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普通冷軋管機(jī)的傳動方式通過偏心齒輪驅(qū)動機(jī)架往復(fù)運(yùn)動。

為了克服軋機(jī)機(jī)架在往復(fù)運(yùn)動中產(chǎn)生的巨大慣性力和慣性力矩, 提高機(jī)架的速度, 必須采用慣性力和慣性力矩的平衡裝置。

我國冷軋管機(jī)的平衡系統(tǒng)有以下幾種:垂直滑動重錘平衡機(jī)構(gòu)、水平滑塊平衡機(jī)構(gòu)、雙扇形塊平衡機(jī)構(gòu)和垂直擺錘平衡機(jī)構(gòu)。

哈默納科電機(jī)CSD-50-50-2A-GR1 垂直滑動重錘平衡機(jī)構(gòu)

重錘平衡機(jī)構(gòu)包括一個水平方向和一個垂直方向的曲柄滑塊機(jī)構(gòu)。

機(jī)架的轉(zhuǎn)矩靠相錯90°相位角的重錘來平衡。機(jī)架減速時釋放出的能量, 由重錘儲存起來, 在機(jī)架加速時再次利用;機(jī)架和重錘的慣性力靠曲軸上的扇型塊的作用來平衡。轉(zhuǎn)矩平衡,使峰值大大減小, 且出現(xiàn)曲軸端的全部力矩總和沒有負(fù)值, 即使電動機(jī)的輸出力矩不反向, 其波動的值不超過額定值的±10%;慣性力平衡使剩余的旋轉(zhuǎn)慣性力只有機(jī)架慣性力值的±10%左右。

中重院開發(fā)的LG-180 -HL、LG-220 -HL軋機(jī)采用垂直滑動重錘平衡機(jī)構(gòu), 德國米爾公司的KPW或SKW系列的早期VM型和近代VMR高速軋機(jī)也采用此平衡機(jī)構(gòu)。

垂直滑動平衡的平衡, 不僅使機(jī)架的慣性力得到了平衡, 而且使慣性也得到了平衡, 因此使機(jī)架的運(yùn)動速度得到了大幅度提高。但是垂直平衡必須有較深的地坑, 增加投資且給正常的維修增加了難度, 因此應(yīng)用范圍受到很大的限制。

2 水平滑塊平衡機(jī)構(gòu)

平衡塊放置于與軋制中心線平行的水平面上。帶動機(jī)架的曲軸與帶動平衡塊的曲軸的相位相錯105°。水平平衡不需要較深的基礎(chǔ), 基建費(fèi)用較低, 維護(hù)與檢修比較方便, 無重力矩的影響。但是占地面積較大, 曲軸的拐數(shù)增多, 不便于加工制造。

60年代我國設(shè)計的LG-150、LG-200冷軋管機(jī)和德國米爾公司早期的高速軋機(jī)采用水平滑塊平衡方式。因水平平衡遇到的問題更多些, 占地面積較大且給正常的生產(chǎn)帶來很大的不便, 幾乎沒有得到推廣應(yīng)用。

3 雙扇形塊平衡機(jī)構(gòu)

為了平衡機(jī)架高速運(yùn)動所產(chǎn)生的一階慣性力, 在曲軸上(與曲柄成180°)裝上適當(dāng)配重的扇形塊。為了平衡扇形塊的慣性力, 在與曲軸等速旋轉(zhuǎn)的平衡軸上加適當(dāng)?shù)钠胶廨S扇形塊, 使機(jī)架的運(yùn)動速度成倍提高。雙扇形塊平衡具有制造和安裝使用相對較簡單, 不需要很深的地坑, 占地面積也沒有明顯的擴(kuò)大等優(yōu)點。

中重院開發(fā)的LG-10 -GHLL、LG-15 -GHLL、LG-30 -GHLL和LG-60 -GHLL四種高速冷軋管機(jī)和德國米爾公司的第六代高速冷軋管機(jī)KPW25LC、KPW50LC和KPW75LC軋機(jī)采用雙扇形塊平衡機(jī)構(gòu)。雖然此平衡機(jī)構(gòu)不能平衡二階慣性力, 但因中、小型規(guī)格的冷軋管機(jī)二階慣性力影響較小, 可以忽略。

哈默納科電機(jī)CSD-50-50-2A-GR4 垂直擺錘平衡機(jī)構(gòu)

垂直擺錘平衡機(jī)構(gòu)是將平衡連桿所連接的重錘通過連桿連接起來, 在機(jī)架往復(fù)運(yùn)動時, 重錘作圓周方向上的擺動。此時, 由平衡重產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩可以平衡軋機(jī)機(jī)架產(chǎn)生的慣性力和慣性力矩, 從而達(dá)到提高軋機(jī)機(jī)架往復(fù)擺動速度的目的。

中重院開發(fā)的LD-120型多輥軋機(jī)和德國米爾公司上世紀(jì)70年代生產(chǎn)的KPW25VMR型高速軋機(jī)采用垂直擺錘平衡方式。

在機(jī)架中裝有軋輥軸、軋輥環(huán)、軸承座、同步齒輪和壓下調(diào)整裝置, 機(jī)架是承受軋制力的主要部件。

最早的軋機(jī)機(jī)架是鑄鋼閉式機(jī)架, 左、右兩片牌坊連為一體, 強(qiáng)度和剛性好, 但在更換產(chǎn)品規(guī)格及維修裝拆軋輥部件時, 必須將整體機(jī)架從機(jī)座中取出放置于特設(shè)的維修區(qū)進(jìn)行拆裝, 費(fèi)工、費(fèi)時, 勞動強(qiáng)度較大。

目前我國仍在使用的二輥半圓孔型冷軋管機(jī)如LG-30、LG -55、LG -80、LG -120、LG-150等, 采用鑄鋼閉式機(jī)架的基本結(jié)構(gòu)。進(jìn)入80年代, 吸收國外同類軋機(jī)技術(shù), 中重院和洛陽礦山機(jī)械研究院同時開發(fā)了開式機(jī)架。中重院經(jīng)光彈試驗進(jìn)一步驗證開式機(jī)架的合理性與可靠性。

開式機(jī)架的上橫梁由活動橫梁代替并用連接螺栓固定。左、右兩片牌坊分開加工后用四根預(yù)應(yīng)力連接螺栓4連接并固緊定位, 機(jī)架下面采用整體的黃銅或尼龍滑板, 實踐證明效果良好。