间的距离。
1.4.5联合减速机
减速器的减速机主要由制动机制两部分组成,箱体尺寸较大,拼合式结构,接下来的三个部分,它的外壳。通过减少形成机制与五轴同步输出,以驱动下工作的四个支柱矫直机辊旋转同时工作。润滑采用的是稀油循环润滑剂，增加了专用稀油润滑站；为保证各轴承都得到润滑，在箱体外部增加了润滑的管路，便于日常观察、维护和维修。
1.4.6传动装置
为了满足现场工艺布置的需要，该减速机和矫直之间采用十字轴式万向联轴器用来传递扭矩。为了满足800矫直机和900矫直机随时调换的矫直，中间可以采用可伸缩的连杆来实现前后的移动。由于联结杆规格比较大，质量也重，为了更好的减小联结杆在矫直时引起的振动，对其进行了改进添加了弹簧滚轮的缓冲支撑装置。
1.4.7横移装置
变化在型钢矫直品种，达到800矫直机和快速切换900矫直机，矫直机横向移动装置设计。将矫直机底座固定在横移底架上面，通过两组并列且平行的液压缸来牵引横移底座在三组并列T型滑道上实现整体平移。因为两个矫直机位于相
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同的生产线,从而增加了更换辊道，为了确保生产线的连续性。两个横向矫直机移动设备共享一组特殊的液压站，在工作中，首先将取代矫直机返回，然后把整个生产矫直机到适当的位置，如下图所示
图1.4.7横移装置
1.4.8 900矫直机的优点
（1)液压横向装置可以实现矫直机整体快速移动，但随着800矫直机和有效地利用现有的空间和原始的其他设备。
(2) 通过液压螺母，预应力，比较传统的蒸汽和电阻丝加载更快和更准确。 （3）前压下系统由传动装置被安装在横梁内部转变至两横梁中间区域内，这一巧妙的设计使检修变得更加的方便、快捷。
（4）前压下系统中独特的平衡结构，可以有效快速的消除压下螺丝与压下螺母之间的间隙，更便于日后的调整。
（5）液压捋辊装置具有快速便利的优点，可以有效的减少换滚所需要的时间。
（6）先进的电脑控制系统，更加方便工人进行调整，节省调整时间提高工作效率。
1.5本次设计的重要性
根据上面的介绍我们可以很轻易的得出型钢矫直机在型钢的生产中起着至关重要的作用，它用来解决型钢在轧制过程中的不平整的问题，比如边部波纹，中间的弯曲等问题。型钢的矫直是否合格直接影响到生产出来的型钢是否合格。
而在这一矫直工序中矫直辊起着至关重要的作用，它直接影响到产品的质量是否过关，矫直辊还直接影响到整个矫直机的机械性能，比如矫直速度、矫直质量、矫直的型钢大小等等。从这些重要性中开始本课题的研究。
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