多輥軋機(jī)冷軋技術(shù)概述

1多輻軋機(jī)冷軋技術(shù)概述冷軋鋼帶的軋制最初是在二輻、四輻軋機(jī)上進(jìn)行的。隨著科學(xué)技術(shù)和工業(yè)的發(fā)展，需要更薄的帶材，原有的四輻軋機(jī)已經(jīng)不能滿(mǎn)足這一要求，因?yàn)樗妮椳垯C(jī)的軋輻直徑比較大，軋制時(shí)軋輻本身產(chǎn)生的彈性壓扁值往往比所要軋制的帶材厚度還要大。軋輻的彈性壓扁，在單位壓力相同時(shí)，與軋輻直徑成正比。當(dāng)軋輻材質(zhì)一定時(shí)，要減小軋輻的彈性壓扁值，就必須縮小輻徑；而軋輻輻徑的減小，相應(yīng)又會(huì)出現(xiàn)軋輻剛度不夠的問(wèn)題。為了解決這一對(duì)矛盾，便出現(xiàn)了既具有小的軋輻直徑，同時(shí)又具有良好剛度的塔形支撐輥系的新型結(jié)構(gòu)軋機(jī)一一多輻軋機(jī)。最初出現(xiàn)的多輻軋機(jī)是六輻軋機(jī)，接著發(fā)展為十二輻軋機(jī)、二十輻軋機(jī)。圖1—1為六輻軋機(jī)、十二輻軋機(jī)、二十輻軋機(jī)的輥系配置示意圖。為了獲得厚度不大于0.001mm的極海帶，還出現(xiàn)了工作輥直徑為2mm的二十六輻軋機(jī)，工作輻直徑為1.5mm的三十二輻軋機(jī)和三十六輻軋機(jī)，其輻系配置示于圖1-2。在多輻軋機(jī)的發(fā)展過(guò)程中還出現(xiàn)過(guò)一些復(fù)合式多輻軋機(jī)，其輻系配置示于圖1-3。另外，還有諸如MKW（偏八輻）軋機(jī)、“Z〃（十八輻）軋機(jī)、CR（十二輻）軋機(jī)等形式的多輻軋機(jī)，其輻系配置示于圖1—4。在諸多的多輻軋機(jī)類(lèi)型中，以二十輻軋機(jī)發(fā)展得最為完善，使用得最多、最廣泛。二十輻軋機(jī)亦有多種形式。.MKW軋機(jī)和"Z”軋機(jī)的輥系可以轉(zhuǎn)換成四輻輻系，也可以將四輻軋機(jī)改造成MKW軋機(jī)和“Z〃軋機(jī)。圖1-1六輥、十二輥、二十輥軋機(jī)輥系配置圖a-六輥軋機(jī)；b-十二輥軋機(jī)；c-二十輥軋機(jī)圖1-2二十六輥、三十二輥、三十六輥軋機(jī)輥系配置圖a-二十六輥軋機(jī)；b-三十二輥軋機(jī)；c-三十六輥軋機(jī)

圖1-3復(fù)合式多輥軋機(jī)輥系配置圖a-八輥軋機(jī)；b-十二輥軋機(jī)；c-九輥軋機(jī)圖1-4偏八輥、“Z”、CR軋機(jī)輥系配置圖

a-MKW軋機(jī)（偏八輥軋機(jī)）；b-雙偏八輥軋機(jī)（十六輥軋機(jī)）；

c-“Z”軋機(jī)（十八輥軋機(jī)）；d-CR軋機(jī)（十二輥軋機(jī)）圖1-5三十輥軋機(jī)輥系配置圖20世紀(jì)80年代初我國(guó)自行研制成功了三十輻軋機(jī)。圖1—5為該軋機(jī)的輥系配置圖。軋機(jī)工作輻直徑2mm，背襯軸承直徑26mm，軋制金屬及合金，軋制成品最大寬度45mm,最小厚度O.001mm。現(xiàn)已軋出O.0008mmX40mm極薄鈦帶。1.1多輥軋機(jī)的用途多輥軋機(jī)的用途主要有以下三個(gè)方面：（1）軋制高強(qiáng)度的金屬和合金薄帶材。用四輥軋機(jī)冷軋高強(qiáng)度薄帶材，不但不經(jīng)濟(jì)，而且在許多情況下在技術(shù)上還不可能達(dá)到。比如，銘銀不銹鋼1Crl8Ni9Ti,在變形程度為80%時(shí)的拉伸強(qiáng)度達(dá)1840MPa,而碳的質(zhì)量分?jǐn)?shù)w（c）為0.08%的優(yōu)質(zhì)結(jié)構(gòu)鋼08F,在80%變形率時(shí)的強(qiáng)度極限僅為696MPa?？梢?jiàn)，在其他條件相同的情況下，軋制合金鋼的變形功要比軋制碳素鋼時(shí)大得多。為了減小變形抗力，可以采用中間退火（或淬火）、減小工作輥直徑或減小道次壓下量等辦法實(shí)現(xiàn)。顯然，采用中間退火（或淬火）及減小道次壓下量的方法是不經(jīng)濟(jì)的，并且不可能軋到很薄的成品厚度，而采用減小工作輥直徑的辦法，即采用多輥軋機(jī)則是合適的。（2）軋制極薄帶材。軋機(jī)的最小可軋制厚度受工作輥直徑的限制，往往軋輥的彈性壓扁值可以同帶材的厚度相比擬，當(dāng)工作輥本身的彈性壓扁值大于軋件厚度時(shí)，就妨礙其繼續(xù)壓下。軋輥的彈性壓扁，在單位壓力相同時(shí)，與軋輥直徑成正比。當(dāng)軋輥材質(zhì)一定時(shí)，要減小軋輥的彈性壓扁值，就必須減小輥徑。為了經(jīng)濟(jì)而可行地軋制薄帶和極薄帶材，必須采用直徑盡可能小的工作輥。在四輥軋機(jī)上采用小直徑工作輥不能保證它們?cè)谲堉品较蛏系姆€(wěn)定性和補(bǔ)償用小輥徑而降低的側(cè)向剛度。塔形輥系的多輥軋機(jī)很好地解決了使用小直徑工作輥的技術(shù)問(wèn)題。⑶軋制高精度帶材?，F(xiàn)代四輥軋機(jī)（包括VC,HC,UC,HCW,CVC,UPC,PC等軋輥為簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)的軋機(jī)），在控制帶材的厚度精度和平直度方面采取了各種有效措施，并取得了很大成績(jī)。20世紀(jì)60年代至70年代中期，由于液壓壓下厚度自動(dòng)控制（HAGC）技術(shù)的采用，帶材縱向厚度精度得到了明顯的提高。但是，由于現(xiàn)代四輻軋機(jī)的支撐輻輻子數(shù)量少，支撐輻支點(diǎn)間的距離大，因此產(chǎn)生撓度大。為了進(jìn)一步增大軋輻的剛度，四輻軋機(jī)支撐輻的長(zhǎng)度L與直徑D之比值已經(jīng)接近于1,甚至小于1。因此，帶材橫向厚度（或稱(chēng)橫截面）和平直度（或稱(chēng)板形）的控制很困難，并且不是隨意的（見(jiàn)圖1-6）。多輻軋機(jī)，特別是二十輻軋機(jī)，支撐輻數(shù)量多，軋制負(fù)荷通過(guò)輻系的許多支點(diǎn)傳給機(jī)架（部分鉗式軋機(jī)除外），因此，軋機(jī)輻系的剛度較大；支撐輥的長(zhǎng)度與心軸直徑比L/D軸達(dá)5.2?30,鋼帶橫向厚度可以用多點(diǎn)調(diào)節(jié)支撐輻心軸的曲線(xiàn)來(lái)控制，調(diào)節(jié)非常方便、可靠，從而軋制出橫向精度非常高的帶材。圖1-6二十輥軋機(jī)與四輥軋機(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)比較圖a-ZR-33WF-18〃二十輥軋機(jī)；b-①250mm/①600mmX550mm四輥軋機(jī)1.2多輻軋機(jī)的特點(diǎn)與一般冷軋機(jī)相比，多輻軋機(jī)具有許多優(yōu)點(diǎn)，其中主要有：(1)工作輻徑小。多輻軋機(jī)的最大特點(diǎn)之一就是采用小直徑的工作輻。軋機(jī)的輥?zhàn)訑?shù)越多，工作輻直徑可以越小，軋制帶材厚度就越薄。例如：十二輻軋機(jī)(ZR15型)的最小工作輻輥徑為12mm，可軋成品厚度O.01mm；二十輻軋機(jī)(WV20S—55型)的最小輻徑為5.5mm，可軋成品厚度O.0015mm；二十六輻、三十二輻及三十六輻軋機(jī)的工作輻直徑分別為2mm、1.5mm及1.5mm，能夠軋制O.001mm厚的帶材。輻徑與帶材厚度的關(guān)系可以用下式表示：(1-1)_0,28E為.r(K-a)(1-1)式中D 工作輻直徑，mm；E——軋輻彈性模量，Pa；hmin——帶材最小可軋厚度，mm；M——軋輻與帶材間的摩擦系數(shù)；K 1.15os，Pa；Os——材料的屈服強(qiáng)度，Pa；O——由帶材張力產(chǎn)生的應(yīng)力，Pa，并有：O=(Oo+O1)/2Oo 后張力，Pa；O1 前張力，Pa。由上式可以看出，軋制帶材的最小可軋厚度與軋輻直徑成正比。因此，可以用小直徑的、多輻軋機(jī)生產(chǎn)用四輻軋機(jī)無(wú)法軋出的極薄帶材。工作輥徑小，軋制壓力也小。軋制時(shí)，被軋帶材對(duì)軋輻的總軋制力P可用下式計(jì)算：TOC\o"1-5"\h\zP-Fp (1-2)式中P——平均單位壓力，Pa； ^F——接觸面積，mmN對(duì)于簡(jiǎn)單的軋制情況，當(dāng)工作輻直徑相同時(shí)，軋件對(duì)軋輻的接觸面積可用下式計(jì)算：F=BVRAh (1-3)式中，B 帶材寬度，mm；R 軋輻半徑，mm；△h 絕對(duì)壓下量，mm。從式1-3可以看出，接觸面積與軋輻半徑的平方根成正比。當(dāng)帶材寬度、壓下量相同時(shí)，輻徑越小接觸面積也越小。從式1-2、式1-3可以得出：軋輻直徑的減小導(dǎo)致變形區(qū)接觸面積減小，從而使軋制力減小。在軋制條件相同的情況下，二十輥軋機(jī)的軋制壓力約為四輻軋機(jī)的1/3?1/4。表1-1列出了在①215mm/①560mmX450mm四輻冷軋機(jī)及ZR-33WF-18”二十輥森吉米爾冷軋機(jī)上，將3.0mmX350mm的08F鋼卷軋到O.354mm厚的成品，在相同軋制條件下的軋制壓力和能耗比較(詳見(jiàn)附表1、附表2)。表1-l四輻軋機(jī)與二十輥森吉米爾軋機(jī)軋制力及能耗比較表道次123456789帶厚/mm2.251.801.451.17O.95O.76O.60O.47O.345壓下量/mm0.750.45O.35O.28O.22O.19O.160.10O.116壓下率/%25.O20.O19.4419.3118.8020.OO21.0521.6724.68總壓下率/%25.040.O51.6761.0068.3374.6780.OO84.3388.20入口張力/kN5.138.655.654.754.253.849.645.341.9、出口張力/kN38.655.655.654.754.253.849.645.341.3軋制速度/m?s-11.502.052.102.302.903.303.603.803.80軋制力/kN四輥173816591660163015211442138512971276二十輥581522502481435405380337312主電機(jī)功率/kW四輥187209224217227230223201188二十輥200210222215222223216186166軋制壓力的減小，會(huì)減小軋輻撓曲變形；相應(yīng)地也會(huì)減小軋輥與帶材間的摩擦發(fā)熱和軋輥的磨損。工作輥徑小，軋制變形區(qū)長(zhǎng)度小，在給定的軋制壓力下可增大壓下率，在具有較大帶材張力的情況下，可獲得大的道次壓下率(達(dá)60%),總的壓下率可達(dá)90%以上；工作輥徑小，工作輻彈性壓扁小，允許無(wú)中間退火或淬火，可以較少的軋制道次軋制難變形金屬及合金薄帶材。工作輥徑小，變形區(qū)小，摩擦阻力小，帶材的寬展也隨之減小，這樣會(huì)減少某些帶材裂邊趨勢(shì)。(2)塔形輻系。.塔形輻系是多輻軋機(jī)結(jié)構(gòu)的另一大特點(diǎn)。塔形輻系使軋制壓力呈扇形傳遞給外層支撐輥。塔形輥?zhàn)訉訑?shù)越多，即輥?zhàn)訑?shù)越多，外層支撐輥承受的軋制壓力就會(huì)越小，軋輥的撓曲變形量就越小。塔形輻系結(jié)構(gòu)能夠很好地保證小直徑工作輥在垂直平面和水平面內(nèi)具有較大的剛度和穩(wěn)定性，從而保證軋制的穩(wěn)定性，減小軋輻撓曲變形量。(3)多支點(diǎn)梁支撐輥結(jié)構(gòu)。一般冷軋機(jī)僅通過(guò)簡(jiǎn)支梁結(jié)構(gòu)的支撐輻輥頸將軋制力傳遞給軋機(jī)機(jī)架的兩片牌坊；而大多數(shù)的多輻軋機(jī)，是將軋制力經(jīng)多支點(diǎn)支撐梁結(jié)構(gòu)的外層支撐輻通過(guò)鞍座均勻地傳遞給機(jī)架。由于工作輻較小，因而產(chǎn)生的軋制壓力也較小；較小的軋制壓力，經(jīng)塔形輻系將其呈扇形分散到外層支撐輻，再通過(guò)鞍座均勻地傳給牢固的機(jī)架。因此，軋機(jī)剛度較大，軋輻撓曲變形較小，加上多輻軋機(jī)具有的特殊的徑向及軸向輻型調(diào)節(jié)系統(tǒng)，從而可以軋制高精度的成品帶材。(4)軋機(jī)體積小、質(zhì)量輕。多輻軋機(jī)體積小、質(zhì)量輕。與四輻軋機(jī)相比，二十輻軋機(jī)的質(zhì)量大致為前者的1/3,設(shè)備總質(zhì)量約為前者的一半。因此，多輻軋機(jī)可減少車(chē)間生產(chǎn)面積，降低車(chē)間高度，減小天車(chē)起重噸位，減小磨床及其他輔助設(shè)備的噸位，從而減少基建投資；另外，工作輥徑小，更換十分方便，可以減少輔助時(shí)間，提高生產(chǎn)率；工作輻有效利用率高，并在經(jīng)濟(jì)上有理由采用硬質(zhì)合金工作輻，生產(chǎn)成本降低。例如:ZR-33WF-18〃森吉米爾二十輻軋機(jī)，工作輻輥徑使用范圍為①47.96?①29.18mm,有效利用率達(dá)63%。正是由于多輻軋機(jī)的上述特點(diǎn)，也隨之帶來(lái)設(shè)備制造、安裝調(diào)整的復(fù)雜性；輻系的冷卻比較困難，限制了軋制速度的提高。目前二十輻軋機(jī)的設(shè)計(jì)最高軋制速度為 1067m/min(1959年WF公司ZR21-44”軋機(jī)，軋制馬口鐵)；生產(chǎn)中出現(xiàn)斷帶時(shí)，機(jī)內(nèi)帶頭不容易清除；在軋制過(guò)程中，支撐輥軸承的摩擦功率損耗、軋輻滾動(dòng)功率損耗和由于接觸輻子數(shù)多引起的空程功率損耗，特別是在軋制極薄帶材時(shí)，這些無(wú)用的有害功率損耗大，致使軋制總功率消耗與四輻軋機(jī)比較相差不多。1.3多輻軋機(jī)的發(fā)展概況多輻軋機(jī)以其工作輻直徑小、軋機(jī)剛度大的特點(diǎn)而得到不斷發(fā)展和完善。最初出現(xiàn)的多輻軋機(jī)為六輻軋機(jī)。但是，由于軋輥數(shù)量少，工作輻作為傳動(dòng)輻，并且在結(jié)構(gòu)上受到兩個(gè)支撐輻間隙的限制，工作輻輥徑的減小受到限制，因而使用較少。此后，在六輻軋機(jī)的基礎(chǔ)上產(chǎn)生了十二輻、二十輻、三十輻、三十二輻、三十六輻等多輻軋機(jī)。為了減小六輻軋機(jī)工作輻直徑，并增大輻系剛度，在六輻軋機(jī)支撐輻外安裝6個(gè)支撐輻，便得到了十二輻軋機(jī)；進(jìn)而在十二輥軋機(jī)支撐輻外安裝8個(gè)支撐輻，便得到了二十輻軋機(jī)；在二十輻軋機(jī)的基礎(chǔ)上增加10個(gè)支撐輻，可以得到三十輻軋機(jī)。十二輻、二十輻軋機(jī)有多種結(jié)構(gòu)形式。1.3.1羅恩型鉗式多輻軋機(jī)1930年，羅恩（W.Rohn）領(lǐng)到第一臺(tái)多輻軋機(jī)的專(zhuān)利特許證。該軋機(jī)為塔形輻系鉗式十二輻軋機(jī)（見(jiàn)圖1-7）。工作輥無(wú)輻頸，中間輥為傳動(dòng)輻，支撐輥輥頸上裝有滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承。工作輻自由地支撐在兩個(gè)中間輥上，而中間輥又自由地支撐在三個(gè)支撐輥上。該軋機(jī)的結(jié)構(gòu)能夠消除工作輻在軋制方向的彎曲，在橫向剛度較高的條件下允許采用直徑較小的工作輻。輥系置于兩橫梁間，橫梁可各自獨(dú)立地相對(duì)于公共軸線(xiàn)轉(zhuǎn)動(dòng)，故允許采用不同直徑的工作輻。后來(lái)，羅恩的專(zhuān)利被森德威（Sundwig）公司購(gòu)買(mǎi)并加以完善。為了減小十二輻軋機(jī)工作輻直徑，并同時(shí)提高軋機(jī)的剛度，在十二輻軋機(jī)6個(gè)支撐輻外又安裝了8個(gè)支撐輻，便得到U了二十輻軋機(jī)。森德威鉗式十二輻、二十輥軋機(jī)機(jī)架牌坊，是由上下兩部分用鉸鏈連接而成的。每一部分是兩個(gè)由螺栓連接的顎板；牌坊上加工成孔以安裝帶輥頸的整體支撐輻；鉸鏈對(duì)面的上顎板上，安裝了調(diào)節(jié)輥縫的電動(dòng)壓下裝置（見(jiàn)圖1-8）o輥頸上裝有滑動(dòng)軸承或滾動(dòng)軸承，最外層的支撐輻是傳動(dòng)輻，即十二輻軋機(jī)為6個(gè)傳動(dòng)支撐輻，二十輻軋機(jī)為8個(gè)傳動(dòng)支撐輻。羅恩型（森德威鉗式）十二輻、二十輻軋機(jī)的主要性能列于表1—2。1958年以來(lái)銷(xiāo)售的鉗式二十輻、十二輻軋機(jī)目錄見(jiàn)附表3、附表4。圖1—7羅恩型多輥軋機(jī)機(jī)架示意圖

圖1—8森德威十二輥、二十輥鉗式軋機(jī)機(jī)架示意圖表1-2羅恩型十二輥、二十輥軋機(jī)主要性能（森德威鉗式）軋機(jī)型號(hào)工作輥直徑/mm支撐輻直徑/mm帶材最大寬度/mm輥身長(zhǎng)度/mm帶材厚度/mm張力/kN軋制速度/m?s-1最小正常最大最窄最寬坯料成品WVl2R-150253315080/125180/2252.00.01-0.031.2-602.5WVl2R-1853242185120/160220/2602.50.012-0.041.2-502.5WV20R-727.5117280/1100.250.0015-0.0060.01-2.51.OWV20R-100101510070/100120/1501.O0.003-0.0100.06-2.51.OWV20R-1651925165100/140210/2502.00.005-0.0200.65-403.3WV20R-2152735215170/220270/3202.50.008-0.0350.70-503.3WV20R-2503242250210/260330/3802.50.01-0.051.5-1005.0WV20R-3003648300260/310410/4603.00.012-0.061.2-803.3這種鉗式結(jié)構(gòu)的十二輻、二十輻軋機(jī)不能軋制較寬的帶材，因?yàn)樵摲N形式的軋機(jī)沒(méi)有多支點(diǎn)梁支撐輥結(jié)構(gòu)，而帶輥頸的整體支撐輥剛度較差。20世紀(jì)80年代后這種軋機(jī)幾乎就不再制造了。1.3.2森吉米爾型多輻軋機(jī)1932年，波蘭工程師森吉米爾（Sendzimir）發(fā)明了軋機(jī)機(jī)架為整體結(jié)構(gòu)的多輻冷軋機(jī)。第二次世界大戰(zhàn)期間，森吉米爾先生輾轉(zhuǎn)來(lái)到美國(guó)，1939年在美國(guó)申請(qǐng)了該軋機(jī)的專(zhuān)利權(quán)，并成立了森吉米爾公司。軋機(jī)由康涅狄格州沃特伯里?法雷爾公司（WaterburyFarrel,conn,以下簡(jiǎn)稱(chēng)WF公司）獨(dú)家制造。1940年制造出了第一臺(tái)十二輥軋機(jī)，型號(hào)為ZR9-19〃；1945年制造出了第一臺(tái)二十輻軋機(jī)，型號(hào)為ZR24-191/2。以后還設(shè)計(jì)、制造過(guò)少量森吉米爾型六輻冷軋機(jī)。至1958年專(zhuān)利到期前，由森吉米爾公司設(shè)計(jì)、WF公司制造，共生產(chǎn)了各種型號(hào)的森吉米爾軋機(jī)91臺(tái)，其中二十輻軋機(jī)58臺(tái)。從1958年開(kāi)始，森吉米爾先生到海外求發(fā)展，與日本、法國(guó)、德國(guó)等國(guó)家合作生產(chǎn)森吉米爾冷軋機(jī)?，F(xiàn)在世界上有六輻、十二輻、二十輥森吉米爾軋機(jī)450余臺(tái)，其中WF公司生產(chǎn)的為199臺(tái)，占森吉米爾軋機(jī)總數(shù)大約44%。森吉米爾軋機(jī)的主要規(guī)格型號(hào)列于表1-3。WF公司制造及銷(xiāo)售出的森吉米爾二十輻、十二輻及六輻軋機(jī)目錄見(jiàn)附表5、附表6及附表-7；日本森吉米爾公司、法國(guó)DMS公司、德國(guó)Demag公司以及美國(guó)的I2S公司制造銷(xiāo)售的二緗軋機(jī)目錄見(jiàn)附表8、附表9、附表10及附表11,十二輥軋機(jī)目錄見(jiàn)附表12,六輻軋機(jī)目錄見(jiàn)附表13。

表1-3WF公司生產(chǎn)的森吉米爾軋機(jī)主要規(guī)格型號(hào)機(jī)型型號(hào)工作輥名義直徑/mm支撐輻軸承直徑/mm工作輥長(zhǎng)度/mm軋制最大寬度/mm窄機(jī)型寬機(jī)型窄機(jī)型寬機(jī)型1—2—3—4型二十輯ZR-326.3547.63142.88219.08107.95184.15ZR-3410.1676.20228.60419.10190.50318.OOZR-2421.44119.99292.10571.50215.90495.30ZR-3328.58160.00292.101073.15219.08996.95ZR-2340.08224.99558.801473.20482.601397.00ZR-23M61.47228.99558.801498.60482.601422.40ZR-2253.98300.OO749.303136.90660.403048.00ZR-22B63.50300.00749.303136.90660.403048.00ZR-2188.90406.40965.205435.60838.205308.601—2—3型十二輻ZR-1511.9474.50266.70215.90ZR-1620.32119.99266.70504.83215.90457.20ZR-1946.02224.99533.401270.00482.601219.201—2型六輯ZS-06215.90300.00736.601524.00482.601270.0075-07279.40406.401143.003962.40685.803048.00圖1—9森吉米爾二十輥軋機(jī)圖1—9是一臺(tái)森吉米爾二十輥軋機(jī)裝配的照片。森吉米爾軋機(jī)機(jī)架為一整體鑄件（見(jiàn)圖1—10。對(duì)于小規(guī)格軋機(jī)，機(jī)架用鍛鋼制造；對(duì)于大型軋機(jī)，機(jī)架用特殊鑄鋼制造。機(jī)架的底部和頂部采用等強(qiáng)度梁的形式。軋輥配置的特點(diǎn)是：塔形輻系的每一個(gè)輥?zhàn)佣寄茏杂傻?、輥身兩端無(wú)支撐地落在后邊的兩個(gè)輥?zhàn)由?。軋制力由工作輻通過(guò)第一、第二中間輻傳遞給支撐輻。

支撐輻由一套具有加厚外環(huán)的圓柱滾子軸承1、鞍座2和心軸3組成（見(jiàn)圖1—11）,鞍座固定在機(jī)架的梅花形鏜孔內(nèi)，心軸3將軸承1和鞍座2連接起來(lái)。支撐輥的軸承受第二中間輻的載荷，并通過(guò)心軸和鞍座將載荷傳遞給機(jī)架。圖1-10森吉米爾二十輥軋機(jī)機(jī)架圖1-軋輥安裝位置；2-帶鋼出人口圖1-11森吉米爾軋機(jī)支撐輥結(jié)構(gòu) 。 ‘1-具有加厚外環(huán)的圓柱滾子軸承；2-鞍座；3-心軸；4-壓下齒輪工作輥通過(guò)6個(gè)第二中間輥中4個(gè)邊部傳動(dòng)輥的摩擦而旋轉(zhuǎn)。傳動(dòng)的4個(gè)第二中間輥由萬(wàn)向接軸傳動(dòng)，該接軸能在高速狀態(tài)下傳遞大扭矩。為了調(diào)節(jié)和控制工作輻輻縫和軋制壓力，支撐輻設(shè)有相對(duì)于機(jī)架鏜孔中心線(xiàn)的偏心調(diào)整裝置。調(diào)整輻縫和軋制力是通過(guò)上部中間兩個(gè)支撐輥的偏心裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的；軋制線(xiàn)的調(diào)整則是通過(guò)調(diào)整下部中間兩個(gè)支撐輥的偏心裝置來(lái)實(shí)現(xiàn)的，以保證軋制線(xiàn)不變；軋輻經(jīng)重磨后輻徑減小，軋輻輻徑的補(bǔ)償通過(guò)邊部4個(gè)支撐輥的偏心裝置來(lái)完成。上部及下部中間支撐輥通過(guò)固定在軸端的扇形齒輪或齒輪，在齒條作用下旋轉(zhuǎn)。齒條與液壓缸活塞桿連接，液壓缸分別裝在機(jī)架的上部、下部。液壓缸由液壓伺服機(jī)構(gòu)控制，調(diào)節(jié)輻縫值，并使其在軋制過(guò)程中保持恒定。邊部支撐輻具有成對(duì)的相對(duì)于垂直中心線(xiàn)對(duì)稱(chēng)布置的傳動(dòng)裝置，該裝置由減速機(jī)通過(guò)蝸輪副或齒輪副傳動(dòng)。1.3.3森德威四柱式二十輻軋機(jī)四柱式二十輻軋機(jī)是由羅恩型鉗式軋機(jī)發(fā)展而來(lái)的。軋機(jī)的機(jī)架也由上下兩部分組成，屬于開(kāi)口機(jī)架，見(jiàn)圖1—12。四柱式二十輻軋機(jī)有1個(gè)固定的下機(jī)架，在下機(jī)架的4個(gè)角上各有1根導(dǎo)柱?？梢曰顒?dòng)的上機(jī)架沿著下機(jī)架上的4根導(dǎo)柱準(zhǔn)確地上、下移動(dòng)，并由4個(gè)液壓缸來(lái)調(diào)整輻縫和軋制力。

圖1-12森德威四柱式二十輥軋機(jī)親意圖四柱式二十輻軋機(jī)對(duì)羅恩型鉗式軋機(jī)的另一重大改進(jìn)是:最外層支撐輥也采用了多支點(diǎn)梁，使輻系的剛度與森吉米爾軋機(jī)相近，可以軋制寬的帶材，目前已達(dá)到1350mm。森德威四柱式二十輻軋機(jī)自I960年問(wèn)世至1995年共制造了74臺(tái)，原有軋機(jī)現(xiàn)代化改造7臺(tái)，詳見(jiàn)附表15。森德威四柱式二十輻軋機(jī)的主要性能列于表1-4。表1-4森德威四柱式二十輥軋機(jī)主要性能軋機(jī)型號(hào)工作輥直徑/mm支撐輻直徑/mm帶材最大寬度/mm輥身長(zhǎng)度/mm帶材厚度/mm張力/kN軋制速度/m,s-1最小正常最大最窄最寬坯料成品WV20S-555.581155110/150150/175O.2O.0015-O.005O.05-2.51.OWV20S-808.5131680155/190220/260O.5O.003-O.009O.12-81.OWV20S-110131825110210/,260350/4101.OO.006-O.015O.15-102.OWV20Srl6A232755165310/370600/6401.OO.015-O.0301.O-703.3WV20S-165B364280165270/320670/7202.52.0O.025-0.061-605.OWV20S-220323680220385/440950/10153.OO.03-O.071-703.3WV20S-260354290260490/5601175/12453.OO.04-O.081.5-lOO4.OWV20S-3004250100300730/8201600/16908.OO.06-O.127.5-2804.3WV20S-4066575150406920/10402200/2350O.08-O.158-5007.5四柱式軋機(jī)塔形輻系的每一個(gè)工作輻、中間輻都自由地落在后邊的兩個(gè)輥?zhàn)由希屋椵S承承受第二中間輻傳遞的載荷，并通過(guò)支撐輻軸和鞍座將載荷傳遞給上、下機(jī)架。輻系中，第二中間輥的4個(gè)邊部輻為傳動(dòng)輻，其余輻子均為自由輻，靠輥?zhàn)娱g的摩擦而旋轉(zhuǎn)。軋機(jī)壓下控制，依靠機(jī)架4根立柱上的4個(gè)液壓缸控制活動(dòng)的上機(jī)架在導(dǎo)柱上準(zhǔn)確地上下移動(dòng)來(lái)完成。軋制線(xiàn)的調(diào)整，通過(guò)調(diào)整下機(jī)架4個(gè)支撐輥下面的軋制線(xiàn)調(diào)整楔塊，使整套軋輥的幾何尺寸能夠適應(yīng)改變了的軋輻直徑，以保持軋制線(xiàn)不變。軸向調(diào)整輻子一端帶有錐度的第一中間輥及非傳動(dòng)的兩根第二中間輻，可以得到合適的輥縫形狀；利用外側(cè)4個(gè)支撐輥支撐鞍座后面的楔塊來(lái)調(diào)整鞍座的位置，可以使軋輻彎曲，得到合適的輥形。正是由于四柱式軋機(jī)是開(kāi)口機(jī)架，上機(jī)架可能相對(duì)于下機(jī)架產(chǎn)生傾斜，即軋輻傾斜。軋輻傾斜引起輻縫發(fā)生線(xiàn)性變化。當(dāng)軋制楔形坯料時(shí)，可以利用軋輻的傾斜來(lái)適應(yīng)坯料形狀。根據(jù)機(jī)架尺寸的不同，這種可能產(chǎn)生的傾斜量可達(dá)±2mm。1.3.4傳統(tǒng)機(jī)架式直接壓下的多輻軋機(jī)二十輥軋機(jī)，除了森吉米爾型及森德威四柱式兩種主導(dǎo)形式外，從20世紀(jì)70年代開(kāi)始，一些廠(chǎng)家先后開(kāi)發(fā)出了一些其他形式的二十輻軋機(jī)。1.3.4.1弗若凌直接液壓壓下多輻軋機(jī)1976年德國(guó)弗若凌（FrGhling）公司開(kāi)發(fā)并制造了一種新型的多輻軋機(jī)一一十二輻軋機(jī)，1978年制造出第一臺(tái)新型的二十輻軋機(jī)，1986年開(kāi)發(fā)出了采用直接液壓壓下的第一臺(tái)十二輻軋機(jī)，1989年第一臺(tái)直接液壓壓下的二十輻軋機(jī)投產(chǎn)。弗若凌多輻軋機(jī)機(jī)架的設(shè)計(jì)不同于整體機(jī)架的森吉米爾軋機(jī)，也不同于羅恩型鉗式軋機(jī)以及森德威四柱式軋機(jī)。它與一般兩輻或四輻冷軋鋼帶軋機(jī)的機(jī)架相似，橫梁將傳動(dòng)側(cè)和操作側(cè)的牌坊連成一個(gè)整體機(jī)架，參見(jiàn)圖1—13。圖1-13弗若凌多輥軋機(jī)機(jī)架示意圖塔形布置的輻系，分別裝配在兩個(gè)可上下移動(dòng)的對(duì)稱(chēng)布置的軸承座內(nèi)。上下軸承座可單獨(dú)移動(dòng)，上軸承座移動(dòng)可以快速打開(kāi)輥縫，有利于穿帶和觀察輥縫。下軸承座移動(dòng)可以在軋輻磨削和使用不同直徑工作輻的情況下，保持軋制線(xiàn)不變。軋機(jī)采用直接作用的液壓壓下系統(tǒng)進(jìn)行壓下。兩個(gè)壓下油缸安裝在上軸承座與牌坊上橫梁之間。系統(tǒng)是在兩輻和四輻軋機(jī)上得到成功應(yīng)用的系統(tǒng)，其優(yōu)點(diǎn)是響應(yīng)時(shí)間短，壓下速度快。直接液壓壓下二十輻軋機(jī)，上部外側(cè)支撐輥支撐鞍座后面的楔塊，可以改變支撐輻心軸的曲線(xiàn)，改變輥形；第二中間輥4個(gè)傳動(dòng)的外側(cè)輻，可以進(jìn)行液壓彎輻；第一中間輥的一端帶有錐度，：可以進(jìn)行軸向移動(dòng)，以調(diào)整板形。液壓壓下系統(tǒng)對(duì)上軸承座的作用，可以使上軸承座傾斜，達(dá)到上工作輻傾斜的目的，以便軋制具有楔形斷面的帶材。弗若凌公司自1976?1995年共制造二十輻軋機(jī)6臺(tái)，其中2臺(tái)銷(xiāo)售在中國(guó)，參見(jiàn)附表16；制造十二輻軋機(jī)5臺(tái)，其中銷(xiāo)售給中國(guó)1臺(tái)，參見(jiàn)附表17。1.3.4.2I2S制造的直接壓下二十輻軋機(jī)美國(guó)公司l2S（IntergratedIndustrial）在1987年及1990年先后制造了3臺(tái)自己開(kāi)發(fā)的直接壓下二十輻冷軋機(jī)。其中1臺(tái)以二手設(shè)備的形式進(jìn)口到我國(guó)浙江慈溪某廠(chǎng)，參見(jiàn)附表16。I2S公司表示將不再生產(chǎn)這種軋機(jī)。1.3.4.3Demag制造的直接壓下二十輻軋機(jī)20世紀(jì)90年代德國(guó)公司MannesmannDemagSack、制造了3臺(tái)在軋機(jī)下部進(jìn)行液壓壓下的二十輥軋機(jī)，參見(jiàn)附表16。1.3.4.4XGK制造的直接壓下的十二輻軋機(jī)直接壓下的十二輻軋機(jī)是鄭紅專(zhuān)先生（鄭州拓普軋鋼技術(shù)有限公司）1989年發(fā)明的，1991年獲得中國(guó)發(fā)明專(zhuān)利，1992年第一臺(tái)XGK-LD350軋機(jī)在河南華豐冷軋帶鋼廠(chǎng)建成。到目前已制造了4臺(tái)XGK—LD350、1臺(tái)XGK—LD800、1臺(tái)XGK—LDl000和1臺(tái)XGK-LDl100十二輻軋機(jī)。該軋機(jī)采用了整體機(jī)架（不同于有兩片牌坊組成的傳統(tǒng)機(jī)架），軋機(jī)的壓下位置設(shè)在軋輻輥身中部附近（不同于傳統(tǒng)軋機(jī)的壓下位置在軋輻輻頸部位），該軋機(jī)中間輥兩端帶固定的錐度，輻系無(wú)調(diào)整機(jī)構(gòu)。1.3.5原蘇聯(lián)研制的多輻軋機(jī)1948?1949年全蘇冶金機(jī)械科學(xué)研究院設(shè)計(jì)了蘇聯(lián)的第一臺(tái)多輻軋機(jī)，接著生產(chǎn)了一批工作輻直徑為10?38mm、輻身長(zhǎng)為160?350mm的十二輻和二十輻軋機(jī)，用于軋制薄帶和極薄帶，后來(lái)研制了輻身長(zhǎng)度為60?2000mm的二十輻軋機(jī)系列。原蘇聯(lián)研制的多輻軋機(jī)有數(shù)十臺(tái)之多三全蘇冶金機(jī)械科學(xué)研究院設(shè)計(jì)的多輻軋機(jī)的主要規(guī)格型號(hào)及性能見(jiàn)表1—5。其結(jié)構(gòu)形式大致分為兩大類(lèi)：一類(lèi)為整體機(jī)架，即森吉米爾型；另一類(lèi)為開(kāi)口機(jī)架，采用一種特殊的鉗式結(jié)構(gòu)，但不同于羅恩鉗式多輻軋機(jī)。圖1—14為具有這種特殊鉗式結(jié)構(gòu)的160型二十輻軋機(jī)工作機(jī)架示意圖。為了軋制厚度為l〃m的帶材，工作輥直徑為2mm的60型二十六輻軋機(jī)，以及由原蘇聯(lián)中央黑色冶金科學(xué)研究院研制的工作輻直徑為1.5mm的三十二輻和三十六輻軋機(jī)均采用這種特殊的鉗式結(jié)構(gòu)機(jī)架。圖1—2為二十六輻、三十二輻及三十六輻軋機(jī)的輥系示意圖。

表1-5全蘇冶金機(jī)械科學(xué)研究院設(shè)計(jì)的多輥軋機(jī)的主要性能輥身長(zhǎng)度/mm（輥數(shù)）軋輥直徑/mm輥身長(zhǎng)度/mm帶材厚度/mm帶材寬度/mm張力/kN軋制速度/m,s-1工作輥支撐輻坯料成品最小最大350(12)38120350O.6O.050150300125.O60(26)22060O.005O.0012040O.5?4.OO.2560(20)32060O.03O.00220401.6?30O.375160(20)8?1050/40160O.08O.00460120O.15?0.352.0160(20)8?1050/40160O.15O.005601200.1?2.52.5160(20)10?1260160O.2O.00560120O.1?2.62.5160(20)10?1260160O.20.0056513O.1?3.52.5300(20)12?1580300O.1O.01150250O.25?7.52.O300M(20)15?2080300O.5O.02150250O.5?163.O400(20)20?28120400O.8O.02150300O.15?307.5400(20)40?501804001.5O.051503203?407.5500(20)40?501805001.5O.052004004?807.57009(20)30?451807001.5O.054006004?1002.O700(20)40?501807001.OO.054006002?3010.O1200(20)5530012003.5O.10600100030?12010.01200(20)85?12040012004.OO.20650105030?4507.O1400(20)100?12040014003.5O.35700130030?30010.O1700(20)8540017004.OO.20800150030?5008.51.3.6我國(guó)多輻軋機(jī)的研制和生產(chǎn)我國(guó)從20世紀(jì)60年代初期開(kāi)始研制二十輻冷軋機(jī)，于1967年制造出了我國(guó)第一臺(tái)280mm二十輻軋機(jī)，又于1970年制造出了大型的二十輻軋機(jī)。現(xiàn)在西安重型機(jī)械研究所已設(shè)計(jì)了8種規(guī)格的森吉米爾型二十輥軋機(jī)，見(jiàn)表1-6。圖1-14160型二十輥鉗式軋機(jī)工作機(jī)架1-下部牌坊；2-下輥箱；3-支撐軸承；4-鉸鏈；5-軸；6-上輥箱；7-上部牌坊；8-輥形調(diào)節(jié)機(jī)構(gòu);9-減速器；10-拉桿；11-偏心軸；12-壓下裝置；13-蝸輪減速器

表1-6西安重型機(jī)械研究所設(shè)計(jì)的二十輻冷軋機(jī)的主要技術(shù)參數(shù)項(xiàng)目軋機(jī)型號(hào)BL20-280BL20-280BBL20-360BL20-400BL20-500BL20-700BL20-700BBL20-1200軋制材料不銹鋼硅鋼銅合金銅及其合金不銹鋼碳鋼精密合金碳素鋼合金鋼不銹鋼合金鋼精密合金不銹鋼碳素鋼不銹鋼硅鋼坯料厚度/mmO.1-O.8O.5O.5-1.O0.5-O.6O.5-O.61.O3.O1.8-3.O寬度/mm100-200100-200100-300200-350300-450350-600350-600650-1050成品厚度/mmO.03-O.2O020.020.020.05-O.2O.06-O.40.03-O.06O.2-1.O寬度/mm100-20000-200100-300200-350300-450350-600350-600650-1050鋼卷最大質(zhì)量/kg300400380200016003500350014000鋼卷最大直徑/mm50050055011301100110011001650鋼卷最小直徑/mm700750750850鋼卷內(nèi)徑/mm300300500500500500610工作輥長(zhǎng)度/mm2802803604005007007001200工作輥直徑/mm1616162025404085支撐輥直徑/mm909090120150225225400軋制力/MN0.30.350.50.350.51.51.57軋制速度/m?s-11.51.51.57.53.04