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【摘要】本文介绍一套新型二十辊轧机移动式换辊装置，用以更换工作辊、第一中间辊及第二中间辊，并将供油装置设置在车体的后侧，通过硬管连通三个驱动油马达和驱动油缸，省略拖链后增加了大量的工作空间，而且供油装置起到了配重的作用，使车体在更换轧辊时更加的平稳、安全。
【关键词】新型；二十辊轧机；移动式；换辊装置
中图分类号：S776.03 文献标识码：A 文章编号：
一、引言
二十辊轧机是一种重要的金属板材加工设备，其内安装的二十根各种辊子为对称安装的上下两组，如图1所示，每组中包括第一层的四根支承辊1、第二层的三根二中間辊2，第三层的两根一中间辊3，最内层的一根工作辊4，其中三根二中间辊两边的两根为传动辊，上下两组的工作辊相互压接在一起。
图1 二十辊辊子分布示意图
移动式换辊装置是用来更换二十辊轧机辊子的专用设备。与移动式换辊架配合使用，完成辊子的更换。
二、国内外二十辊轧机换辊设备的现状
（一）因国内二十辊轧机的发展历史较短，换辊设备的研发相对滞后。
（二）而国外二十辊冷轧机的换辊装置经过多年发展使用，形式新颖、操作方便。引进的森德威机型换辊具有代表性，其结构形式如下：
移动式换辊车用于更换第一中间辊及工作辊，通过车体前后移动、钳口的左右横移及钳口的上下升降来对准不同辊子的位置，通过钳口的夹紧夹取辊子。而完成这些功能的液压缸及油马达的管路通过软管连通安装在地面的液压阀组，该液压阀组通过油泵连通油箱。这些软管设置在轨道间的拖链内，车体移动时会带动拖链移动。
移动式换辊架采用固定底座上安装液压缸，推动换辊架伸出至换辊位置，针对不同辊子设置相应的辊架。以便于更换不同的辊子。
其存在的缺点：
1、移动式换辊装置可以更换工作辊、一中间辊共计6根辊子，其余6根二中间辊的更换另需一套C型平衡锤装置。
2、上述车体前后移动、钳口横移丝杠和钳口竖移丝杠分别使用三个油马达，钳口的上下分合使用油缸，三个油马达和油缸均通过软管连通安装在地面的液压阀组，该液压阀组通过油泵连通油箱。这些软管密集的设置在轨道间的拖链内，车体移动时会带动拖链移动，易造成损坏，较长的拖链还会影响操作人员的工作空间，而且拖链内的软管排布拥挤，一旦泄露，不易维修。
三、 推陈出新以适应自主发明的新型二十辊轧机辊系更换
移动式换辊装置的设计，必须适应研发的新型二十辊轧机的所有中间辊与工作辊的辊径变化，适用于不同位置、不同直径的辊子。为满足本机型换辊工艺要求，特对换辊工艺流程进行了详细分析。并结合现有较少的资料，以完成更换辊子为设计目的，提出了一套换辊基本方案。
换辊小车由沿主机列平行方向水平移动的车体、垂直于机列方向沿机架窗口水平方向适应不同中间辊与工作辊位置的水平横移机构、垂直升降机构及换辊钳口组成。
车体沿主机列平行方向的水平移动是由油马达带动车轮实现，退回至最后位时是通过设置接近开关保证后限位；水平横移及垂直升降机构都是通过油马达带动丝杠的进给机构完成；换辊钳口通过油缸带动通过双导柱保证同步性的上钳口上下升降,下钳口保持不动,实现上下钳口的夹紧及松开。
移动式换辊架采用固定底座上安装液压缸，推动换辊架伸出至换辊位置，针对不同辊子设置相应的辊架。以便于更换不同的辊子。
本方案的优点：
（一）由于二十辊轧机辊系排布较为密集的特点，换辊空间较为狭小，同一套钳口装置如果可以更换工作辊，需要较小的结构尺寸，当在更换第二中间辊的时候，钳口的强度就不能满足。
针对于这个问题，经过多次研究模拟，设计一套上下钳口，其强度可以满足更换第二中间辊（见图2、图3），在更换工作辊时，夹装一套管，将套管的另一端套在工作辊上，以便更换结构尺寸较小的工作辊。
图2 上钳口受力分析图
图3 下钳口受力分析图
（二）由于换辊车上所有驱动元件的软管密集的设置在轨道间的拖链内，车体移动时会带动拖链移动，易造成损坏，较长的拖链还会影响操作人员的工作空间，而且拖链内的软管排布拥挤，一旦泄露，不易维修。经过多次论证，将供油装置安装在车体的后侧，其通过硬管连通驱动钳口横移丝杠的油马达、驱动钳口竖移丝杠的油马达和驱动钳口开合的油缸，硬管连接不易渗漏，省略拖链后增加了大量的工作空间。
四、实施情况与效果
（一）具体实施情况
二十辊轧机移动式换辊装置，如图4所示，包括车体10、钳口横移丝杠4、钳口竖移丝杠5和钳口7，车体通过车轮9在轨道8上运行，其上安装一支架3，该支架上水平安装钳口横移丝杠，钳口竖移丝杠竖直安装在由钳口横移丝杠驱动的框架6内，钳口竖移丝杠驱动钳口，本实用新型的创新在于：在车体后侧安装一供油装置，该供油装置通过管路分别连通驱动车体前后移动的油马达、驱动钳口横移丝杠的油马达、驱动钳口竖移丝杠的油马达和驱动钳口开合的油缸。供油装置包括油箱12、液压阀组1和油泵2，油箱安装在车体后侧，油箱上安装液压阀组和油泵，油箱通过油泵和液压阀组分别连通所述油马达和油缸。由于车体较小，所以油箱安装在车体所装支架后侧面的托架11上。
（二）实施效果
1、与原有进口二十辊轧机移动式换辊装置只能更换工作辊及一中间辊共计6根辊子，另需一套C型平衡锤装置更换二中间辊的6根辊子相比，使用新型二十辊轧机一套移动式换辊装置完成更换工作辊、一中间辊及二中间辊共计12根辊子，大大提高了工作效率，节约了成本。且原有二十辊轧机移动式换辊车的车体前后移动、钳口横移丝杠和钳口竖移丝杠分别使用三个油马达，钳口的上下分合使用油缸，三个油马达和油缸均通过软管连通安装在地面的液压阀组，该液压阀组通过油泵连通油箱。这些软管密集的设置在轨道间的拖链内，车体移动时会带动拖链移动，易造成损坏，较长的拖链还会影响操作人员的工作空间，而且拖链内的软管排布拥挤，一旦泄露，不易维修。现将供油装置安装在车体的后侧，通过硬管连通驱动车体前后移动的油马达、驱动钳口横移丝杠的油马达、驱动钳口竖移丝杠的三个油马达和驱动钳口开合的油缸，硬管连接不易渗漏，省略拖链后增加了大量的工作空间，而且供油装置起到了配重的作用，使车体在更换轧辊时更加的平稳、安全。
2、现该新型二十辊轧机移动式换辊装置已申请国家实用新型专利并以授权。
图4 移动式换辊车结构形式
五、结束语
在设计新型二十辊轧机移动式换辊装置的过程中，以现代设计理论、方法、技术为基础，运用工程设计经验、知识和创新思维，对原有移动式换辊进行解剖、深化和再创造。不仅能够满足业主提出的要求，在此基础上进行优化创新，使其功能更加完善，使用更加方便，成本更加降低。
【参考文献】
[1] 潘纯久，二十辊轧机及高精度冷轧带钢生产.北京:[M]冶金工业出版社,2003.
[2] 曲克，轧钢工艺学.北京:[M]冶金工业出版社，2004.
【关键词】新型；二十辊轧机；移动式；换辊装置
中图分类号：S776.03 文献标识码：A 文章编号：
一、引言
二十辊轧机是一种重要的金属板材加工设备，其内安装的二十根各种辊子为对称安装的上下两组，如图1所示，每组中包括第一层的四根支承辊1、第二层的三根二中間辊2，第三层的两根一中间辊3，最内层的一根工作辊4，其中三根二中间辊两边的两根为传动辊，上下两组的工作辊相互压接在一起。
图1 二十辊辊子分布示意图
移动式换辊装置是用来更换二十辊轧机辊子的专用设备。与移动式换辊架配合使用，完成辊子的更换。
二、国内外二十辊轧机换辊设备的现状
（一）因国内二十辊轧机的发展历史较短，换辊设备的研发相对滞后。
（二）而国外二十辊冷轧机的换辊装置经过多年发展使用，形式新颖、操作方便。引进的森德威机型换辊具有代表性，其结构形式如下：
移动式换辊车用于更换第一中间辊及工作辊，通过车体前后移动、钳口的左右横移及钳口的上下升降来对准不同辊子的位置，通过钳口的夹紧夹取辊子。而完成这些功能的液压缸及油马达的管路通过软管连通安装在地面的液压阀组，该液压阀组通过油泵连通油箱。这些软管设置在轨道间的拖链内，车体移动时会带动拖链移动。
移动式换辊架采用固定底座上安装液压缸，推动换辊架伸出至换辊位置，针对不同辊子设置相应的辊架。以便于更换不同的辊子。
其存在的缺点：
1、移动式换辊装置可以更换工作辊、一中间辊共计6根辊子，其余6根二中间辊的更换另需一套C型平衡锤装置。
2、上述车体前后移动、钳口横移丝杠和钳口竖移丝杠分别使用三个油马达，钳口的上下分合使用油缸，三个油马达和油缸均通过软管连通安装在地面的液压阀组，该液压阀组通过油泵连通油箱。这些软管密集的设置在轨道间的拖链内，车体移动时会带动拖链移动，易造成损坏，较长的拖链还会影响操作人员的工作空间，而且拖链内的软管排布拥挤，一旦泄露，不易维修。
三、 推陈出新以适应自主发明的新型二十辊轧机辊系更换
移动式换辊装置的设计，必须适应研发的新型二十辊轧机的所有中间辊与工作辊的辊径变化，适用于不同位置、不同直径的辊子。为满足本机型换辊工艺要求，特对换辊工艺流程进行了详细分析。并结合现有较少的资料，以完成更换辊子为设计目的，提出了一套换辊基本方案。
换辊小车由沿主机列平行方向水平移动的车体、垂直于机列方向沿机架窗口水平方向适应不同中间辊与工作辊位置的水平横移机构、垂直升降机构及换辊钳口组成。
车体沿主机列平行方向的水平移动是由油马达带动车轮实现，退回至最后位时是通过设置接近开关保证后限位；水平横移及垂直升降机构都是通过油马达带动丝杠的进给机构完成；换辊钳口通过油缸带动通过双导柱保证同步性的上钳口上下升降,下钳口保持不动,实现上下钳口的夹紧及松开。
移动式换辊架采用固定底座上安装液压缸，推动换辊架伸出至换辊位置，针对不同辊子设置相应的辊架。以便于更换不同的辊子。
本方案的优点：
（一）由于二十辊轧机辊系排布较为密集的特点，换辊空间较为狭小，同一套钳口装置如果可以更换工作辊，需要较小的结构尺寸，当在更换第二中间辊的时候，钳口的强度就不能满足。
针对于这个问题，经过多次研究模拟，设计一套上下钳口，其强度可以满足更换第二中间辊（见图2、图3），在更换工作辊时，夹装一套管，将套管的另一端套在工作辊上，以便更换结构尺寸较小的工作辊。
图2 上钳口受力分析图
图3 下钳口受力分析图
（二）由于换辊车上所有驱动元件的软管密集的设置在轨道间的拖链内，车体移动时会带动拖链移动，易造成损坏，较长的拖链还会影响操作人员的工作空间，而且拖链内的软管排布拥挤，一旦泄露，不易维修。经过多次论证，将供油装置安装在车体的后侧，其通过硬管连通驱动钳口横移丝杠的油马达、驱动钳口竖移丝杠的油马达和驱动钳口开合的油缸，硬管连接不易渗漏，省略拖链后增加了大量的工作空间。
四、实施情况与效果
（一）具体实施情况
二十辊轧机移动式换辊装置，如图4所示，包括车体10、钳口横移丝杠4、钳口竖移丝杠5和钳口7，车体通过车轮9在轨道8上运行，其上安装一支架3，该支架上水平安装钳口横移丝杠，钳口竖移丝杠竖直安装在由钳口横移丝杠驱动的框架6内，钳口竖移丝杠驱动钳口，本实用新型的创新在于：在车体后侧安装一供油装置，该供油装置通过管路分别连通驱动车体前后移动的油马达、驱动钳口横移丝杠的油马达、驱动钳口竖移丝杠的油马达和驱动钳口开合的油缸。供油装置包括油箱12、液压阀组1和油泵2，油箱安装在车体后侧，油箱上安装液压阀组和油泵，油箱通过油泵和液压阀组分别连通所述油马达和油缸。由于车体较小，所以油箱安装在车体所装支架后侧面的托架11上。
（二）实施效果
1、与原有进口二十辊轧机移动式换辊装置只能更换工作辊及一中间辊共计6根辊子，另需一套C型平衡锤装置更换二中间辊的6根辊子相比，使用新型二十辊轧机一套移动式换辊装置完成更换工作辊、一中间辊及二中间辊共计12根辊子，大大提高了工作效率，节约了成本。且原有二十辊轧机移动式换辊车的车体前后移动、钳口横移丝杠和钳口竖移丝杠分别使用三个油马达，钳口的上下分合使用油缸，三个油马达和油缸均通过软管连通安装在地面的液压阀组，该液压阀组通过油泵连通油箱。这些软管密集的设置在轨道间的拖链内，车体移动时会带动拖链移动，易造成损坏，较长的拖链还会影响操作人员的工作空间，而且拖链内的软管排布拥挤，一旦泄露，不易维修。现将供油装置安装在车体的后侧，通过硬管连通驱动车体前后移动的油马达、驱动钳口横移丝杠的油马达、驱动钳口竖移丝杠的三个油马达和驱动钳口开合的油缸，硬管连接不易渗漏，省略拖链后增加了大量的工作空间，而且供油装置起到了配重的作用，使车体在更换轧辊时更加的平稳、安全。
2、现该新型二十辊轧机移动式换辊装置已申请国家实用新型专利并以授权。
图4 移动式换辊车结构形式
五、结束语
在设计新型二十辊轧机移动式换辊装置的过程中，以现代设计理论、方法、技术为基础，运用工程设计经验、知识和创新思维，对原有移动式换辊进行解剖、深化和再创造。不仅能够满足业主提出的要求，在此基础上进行优化创新，使其功能更加完善，使用更加方便，成本更加降低。
【参考文献】
[1] 潘纯久，二十辊轧机及高精度冷轧带钢生产.北京:[M]冶金工业出版社,2003.
[2] 曲克，轧钢工艺学.北京:[M]冶金工业出版社，2004.