重型数控轧辊磨床头架预启动装置设计.pdfVIP

精密制造与 自动化 2010年第2期 重型数控轧辊磨床头架预启动装置的设计 陈建民 上海机床厂有限公司 (200093) 随着我国钢铁行业的高速发展，板材的生产量 机和启动电机的共同作用下转动，当工件转速超过 急速增加，其中特别是宽厚板需求量大幅上升 。然 预启动装置的输 出转速后超越离合器 自动脱开，预 而在宽厚板的生产过程中，大型轧机是必不可少的 启动电机不起作用，工件随主电机速度旋转。通过 关键设备，钢锭通过轧机在重型轧辊的碾压下形成 这一巧妙的设计安排，合理地解决了预启动装置工 所需的产品。在整个产生过程中钢板的表面质量取 作时必须满足的三个条件 。机构如图 1所示。 决于轧辊的表面质量 ，轧辊的形状误差和表面缺陷 将全部复印到钢板上 。同时在连续的轧制过程 中轧 辊表面的疲劳损伤也会复印到钢板上，影响钢板的 质量 。因此在轧钢厂需要不断地修磨轧辊 。众所周 知大型轧机上的轧辊都是几十吨，甚至上百吨重的 重型工件，在修磨时轧辊在磨床上一般采用托持两 档轴承颈，磨床头架拨动工件沿着轧辊 自身的中心 线旋转。因为工件很重，启动时为克服静摩擦力需 要很大的启动扭矩，而在正常运转时扭矩则大大减 少。这就对我们设计重型轧辊磨床提出了一个课题， 如何正确地设计轧辊磨床头架，合理地解决静态启 动扭矩和动态转动扭矩就是我们设计头架预启动装 置的初衷。 1 预启动装置的工作原理 预启动装置其实就是机床带动工件旋转时为克 服静摩擦力辅助的动力装置 。在设计时必须满足： (1)有足够的输 出扭矩；(2)只是在启动重型工件 旋转时为克服静摩擦力瞬时推一把 ；(3)当工件正 常旋转时必须马上脱开，不参于以后的磨削循环工 作 。因此在设计时首先应考虑到重型工件在静态启 动时速度较慢 ，启动扭矩较大 ，故采用蜗轮、蜗杆 机构加二级齿轮的减速结构，这样满足了低速大扭 矩的要求 。但预起动装置设计的最大技术难点在于 当工件在机床头架的主电机和预启动装置的启动电 机共 同作用下转动时，工件便随头架主电机的加速 度逐渐达到正常工作转速，而预启动电机无法在加 速过程中与头架主电机的输出转速达到同步，这必 1一电机 2一蜗杆 3．蜗轮 4一第一级减速齿轮组主动齿轮 5．超越离合器 然造成在加速过程中两个 电机的速度干涉。对此我 6一被动齿轮 7一第二级减速齿轮组主动齿轮 8．被动齿轮 9．驱动齿轮 们经过多次试验和反复修改，最终在预起动装置中 10．体壳 1l-油缸 l2旋转接头 13．花键轴 设置 了一个超越离合器。工件在静止状态时在主电 图1 预启动装置结构图 27 精密制造与 自动化 2010年第2期 2 机械机构的特点 个液力离合器可根据输 出扭矩大小自动将活塞杆推 预启动装置工作步骤：油缸通过旋转接头推动 出和缩进。当液力离合器脱开后工件完全 由主 电机 花键轴、驱动齿轮前行到与头架拨盘上的大齿轮啮 驱动，完成预启动过程。这套结构从原理上和设计布 合，驱动齿轮到位后行程开关发讯，此时主电机和 局上安排得相当巧妙，也能满足实际使用 。但制造 预启动装置电机 同时启动，通过各 自的两条传动链 难度很大，生产成本很高。大内齿轮加工 比较困难， 合力克服静摩擦力，瞬时将重型轧辊转动起来。重 精度也难达到设计要求 。预启动油缸是这套机构的 型轧辊随着主电机的加速度逐渐升速。当轧辊的转