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1、Comment x1: 和实际结合较少1森吉米尔轧机在结构性能1.1森吉米尔结构性能的特点1.1.1森吉米尔结构性能的特点(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。1.1.2森吉米尔冷轧机单机架可逆式布置森吉米尔冷轧机基本上是单机架可逆式布置，灵活性大
2、，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.3mm1270mm不锈钢，卷重 22t，轧制速度 600mmin。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
3、-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。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6676mm，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
4、 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
5、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。1.1.3 目前
6、森吉米尔轧机的发展水平(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 O002mm，其宽度为 120mm。日本轧制不锈钢，当宽度为 1220mm 时，最小厚度为 O127mm；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 1067mmin；美国、日本等国轧
7、制硅钢及不锈钢的 ZR21 型轧机轧制速度可达 800mmin。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 1.1 为一台五工位的 ZR-33WF-18 型森吉米尔冷轧机机列布置图。图 1.1 森吉米尔冷轧机机列布置图2 机架2.1 工作机座2.1.1 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
8、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 4000kNmm，Sundwig 四柱式二十辊冷轧机的刚度为 40005000 kNmm，而 Sendzimir 二十辊冷轧机的刚度则为 5000-6000kNmm。森吉米尔二十辊轧机结构如图 2.1 所示。图 2.1 森吉米尔轧机结构2.2 机架2.2.1 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
9、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。 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 2.2 机架横截面(上部)受力图图 2.2 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。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)
10、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。2.3 轧辊231 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。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
11、的 8 个支撑辊组上。图 2.3 机架辊系图之一图 2.4 机架辊系图之二图 2.4 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和鞍座安装在同一轴上。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，
12、并且位置非常准确。232 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。2.3.3 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。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
13、组的结构。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 2.5 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。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轮
14、回转。2.3.4 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 2.5)。图 2.5 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
15、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 2.6 所示。 图 2.6 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2.3.5 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 2.8 为轴向辊形调整机构示意图。 第一中间辊轴向调整提供了用最少的准备时间(轧制两
16、个宽度之间)，轧制不同宽度、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。图 2.8 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 2.9 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
