1、新型二十辊轧机辊箱及其布置方式摘要：本文介绍一种新型二十辊轧机辊箱及其布置方式，用以解决原二十辊轧机采用的上轧线调整，AGC 液压缸下推上的结构导致上下辊箱变形量相差较大，使用凸度调整装置不易将其抵消的问题。 关键词：新型；二十辊轧机；辊箱；布置方式 中图分类号：TG334.16 文献标识码： A 引言 二十辊轧机是一种重要的金属板材加工设备。其主机 部分由机架、上下辊箱、辊系、轧线调整机构和液压 AGC 几部分组成。 图 1 现有国产二十辊轧机主机部分 现有国产二十辊轧机辊箱部分现有问题及分析 目前，现有国产的辊箱式二十辊轧机采用的上轧线调整，AGC 液压缸下置推上的结构。此结构会导致上下辊
2、箱变形量相差较大，使用凸度调整装置不易将其抵消。且长时间工作之后会影响到高精度轧制时的轧制精度。 通过 Ansys 软件进行有限元分析，我们测得在轧制力为 1000T 的工作状态下，下辊箱高度方向窗口侧边缘变形为 0.0724mm，另一侧边缘变形为 0.0325mm（见图 2） 。上辊箱高度方向窗口侧边缘变形为 0.038mm，另一侧边缘变形为 0.008mm（见图 3） 。 图 2 下辊箱分析位移结果 图 3 上辊箱分析位移结果 形成这些问题的原因，经我们分析发现： 下辊箱由液压 AGC 缸推上，压力承受面为 AGC 油缸头挤压的中间两个圆（见图 4） ，使整个辊箱形成一种中间支撑两边受力的
3、结构，容易产生变形。而上辊箱被轧线调整机构压下，压力承受面为轧线调整机构的楔块挤压的四个面（见图 5） ，使整个辊箱形成一种四点支撑的结构，不容易产生变形。 下辊箱由于工作需要，开了很多直径很大的泄油孔，且大多是通孔，容易使辊箱产生变形。而上辊箱不需要泄油孔，整体是实心的，不容易产生变形。 下辊箱在工作的时候除了要承受轧制力，还要承受上辊箱及整套辊系的重力，所以变形会比上辊箱要大。 图 4 下辊箱支撑位置 图 5 上辊箱受压位置 这样的变形对轧制出的板型会有影响，要想抵消这些变形就需要靠凸度调整装置。而由分析可以得出，下辊箱的变形比上辊箱要大很多，辊箱高度方向窗口侧边缘变形相差 0.0344m
4、m，高度方向另一侧边缘变形相差 0.0245mm。这样，就使通过凸度调整来抵消这些上下不平衡的变形变得比较困难。所以就要想办法尽可能减小上下辊箱的变形差。 新的辊箱布置方式及下辊箱改进 通过以上我们分析的上下辊箱出现变形差的原因发现，下辊箱需要开油孔和承受重力载荷这两个因素是无法消除的。所以只有将轧线调整装置和液压 AGC 装置位置互换（见图 6） 。将原先在机架窗口上沿，定位上辊箱的轧线调整机构，放到机架窗口下沿，改为支撑下辊箱；将原先在机架窗口下沿，向上推下辊箱的 AGC 液压缸，放到机架窗口上沿，改为向下压上辊箱，并取消下辊箱原先的槽，使下辊箱形成四点支撑结构，上辊箱形成中间支撑两边受力
5、结构。 图 6 新二十辊轧机主机部分 再次做有限元分析，得到下辊箱高度方向窗口侧边缘变形0.0422mm，另一侧边缘变形 0.0095mm。上辊箱高度方向窗口侧边缘变形0.061mm，另一侧边缘变形 0.025mm。上下辊箱高度方向窗口侧变形差0.0188mm，另一侧边缘变形 0.0155mm。仍然比较大，要想有效利用凸度调整装置控制变形差带来的影响。就需要将上下辊箱变形差控制在0.01mm 之内。 因此，我们将上辊箱改为鱼腹梁结构，分析得出，其辊箱高度方向窗口侧边缘变形 0.052mm，高度方向另一侧边缘变形 0.019mm（见图 7） 。上下辊箱高度方向窗口侧变形差 0.0098mm，高度
6、方向另一侧边缘变形0.0095mm。由于下辊箱要开泄油孔及承受重力等原因，这不到 0.01mm 的变形差是不可避免的，且这样小的变形差是比较容易用凸度调整装置抵消的，因此此新型二十辊轧机辊箱及其布置方式可以满足使用、生产要求。 图 7 实施情况及效果 在具有抵抗辊箱变形的新型二十辊轧机上，该结构辊箱经两年的使用，验证了该结构辊箱在轧制过程中，辊箱不易变形，另外辊系精度由机架保证，不受辊箱变形影响，将上下布置形式合理调整，是更加有利的。 该辊箱及布置方式所形成的变形，不施加于辊上，辊系的变形由机架来抵抗。 该辊箱及布置方式所产生的变形，可以很容易的利用凸度调整装置对辊系进行调节，用来抵消辊箱变形
7、，且该变形不叠加于辊系精度上。 现该型二十辊辊箱及布置方式已申请国家实用新型专利并以授权。 结束语 在这次对二十辊轧机辊箱的改造中，我们利用现代化手段对现有问题进行分析，对问题出现的原因得到科学的解释，并有针对性的一一解决。最终依然利用现代化手段对新的方案进行验证，得出满足需要的结果后再进行投产。 通过针对上述二十辊轧机辊箱的改造，我们提高了设备的轧制精度，降低了操作人员的操作难度，并提高了轧机在高精度轧制工况下的工作寿命，使我们的二十辊轧机产品具有更强的市场竞争力。 参考文献： 1 潘纯久，二十辊轧机及高精度冷轧带钢生产.北京： M冶金工业出版社，2003. 2 浦广益，ANSYS Workbench 12 基础教程与实例详解. 北京：M中国水利水电出版社，2010.
