軋鋼機(jī)械第十三章

第十三章輥道與升降臺(tái)在軋鋼車間中，輥道是用來縱向運(yùn)輸軋件的，可把地面的各種機(jī)械設(shè)備按生產(chǎn)流程連接成生產(chǎn)流水作業(yè)線。因而輥道數(shù)量多、設(shè)備重量大，約占車間設(shè)備總重量的20％～30％，有時(shí)更高。輥道的工作狀況直接影響著軋鋼生產(chǎn)，因此，正確合理地設(shè)計(jì)和維護(hù)輥道，對(duì)輥道進(jìn)行技術(shù)革新、延長(zhǎng)使用壽命、減少故障，對(duì)提高車間產(chǎn)量和質(zhì)量具有重要意義。第一節(jié)輥道的類型輥道按傳動(dòng)方式可分為集體傳動(dòng)、單獨(dú)傳動(dòng)和不傳動(dòng)的空轉(zhuǎn)輥道三種。集體傳動(dòng)輥道應(yīng)用最廣，一般由4～10個(gè)輥?zhàn)咏M成一組，由一臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)。集體傳動(dòng)輥道主要用來運(yùn)輸短而重的軋件，或用在工作條件較繁重的場(chǎng)合。由于軋件重量集中作用在幾個(gè)輥?zhàn)由?，每個(gè)輥?zhàn)映惺茇?fù)荷較大。采用集體傳動(dòng)可以減少輥道電機(jī)功率。單獨(dú)傳動(dòng)輥道的每一個(gè)輥?zhàn)?或每?jī)蓚€(gè)輥?zhàn)?都由一臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)，一般用來運(yùn)輸長(zhǎng)軋件，每個(gè)輥?zhàn)映惺茇?fù)荷較小。單獨(dú)傳動(dòng)輥道的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單?？辙D(zhuǎn)輥道由一組沒有傳動(dòng)裝置的輥?zhàn)咏M成，一般用在中小型車間加熱爐出口處。輥道與地面成傾斜布置，鋼坯靠重力作用向下移動(dòng)，這種輥道又稱為重力輥道。根據(jù)工作性質(zhì)的不同，輥道主要分為運(yùn)輸輥道和工作輥道兩大類。按不同用途，輥道又可分為表13—1中各種類型。第二節(jié)輥道的結(jié)構(gòu)一、集體傳動(dòng)輥道的結(jié)構(gòu)圖13—6、圖13—7是1150初軋機(jī)受料輥道結(jié)構(gòu)圖，這組輥道的七個(gè)輥?zhàn)?，由一臺(tái)直流電動(dòng)機(jī)通過兩級(jí)齒輪減速裝置、一根傳動(dòng)長(zhǎng)軸和七對(duì)圓錐齒輪傳動(dòng)。為了便于在一根長(zhǎng)軸上安裝數(shù)個(gè)圓錐齒輪，齒輪與軸采用動(dòng)配合，且用斜鍵固定(圖13—7中A—A剖面)，在斜鍵端部裝有定位壓板，以防斜譴松動(dòng)。圓錐齒輪在長(zhǎng)軸上的位置通過套筒和異形鍵1確定。長(zhǎng)軸上的軸承座能夠單獨(dú)拆卸(圖13—7中D—D剖面)。由于輥?zhàn)觽鲃?dòng)端圓錐齒輪與長(zhǎng)軸上的圓錐齒輪相嚙合，在拆卸輥?zhàn)訒r(shí)，輥?zhàn)討?yīng)有一個(gè)軸向位移，使圓錐齒輪脫離嚙合，然后才能取出輥?zhàn)印榇?，在傳?dòng)端軸承座內(nèi)側(cè)裝有剖分套筒，剖分套筒的下半環(huán)有凸臺(tái)3，可使輥?zhàn)虞S向定位。在拆卸輥?zhàn)訒r(shí)，只要取下上軸承座蓋和剖分套筒的上半環(huán)2后，將剖分套筒下半環(huán)旋轉(zhuǎn)180。，就能使輥?zhàn)虞S向移動(dòng)。這樣．嚙合的圓錐齒輪就能相互脫離。用斜鍵固定長(zhǎng)軸上圓錐齒輪的結(jié)構(gòu)型式，拆裝不太方便，圓錐齒輪嚙合性能也不好。目前，有的輥道采用了無鍵連接結(jié)構(gòu)，即齒輪與軸為具有一定過盈量的靜配合連接，用注油液壓方法進(jìn)行裝配：此法適用于圓錐齒輪需經(jīng)常拆裝，且可不削弱長(zhǎng)軸的強(qiáng)度，提高了承受沖擊載荷的能力，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，加工制造方便。對(duì)一般集體傳動(dòng)輥道，多數(shù)仍采用圓錐齒輪傳動(dòng)。當(dāng)輥距較大時(shí)，每個(gè)輥?zhàn)佣加袉为?dú)的圓錐齒輪箱，并將傳動(dòng)長(zhǎng)軸分成幾段，中間以聯(lián)軸器連接，而輥距較小時(shí)，通常采用2～4個(gè)輥?zhàn)訛橐唤M的圓錐齒輪箱一由于圓柱齒輪傳動(dòng)輥道結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，一般只用在工作繁重和承受沖擊載荷的輥道上。在某些軋鋼車間中，集體傳動(dòng)輥道也有采用鏈傳動(dòng)或三角皮帶傳動(dòng)的。鏈傳動(dòng)在一定的速度下，溫度較高、負(fù)荷較重時(shí)也可采用，但速度較高時(shí)磨損快、有噪音。鏈傳動(dòng)輥道比齒輪傳動(dòng)輥道重量輕，比皮帶傳動(dòng)的輥道工作可靠。三角皮帶傳動(dòng)輥道結(jié)構(gòu)最簡(jiǎn)單，安裝方便，但環(huán)境溫度高時(shí)皮帶易松弛，負(fù)荷重時(shí)易打滑，僅適用于中小型車間的運(yùn)輸輥道和精整輥道上。在初軋機(jī)的受料輥道上，經(jīng)常承受較大的沖擊載荷；在初軋機(jī)的工作輥道上，除了要頻繁地起動(dòng)、制動(dòng)外，還要承受軋制時(shí)拋鋼和酗鋼的沖擊負(fù)荷，輥道圓錐齒輪的輪齒經(jīng)常折斷。此時(shí)可改用圓柱齒輪傳動(dòng)(如圖13—8)，采用圓柱齒輪可加大齒輪強(qiáng)度，而且，輥?zhàn)油ㄟ^中問傳動(dòng)軸與圓柱齒輪連接，既便于更換輥?zhàn)樱挚墒箓鲃?dòng)裝置離開輥?zhàn)虞^遠(yuǎn)，水和氧化鐵皮不易進(jìn)入而改善了工作條件。這一組受料輥道采用兩臺(tái)電機(jī)傳動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)慣量較小，還有利于輥道的頻繁起動(dòng)制動(dòng)。圖13—9為1150板坯初軋機(jī)工作輥道結(jié)構(gòu)筒圖。這一組工作輥道由原來的長(zhǎng)軸與圓錐齒輪集體傳動(dòng)，改為由五個(gè)單獨(dú)傳動(dòng)輥?zhàn)雍腿M成組傳動(dòng)輥?zhàn)咏M成。靠近軋機(jī)的五個(gè)輥?zhàn)幼钜资艿杰埣臎_擊，采用單獨(dú)傳動(dòng)后，取消了齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，從根本上解決了傳動(dòng)齒輪沖擊損壞問題。此外，在軋制短軋件時(shí)，只要開動(dòng)這幾個(gè)輥?zhàn)泳湍芪顾蛙埣ＨM成組傳動(dòng)的輥?zhàn)?，也可根?jù)軋件長(zhǎng)度，分別開動(dòng)一組、兩組或三組輥?zhàn)?，這可減少電能消耗。采用這種圓柱齒輪分組傳動(dòng)與單獨(dú)傳動(dòng)相結(jié)合的結(jié)構(gòu)型式，可以延長(zhǎng)齒輪和軸承

的使用壽命，維修也較方便。為了減少輥?zhàn)铀惺艿臎_擊載荷，在輥?zhàn)虞S承下面裝設(shè)了緩沖彈簧(如圖13一10所示)，而輥?zhàn)佑没∶纨X形聯(lián)軸節(jié)與傳動(dòng)裝置相聯(lián)，以適應(yīng)緩沖彈簧變形時(shí)輥?zhàn)又行母叨鹊母淖儭６?、單?dú)傳動(dòng)輥道的結(jié)構(gòu)根據(jù)電動(dòng)機(jī)固定方式，單獨(dú)傳動(dòng)輥道可分為普通地腳固定式(圖13—11)、法蘭盤式(圖13—12)和空心軸端部懸掛式(圖13—13)。

當(dāng)輥道速度較高時(shí)．輥?zhàn)邮怯呻妱?dòng)機(jī)直接傳動(dòng)的，此時(shí)，如果采用地腳固定式或法蘭盤式電動(dòng)機(jī)，一般通過萬向聯(lián)軸節(jié)、齒輪聯(lián)軸節(jié)或彈性聯(lián)軸節(jié)與輥?zhàn)勇?lián)接。如果采用空心軸電動(dòng)機(jī)，那么將電動(dòng)機(jī)的空心軸直接套裝在輥?zhàn)討冶圯S上，通過鍵和螺栓固定。這種電動(dòng)機(jī)外殼上有凸耳，通過彈簧支撐在輥?zhàn)虞S承座的凸耳上，以防止電機(jī)外殼轉(zhuǎn)動(dòng)。這種安裝方式可以保證所連接的軸的同心度，輥?zhàn)虞S承座結(jié)構(gòu)也較簡(jiǎn)單。但是由于輥?zhàn)討冶鄱顺惺茈姍C(jī)重量，輥?zhàn)虞S和軸承裝置受力不利，現(xiàn)場(chǎng)使用時(shí)，往往出現(xiàn)輥?zhàn)虞S變彎、一側(cè)軸承座螺栓松動(dòng)等問題。當(dāng)輥道速度較低時(shí)，輥?zhàn)邮峭ㄟ^齒輪減速裝置來傳動(dòng)的，如圖13—14所示。近年來，漸開線行星減速機(jī)和擺線針輪減速機(jī)在單獨(dú)傳動(dòng)輥道中也得到了應(yīng)用。單獨(dú)傳動(dòng)輥道的優(yōu)點(diǎn)是：1)取消了傳動(dòng)長(zhǎng)軸，可以采用單獨(dú)底座代替笨重的整體支架，使結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)化。當(dāng)輥道輥距較大時(shí)，此優(yōu)點(diǎn)更為顯著；2)傳動(dòng)系統(tǒng)慣性小，起動(dòng)制動(dòng)容易；3)少數(shù)輥?zhàn)佑泄收蠒r(shí)，不影響生產(chǎn)，提高了工作可靠性。還可在不停軋的情況下，單獨(dú)快速換輥(接電機(jī))；4)制造、安裝、維修方便；5)易于實(shí)現(xiàn)標(biāo)準(zhǔn)化，輥?zhàn)印⒅ё?、減速譏、聯(lián)軸器和電動(dòng)機(jī)均可標(biāo)準(zhǔn)化，實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)專業(yè)化。單獨(dú)傳動(dòng)輥道的夠點(diǎn)是電動(dòng)機(jī)數(shù)量較多、投資費(fèi)用較高．甏電量較大。優(yōu)缺點(diǎn)相比優(yōu)點(diǎn)是主要的，因而其應(yīng)用日漸廣泛。單獨(dú)傳動(dòng)輥道電動(dòng)機(jī)可以選用JG2輥道專用電動(dòng)機(jī)，這種電機(jī)的特點(diǎn)是轉(zhuǎn)矩大、耐高溫、能在頻繁起動(dòng)制動(dòng)條件下工作：其型號(hào)有JGW(普通地腳固定式)、JGWF(法蘭盤式)、JGWK(空心軸端部懸掛式)。也可選用冶金及起重用異步電機(jī)JZR、JZ(新系列為、YZR、YZ)和冶金及起重用直流電機(jī)ZZY型電機(jī)。對(duì)于一些起動(dòng)制動(dòng)不頻繁的運(yùn)輸輥道，那么可選用普通的Y系列電機(jī)，這種電機(jī)較之于輥道專用電機(jī)，重量輕、體積小、價(jià)格低。三、輥?zhàn)拥慕Y(jié)構(gòu)根據(jù)輥?zhàn)拥慕Y(jié)構(gòu)和材料的不同，輥?zhàn)涌煞譃橐韵聨追N型式：1)實(shí)心鍛造輥?zhàn)?圖13一15)。這種輥?zhàn)觾r(jià)格貴，一般用在負(fù)荷沉重、承受較大沖擊負(fù)荷的輥道上，如初軋機(jī)的受料輥道、工作輥道、機(jī)架輥(圖13一10)；大型軋機(jī)工作輥道的第一個(gè)輥?zhàn)?；重型剪切機(jī)處的輥道等。2)由厚壁鋼管或鑄鋼制成的空心輥?zhàn)?。一般用在中等或輕負(fù)荷的輥道上，如出爐輥道、工作輥道、擺動(dòng)臺(tái)面輥道等。空心輥?zhàn)拥妮S端可以是鍛造的(圖13一15)，也可以是焊接的。圖13—15c所示的結(jié)構(gòu)，輥身與輥軸那么是焊接法聯(lián)接在一起的。對(duì)于鑄鋼輥?zhàn)?，要注意鑄造時(shí)壁厚均勻，否那么，輥?zhàn)又亓坎黄胶?，運(yùn)轉(zhuǎn)中慣性力較大，將影響輥?zhàn)虞S承和圓錐齒輪壽命，并增加電機(jī)功率消耗。空心輥?zhàn)又亓枯p，飛輪力矩小，對(duì)于起開工作制尤為適宜。3)鑄鐵輥?zhàn)?。這種輥?zhàn)觾r(jià)格廉價(jià)，一般用于輕負(fù)荷輥道上。由于鑄鐵輥?zhàn)硬灰撞羵埣獗恚鳛槌善奋埣敵鲚伒烙葹檫m宜。鑄鐵輥?zhàn)优c傳動(dòng)軸可用鍵聯(lián)接(圖13—15d)，也可將輥?zhàn)又苯訚茶T在鋼軸上(圖13～15e)?？紤]到鑄鐵輥?zhàn)佑捎跍囟炔▌?dòng)使輥身長(zhǎng)度有變化的可能，采用了鑄鐵輥?zhàn)优c傳動(dòng)端一端固定的方式，而另一端那么鑄在平滑的圓軸外表。輥?zhàn)觾啥送ǔ２捎脻L動(dòng)軸承。對(duì)于線速度高的輥道，輥?zhàn)蛹庸ず?，最好進(jìn)行靜平衡試驗(yàn)。輥道輥?zhàn)拥妮伾硇螤?，主要取決于輥道的用途。圓柱形輥?zhàn)討?yīng)用最廣；階梯形輥?zhàn)又挥米鏖_坯機(jī)的前幾個(gè)輥?zhàn)?機(jī)架輥)，它們的直徑隨軋輥孔型深度的不同而不同；花形輥?zhàn)又挥糜谥泻癜遘垯C(jī)的主要工作輥道，能較平穩(wěn)的運(yùn)送板坯和有利于氧化鐵皮的脫落；一端帶凸緣的錐形輥那么用于中小型車間齒條式冷床的輸入輥道上；雙錐形輥?zhàn)佑糜谶\(yùn)輸管坯和鋼管(圖13一13)最為有利；而翻鋼輥道的輥?zhàn)幽敲窗捶撘笞鞒商厥庑问?圖13—5)。第三節(jié)輥道參數(shù)選擇與輥?zhàn)訌?qiáng)度計(jì)算一、輥道的根本參數(shù)輥道的根本參數(shù)包括輥?zhàn)又睆?、輥身長(zhǎng)度、輥距和輥道速度。1．輥?zhàn)又睆?/p>

為了減小輥?zhàn)又亓亢惋w輪力矩，輥?zhàn)又睆綉?yīng)盡可能選得小些。輥?zhàn)幼钚≈睆街饕軓?qiáng)度條件限制；當(dāng)需要在輥道上橫移軋件時(shí)，它還受軸承座和傳動(dòng)機(jī)構(gòu)外形尺寸的限制。一般軋鋼機(jī)采用的輥?zhàn)又睆搅杏诒?3—2。2．輥身長(zhǎng)度輥身長(zhǎng)度一般根據(jù)用途來確定。對(duì)于鋼板軋機(jī)，主要工作輥道輥?zhàn)拥妮伾黹L(zhǎng)度，一般等于軋輥的輥身長(zhǎng)度；對(duì)于型鋼軋機(jī)，為了充分地利用軋輥的孔型，一般比軋輥的輥身長(zhǎng)度大100～200mm；在初軋機(jī)和一些開坯軋機(jī)上，為了設(shè)置推床導(dǎo)板，輥?zhàn)虞伾黹L(zhǎng)度要比軋輥輥身長(zhǎng)度大一些。型鋼軋機(jī)輔助工作輥道輥?zhàn)拥妮伾黹L(zhǎng)度要比軋輥輥身長(zhǎng)度短，因?yàn)檐埣辉谧钌鄮椎儡堉茣r(shí)，輔助工作輥道才參加運(yùn)轉(zhuǎn)。運(yùn)輸輥道輥?zhàn)拥妮伾黹L(zhǎng)度，決定于運(yùn)輸軋件的寬度，即=十△〔13一l〕式中，軋件寬度應(yīng)按運(yùn)輸?shù)能埣畲髮挾葋砜紤]。如果輥道同時(shí)并排運(yùn)送幾根軋件時(shí)。主按這些軋件總寬度來考慮。余量△可根據(jù)運(yùn)輸?shù)能埣N類確定，對(duì)于窄軋件，建議取△=150～200mm；對(duì)于寬軋件，取△=200～250mm；在板帶軋機(jī)精軋機(jī)座后的蹬出輥道上，考慮到軋件的跑偏，取△=250～350mm；在出爐輥道上，為減少運(yùn)輸熾熱鋼錠時(shí)對(duì)輥?zhàn)虞S承的熱輻射，取△=300～500mm。3．輥距輥距決定于軋件的長(zhǎng)度和厚度。運(yùn)輸短軋件時(shí)，輥距不能大于{軋件長(zhǎng)度的一半，以便軋件至少同時(shí)有兩個(gè)輥?zhàn)又С?，如運(yùn)輸鋼錠時(shí)，輥距不能大于鋼錠重心到“大頭”端面的距離(如圖13—16)，否那么軋件會(huì)撞擊輥?zhàn)踊蛟谳伒郎w板上頂住打滑。運(yùn)輸長(zhǎng)軋件時(shí)，為了防止熱軋件因自重產(chǎn)生附加彎曲，輥距不宜太大：運(yùn)輸容易彎曲的軋件(熱薄軋件)時(shí)，可在傳動(dòng)輥?zhàn)又虚g增設(shè)空轉(zhuǎn)輥：4．輥道速度輥道速度一般根據(jù)輥道用途確定。工作輥道速度通常按軋制速度選取，機(jī)后工作輥道速度應(yīng)選得比軋制速度大5％～10％。對(duì)于沖擊負(fù)荷較大的加熱爐爐前輥道，應(yīng)選用較低速度，一般取1．2～1．5m／s。加熱爐爐后輥道和軋機(jī)輸入輥道的速度應(yīng)取得稍大些，一般取1．5～2．5m／s，以減少坯料溫度降。機(jī)后運(yùn)輸輥道一般比軋制速度大5％～10％。二、輥?zhàn)拥膹?qiáng)度計(jì)算輥道輥?zhàn)铀惺艿呢?fù)荷，一般有三種：軋件的重量、軋件彎曲所引起的附加負(fù)荷、軋件降落或翻鋼時(shí)引起的沖擊負(fù)荷。l．軋件的重量根據(jù)軋件與輥?zhàn)拥慕佑|情況，計(jì)算輥?zhàn)映惺苘埣闹亓俊．?dāng)運(yùn)輸鋼錠或很短的板坯時(shí)，以一個(gè)輥?zhàn)映惺苘埣娜恐亓縼碛?jì)算；運(yùn)輸較短的厚板時(shí)，以兩個(gè)輥?zhàn)悠骄惺苘埣闹亓縼碛?jì)算；運(yùn)輸較長(zhǎng)且長(zhǎng)度方向剛度較大的軋件(如型鋼)時(shí)，以軋件全長(zhǎng)所占據(jù)的輥?zhàn)訑?shù)的l／2或2／3平均承受軋件的重量來計(jì)算；運(yùn)輸長(zhǎng)的板材時(shí)，以所有接觸輥?zhàn)悠骄惺苘埣闹亓縼碛?jì)算。由軋件重量產(chǎn)生的負(fù)荷，對(duì)輥?zhàn)訌?qiáng)度影響不大，但在計(jì)算輥道驅(qū)動(dòng)力矩時(shí)，要考慮這一負(fù)荷。2．軋件彎曲所引起的附加負(fù)荷在某些開坯軋機(jī)上，從軋輥出來的軋件有時(shí)會(huì)產(chǎn)生下彎(圖13一17)，壓在輥道第一個(gè)輥?zhàn)由希饔迷谳佔(zhàn)由系膲毫，可根據(jù)軋輥出口處軋件的塑性彎曲來汁算式中—一軋件的屈服極限；S——軋件的塑性斷面系數(shù)；c——該輥?zhàn)优c軋輥中心線間的距離。為了防止嚴(yán)重頂輥現(xiàn)象，除了要求軋件加熱均勻、減小彎曲和采用適當(dāng)?shù)南聣毫堉?，產(chǎn)生一定程度的上彎變形外，輥?zhàn)拥膉二外表要低于軋輥的上外表。3．軋件落到輥?zhàn)由系臎_擊負(fù)荷軋件從高度厶落到輥道上時(shí)能引起沖擊負(fù)荷。例如，在開坯機(jī)上采用下壓力軋制，軋件在出輥時(shí)向上抬起，然后落到輥道上，或者是軋制水平線高于輥道輥?zhàn)拥乃骄€(圖13一18；較重的軋件在翻鋼時(shí)，也會(huì)對(duì)輥道輥?zhàn)赢a(chǎn)生一定的沖擊負(fù)荷(圖13—18)。沖擊負(fù)荷對(duì)輥?zhàn)訌?qiáng)度、輥?zhàn)虞S承和傳動(dòng)齒輪的使用，都產(chǎn)生較大的影響。軋件下落撞擊輥?zhàn)忧八哂械淖畲笙侣渌俣葹?13—3)式中g(shù)一一重力加速度；

——軋件下落高度。軋件下落撞擊輥?zhàn)又?，認(rèn)為軋件與輥?zhàn)右黄疬\(yùn)動(dòng)，該系統(tǒng)的初速度，可按動(dòng)量守恒定律求得式中Q——作用在該輥?zhàn)由系哪且痪植寇埣亓?；G——輥?zhàn)拥闹亓?；K1——計(jì)算動(dòng)量時(shí)，輥?zhàn)淤|(zhì)量的換算系數(shù)。軋件與輥?zhàn)酉到y(tǒng)所具有的動(dòng)能最終將完全轉(zhuǎn)變?yōu)檩佔(zhàn)雍椭Ъ芟到y(tǒng)的變形位能U，即將式(13—3)和式(13—4)代入式(13—5)，整理后得式中K2——計(jì)算動(dòng)能時(shí)，輥?zhàn)淤|(zhì)量的換算系數(shù)；m——輥?zhàn)优c軋件重量的比值，m=G／Q。系數(shù)K1和K2與輥?zhàn)有螤?、支點(diǎn)的變形量和碰撞點(diǎn)有關(guān)。對(duì)于輥?zhàn)有螤畹牧海芍刈饔糜诹褐悬c(diǎn)，可取K1=0．7，K2=0．55。變形位能U是由輥?zhàn)幼冃挝荒躑1和輥?zhàn)又c(diǎn)(軸承及支架等)變形位能U2兩局部組成，即U=U1+U2(13～7)用當(dāng)量力P代替碰撞時(shí)的沖擊負(fù)荷，輥?zhàn)拥淖冃挝荒馨床牧狭W(xué)公式計(jì)算(圖13—19)

式中——輥?zhàn)虞伾頂嗝鎽T性矩；——輥?zhàn)虞侇i斷面慣性矩；——輥?zhàn)硬牧蠌椥阅?shù)；——支點(diǎn)到輥身中間的距離；——支點(diǎn)到輥身邊緣的距離。由于輥?zhàn)又c(diǎn)的變形位能較小，可忽略不計(jì)，即U2=O，那么得將式(13—6)、式(13—9)聯(lián)立求解，得沖擊負(fù)荷P為求出沖擊負(fù)荷P后，就可計(jì)算輥?zhàn)訌?qiáng)度。輥?zhàn)虞伾碇虚g處的應(yīng)力和輥頸處的應(yīng)力分別為式中W1——輥?zhàn)虞伾淼目箯潝嗝嫦禂?shù)；W2——輥?zhàn)虞侇i的抗彎斷面系數(shù)。為了便于討論輥?zhàn)咏Y(jié)構(gòu)形狀對(duì)沖擊負(fù)荷性能的影響，假設(shè)輥頸的慣性矩和輥身慣性矩幾相等，此時(shí)，輥身中部的應(yīng)力那么為由上式可看出，為減小沖擊應(yīng)力，需要增大G、和W1值，減小值，即輥?zhàn)幼龅瞄L(zhǎng)些，同時(shí)增加輥?zhàn)又亓?，并做成?shí)心輥。因?yàn)閷?shí)心輥與空心輥相比，在相同斷面系數(shù)條件下，可有較大輥?zhàn)又亓亢洼^小的慣性矩。第四節(jié)輥道的傳動(dòng)力矩和電動(dòng)機(jī)功率計(jì)算為了計(jì)算傳動(dòng)輥道所需的電動(dòng)機(jī)功率，必須先求出輥道的傳動(dòng)力矩。由于電動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)方式和輥道工作條件的不同，計(jì)算輥道的傳動(dòng)力矩方法也有所不同，可以分為長(zhǎng)期工作制和起開工作制兩種。一、長(zhǎng)期工作制輥道傳動(dòng)力矩計(jì)算長(zhǎng)期工作制的輥道，其電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱是根據(jù)輥道穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的靜力矩來計(jì)算的，而電動(dòng)機(jī)的過載，那么根據(jù)輥道在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)可能出現(xiàn)的最大靜力矩計(jì)算。輥道穩(wěn)定運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，軋件作等速運(yùn)動(dòng)。傳動(dòng)輥道所需的靜力矩；是根據(jù)輥?zhàn)虞S承中的摩擦損耗和軋件在輥?zhàn)由弦苿?dòng)所產(chǎn)生的滾動(dòng)摩擦損耗來計(jì)算的，即式中Q——作用在該組輥道上的軋件重量(重力)，N，對(duì)于單獨(dú)傳動(dòng)輥道，那么為作用在一個(gè)輥?zhàn)由系能埣亓?重力)；G1——一個(gè)輥?zhàn)拥闹亓?重力)，N；——由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)所傳動(dòng)的輥?zhàn)訑?shù)目；——輥頸軸承的摩擦系數(shù)，對(duì)于滾動(dòng)軸承=0．002～0．005，對(duì)滑動(dòng)軸承=0．06～0．1；——輥?zhàn)虞S頸直徑。m；——軋件與輥?zhàn)娱g的滾動(dòng)摩擦系數(shù)(力臂)，對(duì)冷軋件=0．001m，對(duì)熱軋件=0．0015m。對(duì)熾熱的鋼錠=0．002m。當(dāng)在輥道上移動(dòng)的軋件遇到阻礙物而突然停止時(shí)，傳動(dòng)輥道的靜力矩到達(dá)最大值。例如，軋件在移動(dòng)時(shí)碰撞輥道側(cè)導(dǎo)板，或受到擋板的阻礙，軋件停止移動(dòng)，而輥?zhàn)舆€在繼續(xù)轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生了打滑現(xiàn)象。此時(shí)，軋件與輥?zhàn)娱g的滾動(dòng)摩擦變成了滑動(dòng)摩擦，傳動(dòng)輥道的靜力矩到達(dá)最大值，此最大靜力矩也稱為打滑力矩。式中——軋件與輥?zhàn)娱g滑動(dòng)摩擦系數(shù)，對(duì)于熱軋件=0．3，對(duì)于冷軋件=0．15～0．18：D——輥?zhàn)又睆剑琺。根據(jù)式(13—13)、式(13一14)，考慮輥道傳動(dòng)比和效率后，電動(dòng)機(jī)的額定力矩和最大力矩應(yīng)分別滿足以下條件。二、起開工作制輥道傳動(dòng)力矩計(jì)算起開工作制的輥道是在加速情況下運(yùn)送軋件的，除了靜力矩外，還要考慮輥?zhàn)雍蛙埣璧膭?dòng)力矩，故輥道起動(dòng)時(shí)所需的力矩為=+(13—15)動(dòng)力矩是根據(jù)輥道加速時(shí)的加速度來計(jì)算的式中——一個(gè)輥?zhàn)拥娘w輪力矩，kg·m2；——直線移動(dòng)的軋件換算到輥?zhàn)虞S上的飛輪力矩。如果假設(shè)軋件重量(重力)Q作用在輥?zhàn)拥膱A周上，那么，kg·m2——輥?zhàn)拥慕羌铀俣?，如果以軋件的加速度來表示，那么?/s2。動(dòng)力矩如以加速度表示，那么應(yīng)該指出，軋件加速度以是有限制的，如果所選加速度太大，當(dāng)軋件慣性力大于軋件與輥?zhàn)娱g滑動(dòng)摩擦力時(shí)，那么在起動(dòng)時(shí)軋件只在輥?zhàn)由洗蚧荒芟蚯耙苿?dòng)。因此，最大加速度應(yīng)由下式確定當(dāng)=0．15～0．3時(shí)，以=1．5～3m/s2。如果以=g和代入式(13—17)中，那么得將式(13一13)、式(13一19)代入式(13—15)中，可求得輥道的起動(dòng)力矩M為根據(jù)上式，可初步選擇輥道電動(dòng)機(jī)。在輥道起動(dòng)時(shí)，為了保證軋件能在輥遭上移動(dòng)而不予]滑，所選電動(dòng)機(jī)的起動(dòng)力矩應(yīng)滿足以下條件根據(jù)電動(dòng)機(jī)起動(dòng)力矩與額定力矩的比值K，可初步選擇電動(dòng)機(jī)的額定力矩按式〔13—22〕初形選擇電。動(dòng)機(jī)后．再按輥道工作特點(diǎn)，對(duì)電。動(dòng)機(jī)進(jìn)行進(jìn)一步驗(yàn)算。第五節(jié)擺動(dòng)升降臺(tái)一、概述擺動(dòng)升降臺(tái)一般裝設(shè)在二輥疊軋薄板軋機(jī)、三輥型鋼軋機(jī)和三輥勞特式鋼板軋機(jī)的前后，用來升降和運(yùn)送軋件。在二輥疊軋薄板軋機(jī)上，從軋輥中出來的軋件送到軋機(jī)后的升降臺(tái)上后，升降臺(tái)上升，通過升降臺(tái)上的運(yùn)輸鏈，將軋件送往上軋輥的上外表，返回到軋機(jī)機(jī)前的固定臺(tái)上，待升降臺(tái)下降后，將軋件送往軋輥進(jìn)行再次軋制。在三輥式軋機(jī)上，機(jī)后升降臺(tái)用來接受從中下輥軋出來的軋件，并將軋件抬高送入中上輥軋制。機(jī)前升降臺(tái)用來接受中上輥軋出來的軋件，并使其下降后再送入中下輥軋制。升降臺(tái)是由臺(tái)面的工作輥道和臺(tái)架的升降機(jī)構(gòu)兩局部組成，是特殊形式的輥道。本節(jié)主要是表達(dá)三輥式軋機(jī)前后擺動(dòng)升降臺(tái)的結(jié)構(gòu)和工作原理。臺(tái)面輥道可以是集體傳動(dòng)或單獨(dú)傳動(dòng)(圖13—20)。為了不加重升降臺(tái)擺動(dòng)局部的重量，集體傳動(dòng)輥道的電動(dòng)機(jī)和減速機(jī)一般均裝在地基上(圖13—20c)，只有在尺寸受到限制時(shí)，才裝在升降臺(tái)框架上。

升降臺(tái)的升降機(jī)構(gòu)通常是采用睦柄連桿式(如圖13—22所示)或偏心輪式(圖13—23)。近年來，也有采用液壓式。升降臺(tái)的平衡裝置，在輕型升降臺(tái)上常用彈簧或氣缸平衡，在重型升降臺(tái)上那么用重錘平衡。軋機(jī)前后的升降臺(tái)驅(qū)動(dòng)，可由一臺(tái)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)，通過連桿進(jìn)行機(jī)械聯(lián)鎖(圖13—21)或分別由兩臺(tái)電機(jī)驅(qū)動(dòng)而采用電氣聯(lián)鎖。為了使帶動(dòng)升降臺(tái)的支承桿作近似于直線的運(yùn)動(dòng)，重錘杠桿的擺動(dòng)角度取為40°～60°。升降臺(tái)臺(tái)面長(zhǎng)度可由以下兩個(gè)條件確定：1)當(dāng)軋件長(zhǎng)度小于10～15m時(shí)，升降臺(tái)臺(tái)面長(zhǎng)度須大于軋件最大長(zhǎng)度的三分之二；2)為了可靠地將軋件送入軋輥，以及減少軋件在升降臺(tái)與運(yùn)輸輥道交接處的彎曲，升降臺(tái)上升至最高位置時(shí)的斜度取為1：10或1：15。在一些中小型軋機(jī)上，也有采用雙層輥道代替升降臺(tái)的，兩者的優(yōu)缺點(diǎn)比擬見表13—3。二、采用重錘平衡的曲柄連桿式升降臺(tái)結(jié)構(gòu)曲柄連桿式擺動(dòng)升降臺(tái)是型鋼軋機(jī)上廣為采用的一種結(jié)構(gòu)型式，大型軋機(jī)幾乎毫無例外的全部采用這種結(jié)構(gòu)，這是由于它在各種情況下均能完成軋件的升降、遞送操作，對(duì)于多品種軋制的軋機(jī)來說，其作用更為明顯。圖13—22所示為650軋機(jī)的曲柄連桿式升降臺(tái)結(jié)構(gòu)。升降臺(tái)臺(tái)面輥道采用集體傳動(dòng)，電動(dòng)機(jī)與減速機(jī)都設(shè)置在升降臺(tái)臺(tái)架上。由于電動(dòng)機(jī)設(shè)置在升降臺(tái)擺動(dòng)點(diǎn)處，因此有利于減輕升降臺(tái)的擺動(dòng)負(fù)荷。升降機(jī)構(gòu)采用重錘平衡。由一臺(tái)交流電動(dòng)機(jī)通過兩級(jí)圓柱齒輪減速機(jī)減速，帶動(dòng)輸出軸上的曲柄。連桿一端與曲軸鉸接，另一端與鉸接在主軸上的搖桿相鉸接。平衡桿固接在主軸上，其一端為一重錘，另一端與支承桿相鉸接，支托著臺(tái)架。曲軸每轉(zhuǎn)一周，連桿通過搖桿使主軸轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，平衡桿也相應(yīng)轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)角度，使臺(tái)架下的支承桿作近于垂直的升降運(yùn)動(dòng)，那么臺(tái)架以支座軸為中心擺動(dòng)一次。平衡桿一端的重錘與另一端支承著臺(tái)架重量與軋件重量的支承桿，相對(duì)于主軸這個(gè)支點(diǎn)．構(gòu)成了一個(gè)簡(jiǎn)單的杠桿系統(tǒng)?？紤]軋輥的磨損和不同的軋輥孔型，有時(shí)需要調(diào)整升降臺(tái)的擺動(dòng)幅度和極限位置。調(diào)整升降臺(tái)的擺動(dòng)幅度，是通過改換連桿與搖桿固接處墊片厚度的方法而使搖桿搖動(dòng)半徑改變來實(shí)現(xiàn)的(圖13—22)。升降臺(tái)臺(tái)面上下極限位置，那么是通過調(diào)整支承桿與平衡桿固接處墊片厚度來實(shí)現(xiàn)的。在650大型軋機(jī)升降臺(tái)的臺(tái)架上，還裝設(shè)有兩臺(tái)輥式推床和一臺(tái)輥式翻鋼機(jī)(圖中未示出)，以便進(jìn)行軋件的橫移與翻鋼。在型鋼與軌梁軋機(jī)上，為了縮短換輥時(shí)間，有時(shí)采用更換整個(gè)工作機(jī)座的方式來換輥，要求升降臺(tái)能夠移離機(jī)座一定距離，以便在吊裝工作機(jī)座時(shí)不碰撞升降臺(tái)前幾個(gè)輥?zhàn)印４藭r(shí)，升降臺(tái)的移離機(jī)構(gòu)是由液壓缸和杠桿機(jī)構(gòu)組成，使升降臺(tái)支座軸沿滑座移動(dòng)，因而可使升降臺(tái)臺(tái)架移離機(jī)座500mm。在采用單邊升降臺(tái)(另一面為翻鋼滑板)的三輥型鋼軋機(jī)上，容易發(fā)生軋件沖撞升降臺(tái)的情況，為減少設(shè)備事故，可以采用小車偏心輪式升降臺(tái)(圖13—23)，即整個(gè)升降臺(tái)設(shè)在可移動(dòng)的小車上。當(dāng)沖撞發(fā)生時(shí)，小車沿軌道向后移動(dòng)，防止撞壞設(shè)備。小車的軌道有6°~7°的傾角，升降臺(tái)靠自重復(fù)位。三、曲柄連桿式升降臺(tái)平衡原理在曲柄連桿式升降臺(tái)的擺動(dòng)機(jī)構(gòu)中采用了重錘平衡裝置。為了減少電動(dòng)機(jī)容量．并使升降臺(tái)工作平穩(wěn)可靠，在設(shè)計(jì)時(shí)采用了“中間位置平衡原理”，即升降臺(tái)只在中間位置時(shí)完全平衡，而在上部位置時(shí)為欠平衡，在下部位置時(shí)為過平衡。如果以MG表示平衡重的重量(重力)G相對(duì)于主軸O2的力矩(圖13—24)．以MQ表示頂桿(支承桿)作用力Q相對(duì)于軸O2的力矩，那么中間位置平衡原理可用以下不平衡力矩關(guān)系式表示：升降臺(tái)在上部位置時(shí)，MQ>MG，其不平衡力矩為M2=MQ一MG>0升降臺(tái)在中間位置時(shí)，MQ=MG，其不平衡力矩為M2=MQ一MG=0升降臺(tái)在下部位置時(shí)，MQ<MG，其不平衡力矩為M2=MQ一MG<0采用這種平衡關(guān)系，是因?yàn)椋?)升降臺(tái)在上部或下部(主置時(shí)，其不平衡力矩都是有刮于電機(jī)的起動(dòng)和制動(dòng)的，因而能節(jié)省電動(dòng)機(jī)能量。2)如果升降臺(tái)擺動(dòng)機(jī)構(gòu)的傳動(dòng)系統(tǒng)有零件損壞，由于升降臺(tái)在下部位置時(shí)，平衡重產(chǎn)生的力矩MG大于頂桿作用力產(chǎn)生的力矩MQ，這可保證升降臺(tái)不會(huì)突然下墜而損傷地基或其他零件。而只會(huì)停在中間位置．致其工作可靠：為了實(shí)現(xiàn)上述平衡條件，平衡杠扦KO2D的形狀，如果僅僅作成兩個(gè)杠桿臂KO2(其長(zhǎng)度為rK)和DO2(其長(zhǎng)度為rD)與各自的作用力G和Q相垂直，且使GrK=QrD