浅析冷轧管机平衡系统有哪几种？

普通冷轧管机的传动方式通过偏心齿轮驱动机架往复运动。

为了克服轧机机架在往复运动中产生的巨大惯性力和惯性力矩, 提高机架的速度, 必须采用惯性力和惯性力矩的平衡装置。

我国冷轧管机的平衡系统有以下几种:垂直滑动重锤平衡机构、水平滑块平衡机构、双扇形块平衡机构和垂直摆锤平衡机构。

1、垂直滑动重锤平衡机构

重锤平衡机构包括一个水平方向和一个垂直方向的曲柄滑块机构。

机架的转矩靠相错90°相位角的重锤来平衡。机架减速时释放出的能量, 由重锤储存起来, 在机架加速时再次利用;机架和重锤的惯性力靠曲轴上的扇型块的作用来平衡。转矩平衡,使峰值大大减小, 且出现曲轴端的全部力矩总和没有负值, 即使电动机的输出力矩不反向, 其波动的最大值不超过额定值的±10%;惯性力平衡使剩余的旋转惯性力只有机架惯性力最大值的±10%左右。

中重院开发的LG-180 -HL、LG-220 -HL轧机采用垂直滑动重锤平衡机构, 德国米尔公司的KPW或SKW系列的早期VM型和近代VMR高速轧机也采用此平衡机构。

垂直滑动平衡的平衡效果明显, 不仅使机架的惯性力得到了平衡, 而且使惯性也得到了平衡, 因此使机架的运动速度得到了大幅度提高。但是垂直平衡必须有较深的地坑, 增加投资且给正常的维修增加了难度, 因此应用范围受到很大的限制。

2、水平滑块平衡机构

平衡块放置于与轧制中心线平行的水平面上。带动机架的曲轴与带动平衡块的曲轴的相位相错105°。水平平衡不需要较深的基础, 基建费用较低, 维护与检修比较方便, 无重力矩的影响。但是占地面积较大, 曲轴的拐数增多, 不便于加工制造。

60年代我国设计的LG-150、LG-200冷轧管机和德国米尔公司早期的高速轧机采用水平滑块平衡方式。因水平平衡遇到的问题更多些, 占地面积较大且给正常的生产带来很大的不便, 几乎没有得到推广应用。

3、双扇形块平衡机构

为了平衡机架高速运动所产生的一阶惯性力, 在曲轴上(与曲柄成180°)装上适当配重的扇形块。为了平衡扇形块的惯性力, 在与曲轴等速旋转的平衡轴上加适当的平衡轴扇形块, 使机架的运动速度成倍提高。双扇形块平衡具有制造和安装使用相对较简单, 不需要很深的地坑, 占地面积也没有明显的扩大等优点。

中重院开发的LG-10 -GHLL、LG-15 -GHLL、LG-30 -GHLL和LG-60 -GHLL四种高速冷轧管机和德国米尔公司的第六代高速冷轧管机KPW25LC、KPW50LC和KPW75LC轧机采用双扇形块平衡机构。虽然此平衡机构不能平衡二阶惯性力, 但因中、小型规格的冷轧管机二阶惯性力影响较小, 可以忽略。

4、垂直摆锤平衡机构

垂直摆锤平衡机构是将平衡连杆所连接的重锤通过连杆连接起来, 在机架往复运动时, 重锤作圆周方向上的摆动。此时, 由平衡重产生的惯性力和惯性力矩可以平衡轧机机架产生的惯性力和惯性力矩, 从而达到提高轧机机架往复摆动速度的目的。

中重院开发的LD-120型多辊轧机和德国米尔公司上世纪70年代生产的KPW25VMR型高速轧机采用垂直摆锤平衡方式。

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