双向曲面旋转式二十辊轧机板形调整装置的设计方法 【技术领域】
本发明涉及冶金设备领域，是一种双向曲面旋转式二十辊轧机板形调整装置的设计方法，用于轧机冷轧作业中。
背景技术
二十辊轧机的辊系按1-2-3-4型上下对称布置，上下两个工作辊分别支撑在两个第一层中间辊上，第一层中间辊又支撑在3个第二层中间辊上，第二层中间辊又支撑在第三层(最外层)的4个支撑辊上。通常以第三层为传动辊。每一个支撑辊都由心轴、滚柱轴承、偏心环和鞍座组成，用压板将鞍座固定在机架的半圆孔内。支撑辊心轴与偏心环用键连接。当心轴转动时，最外层的4个支撑辊的中心线便产生移动。
现有的二十辊轧机的辊压下调整,采用位置传感器并经过电液伺服阀的转换和放大来控制压下的电～液压压下系统。压力油从油泵经单向阀、过滤器和电液伺服阀送人压下油缸的上下腔。调压阀控制系统的压力，多余的压力油从该阀经冷却器排回油箱。蓄压器经常向系统补充压力油，保证系统的正常工作。压下时，步进电机带动位置传感器的外壳向上移动，由于位置传感器内芯与活塞杆刚性固定在一起，开始时处于静止状态，传感器的感应圈与铁芯产生相对位移，从而发出电信号，该电信号经放大后输入电液伺服阀，使压下油缸下腔的道路打开，上腔与回油相通，在上下腔压力差的作用下活塞杆开始向上移动，工作辊压下。抬起时动作顺序与压下时相反。
在轧制过程中，如因某种原因轧制压力增大时，由于压下支撑辊的非自锁性，活塞杆将产生向下的位移，即工作辊抬起，与此同时，位置传感器的内芯也要向下移动。这时在位置传感器中将产生一个使活塞杆上升的负反馈信号，经放大后送人电液伺服阀，使下腔油路开大，上腔油路关小，上下腔的压力增量将与轧制压力的增量相平衡，活塞向上移动使轧件厚度恢复到要求值。
为了获得平整的板形，轧机都有辊形调整机构。辊形调整包括轴向调整和径向调整。辊形轴向调整除了可以促使带材沿横向尺寸均匀外，还可用来消除带材的边波。将上下两对第一层中间辊相反的两端加工成锥形，使其同向或反向移动来调整轧辊重合平行部分(即有效平面量)的长度，就可调好带材边部的形状。此机构不能在轧制过程中进行调整，而只能在轧前预先调整好。第一层中间辊的轴向移动是由液压马达通过链轮来实现的。辊子锥度的大小与锥形段长短取决于带材的钢质和规格以及所采用的轧制规程。一般有效平面量占带宽的80%。
径向辊形调整由液压马达驱动蜗轮蜗杆，双面齿条便向上或向下移动，从而使最外层支撑辊B、C的外偏心环转动。由于外偏心环与机架半圆孔是偏心的，因此支撑辊心轴上的某一部位发生弹性弯曲变形，从而使支撑辊的某一轴承位置发生变化，通过中间辊就能使工作辊某一部分的形状改变，达到径向辊形调整的目的。由于对每个背衬轴承都可以进行单独或几个同时调整，因此可获得轧制工艺所需的各种辊形。
二十辊轧机的调整操作如下：
轧机在换辊后，靠电动(或液压)压下装置将上、下辊箱调近。然后，在第一和第二层中间辊之间放入薄片条，并且用压下装置施加压力。接着卸掉载荷，取出薄片条。在薄片条宽度上应有一样的挤压压痕。假如薄片右边压痕比左边小，那么，将压下装置右边的齿条压下，或者抬起左边的齿条，或者同时调节两边齿条。轧辊经水平调整后，开始轧制第一根带钢，此时再对轧辊作最后的调整。
综上所述,上述二十辊冷轧作业中，存在工作辊(上下两个辊)、中间辊(支撑辊)和背衬轴(驱动辊)的磨损不均的问题，这样因板材厚度不均或轧制力的变化均使得板形会产生变化。其次,现有二十辊轧机冷轧作业中的板形调整装置结构极其复杂，制造成本高，生产周期长，安装、使用、维护不便。
【发明内容】
本发明的目的是提供一种制造成本低、生产周期短、安装、使用、维护方便的双向曲面旋转式二十辊轧机板形调整装置的设计方法。
本发明的目的是这样实现的，双向曲面旋转式二十辊轧机板形调整装置的设计方法，其特征是：机架上固定有两组对称的板形调整机构，板形调整机构至少包括：油缸、上曲面块、下曲面块、梅花孔块和背衬轴；上曲面块为内曲面式，下曲面块为外曲面式，上曲面块和下曲面块一边厚度大,另一边厚度小,上曲面块和下曲面块完全重合时为等厚结构,内外曲面接触并一起安装在轧机机架内；梅花孔板安装在下曲面块的内侧，梅花孔块的孔内连接背衬轴,在上曲面块和下曲面块分别安装一对拨杆，一对拨杆之间连接油缸，油缸为双向活塞杆式，当上曲面块和下曲面块相对转动时,上曲面块和下曲面块在垂直方向上下变化,带动梅花孔块也作上下移动，使得背衬轴产生局部弹性变形,上工作辊上下变化,上下工作辊对板形进行调整。
所述的油缸地活塞杆的两头分别与两端拨杆铰接。
本发明的优点是：由于上曲面块和下曲面块一边厚度大,另一边厚度小,上曲面块和下曲面块完全重合时为等厚结构,内外曲面接触并一起安装在轧机机架内；在上曲面块和下曲面块分别安装一对拨杆，一对拨杆之间连接油缸，油缸为双向活塞杆式，通过双向活塞杆式油缸驱动拨杆作相向（或相反方向）转动，拨杆分别与上、下曲面块紧固连接，上、下曲面板也相应作相向（或相反方向）转动。由于曲面板的转动使得梅花孔块只能作上下移动，使得背衬轴产生局部弹性变形，达到对板形调整的目的。而梅花孔块是由多片式组合加工而成，其每片的尺寸精度具有统一性，可提高二十辊轧机的装配精度。
本发明具有结构简单、紧凑、性能安全可靠、成本低、刚性好、调节灵敏度高、维修方便。
【附图说明】
下面结合实施例附图对本发明作进一步说明：
图1是本发明实施例结构示意图。
图中：1、机架；2、油缸；3、活塞杆；4、拨杆；5、上曲面块；6、下曲面块；7、梅花孔块；8、背衬轴。
【具体实施方式】
如附图1所示，双向曲面旋转式二十辊轧机板形调整装置的设计方法，至少包括：机架1上固定有两组对称的板形调整机构，板形调整机构至少包括：油缸2、上曲面块5、下曲面块6、梅花孔块7和背衬轴8；上曲面块5为内曲面式，下曲面块6为外曲面式，上曲面块5和下曲面块6一边厚度大,另一边厚度小,上曲面块5和下曲面块6完全重合时为等厚结构,内外曲面接触并一起安装在轧机机架1内，梅花孔块7安装在下曲面块6的内侧，在上曲面块5和下曲面块6分别安装一对拨杆4，一对拨杆4之间连接油缸2，油缸2为双向活塞杆式，油缸2的活塞杆3的两头分别与两端拨杆4铰接。当两组板形调整机构油缸2的活塞杆3（或缸体）运动时，活塞杆3推动拨杆4转动，拨杆4分别驱动上曲面块5及下曲面块6转动，拨杆4的转动使得上曲面块5和下曲面块6同时作相向（或相反方向）转动，上曲面块5和下曲面块6在垂直方向上下变化,带动梅花孔块也作上下移动，使得背衬轴8产生局部弹性变形,上工作辊上下变化,调整该弯曲变形点的系统刚度，从而起到板形调整的目的。
本发明与现有的由心轴、滚柱轴承、偏心环和鞍座组成的支撑辊比较,不存在由偏心环引起的工作辊(上下两个辊)、中间辊(支撑辊)和背衬轴(驱动辊)的磨损不均的问题。使制造成本低、生产周期短、安装、使用、维护方便。