辊式矫直机矫直方案的优选与压下量的计算

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1、设计计算 辊式矫直机矫直方案的优选 与压下量的计算 洛阳有色金属加工设计研究院 杨双成 摘要 应用矫直变形理论对辊式矫直机的矫直方案进行了计算分析 比较和优选 并对最优方案下 各矫直辊的压下量进行了计算 用于指导生产实践 取得了良好的效果 叙词 矫直变形理论 相对曲率 矫直方案 压下量 Abstract Inthisarticle severalstraighteningschemesarecalculated w ith straightening deformation theory Through analysis and comparison of these schemes the

2、opti mumscheme is chosed The compressive deformation as to the opti mum scheme is calculated the results are applied to guide the straightening process and achieve good effect Descriptors straightening deformationtheory relative curvature straightening schemes compressive deformation 1 前言 辊式矫直机广泛应用于

3、矫直各种规格 各种 材质的金属板带材 在一条机列中往往置于主机 之前作粗矫直及喂料用 轧件连续通过交错排列 且转动着辊子 得到多次反复反向的弯曲 如果 辊子的压下量调整适当 可使轧件不同原始曲率 迅速变为均一的曲率 逐渐将轧件矫平 矫直机 矫直方案的合理确定 不仅可以有效地矫正轧件 使轧件平直 板形质量得到改善 而且可以降低 设备的承载能力和提高经济效益 矫直机压下量 的计算是生产实践中制定矫直规程的依据 作者 根据有关文献资料和现场调试数据研究了某厂十 一辊矫直机的矫直方案并依据压下量的计算制定 了矫直压下规程 用于指导现场调试和生产实践 取得了较好的效果 2 交变弯曲矫直理论 对于理想弹塑

4、性板带材 若其经过第i辊时 具有相对原始曲率为C0i 相对反弯曲率为C i 则 作者简介 杨双成 男 31岁 工程师 硕士 洛阳有色金属 加工设计研究院 471039 可确定其相对弹复曲率Cti为 Cti 115 1 2C 2 zi 式中 Cti第i辊下的相对弹复曲率 Cti 1 ti 1 j ti第i辊下的弹复曲率半径 j纯弹性变形时弹性极限弯曲半径 Czi第i辊下的相对总弯曲曲率 Czi C0i C i 板材经过该辊后的相对残余曲率Csi为相对 反弯曲率C i和相对弹复曲率Cti之差 即 Csi C i Cti 轧件矫直的基本原则是 轧件经过反弯 弹 复后的相对残余曲率Csi为零 即反弯曲

5、率C i等 于反弯之后的弹复曲率Cti 如果轧件弹复后还未被矫直 则此残余曲率 Csi即为下一次再弯曲时的原始曲率 即 Csi C 0 i 1 3 矫直机调整方案的确定 矫直机的调整方案应根据矫直机的类型和上 矫直辊的调整方式来确定 本文论述的十一辊矫直机的结构型式为 上 72 2000 No16 重 型 机 械 矫直辊组和下矫直辊组都为水平列辊式 上排六 辊 下排五辊 调整上矫直辊组的倾角和压下量 可使上 下矫直辊列形成两种形式 1 平形式 2 整体倾斜式 4 矫直方案的比较和优化选择 十一辊矫直机矫直的板材为热轧后或水平连 铸后的铜带卷 可视为理想弹塑性材料 在大量计算的基础上 选取了四种

6、矫直方案 来进行比较 方案一 三是上排矫直辊整体倾斜 调整时的三个方案 整体倾斜调整的矫直机尾部 矫直辊的 一般为第n 1辊 压下量的相对反弯 曲率C n 1 1 以第二辊至第n 1辊作为相对 曲率计算的起止点 其间各辊的相对反弯曲率按 线性规律来确定 方案四为上排矫直辊整体平行 调整时的一个方案 四种矫直方案的计算结果列 于表1 表1 板材在矫直过程中各种相对曲率的计算结果 方案 相对 曲率 矫 直 辊 编 号 234567891011 方 案 一 C0i 5100001012 0117601084 0107001038 0102201006 01001 01001 001222 01119

7、01100 0106401041 010200100700 51000510000105001160 0104401050 01015010110100301003 C i11500 11438 11376 1131411252 1119011128 1106611004 Czi 615001145011552113981132211228111501107211005 115001166011495114141131611231111481107311004 6143811326114741129611240111431107711001 Cti 1148811262112921124411

8、21411168111221106511005 112781131911276112501121111170111211106611004 1148811216112701120211175111171106911001 方 案 二 C0i 10100001004 0117801083 0107001038 0102201006 01001 01001 001222 0111901100 0106401041 010200100700 101000100105801164 010430105 01015010110100301003 C i11500 1143811376 1131411252

9、 1119011128 1106611004 Czi 1115001144211554113971132211228111501107211005 115001166011495114141131611231111481107311004 11143811318114781129511240111431107711001 Cti 114961126011293112441121411168111221106511005 112781131911276112501121111170111211106611004 1149611212112711120211175111171106911001 方

10、 案 三 C0i 10100011503 11278 011556 11277 10100010 11253 11035 0179601564 0134301147 01006 01006 C i31000 2175021500 2125021000 1175011500 1125011000 Czi 1310004125331778 310004130631777 1217531753 312582179621314118431139711006 Cti 1149711472 1144411473 11497 11465114541143611407113531124411006 82 重

11、型 机 械 2000 No16 续上表 方案 相对 曲率 矫 直 辊 编 号 234567891011 方 案 四 C0i 5100001012 0121901169 0117901177 01178 001222 0116901179 0117701178 01178 510005 0101201219 0116901179 01177 01178 0117801178 C i11500 1150011500 1150011500 1150011500 1150011500 Czi 61500115121171911669116791167711678 1150011722116691167

12、9116771167811678 615001151211719116691167911677 1167811678 Cti 114881128111331113211132311322 112781133111321113231132211322 1141811281113311132111323 113221132211322 分析表1中的数据 可以得出如下的结论 1 上排矫直辊整体平行调整的矫直机 板 材在经过所有矫直辊后将获得较小的均一残余曲 率 但若矫直机出口侧没有一个能单独可调的矫 直辊 则板材将不能被完全矫平 2 上排矫直辊整体倾斜调整的矫直机 当 适当增大第二辊的压下量而使其相

13、对反弯曲率 C 2加大时 前面几个辊子可迅速使板材获得同向 均一的残余曲率 后面几个辊子的主要作用是逐 渐减小趋于均匀的残余曲率 3 过大的反弯曲率对矫直质量没有好处 选择合适的反弯曲率 不仅可以有效地矫直轧件 而且可以降低设备的承载能力 提高经济效益 4 对于具有不同原始曲率的轧件 选用较 小的相对反弯曲率可以将轧件矫平 不必盲目加 大反弯曲率 5 通过对经过矫直辊后板材各种相对曲率 的变化的分析比较 可以优选矫直方案 通过分析与比较可知 方案二为最优矫直方 案 采用较小的反弯曲率可以将具有较大原始曲 率的板材矫直 降低了设备的承载能力 提高了 经济效益 5 压下量的计算 对于倾斜辊列矫直机

14、 按第三辊和第n 2辊 为起止点调整压下量和倾角 比按第二辊和第n 1辊调整所获得的矫直质量好 1 对于理想弹 塑性板材各矫直辊的压下量可按下式计算 fy i 2Kf ifj mm 式中 Kf i 1 3 1 C 2 zi 2 20 18 Czi 2 C 3 zi fj被矫板材弹性极限弯曲时的挠度 fj Mjt2 48EJ mm Mj板材纯弹性弯曲时的弹性极限弯 曲力矩 Mj bh2 6 s N mm E被矫板材的弹性模量 M Pa J被矫板材的横截面惯性矩 mm 4 t矫直辊辊距 mm b被矫板材的宽度 mm h被矫板材的厚度 mm s被矫板材的屈服强度 M Pa 6 结束语 应用上述压下量

15、的计算公式按方案二对十一 辊矫直机的第三辊和第九辊的压下量进行了计 算 并依此按线性规律确定了其他矫直辊的压下 量以及位于矫直机上机架入口侧和出口侧开口度 指示器的指示数 编制了对应于不同材质 不同 规格的板带材矫直规程 表2给出了用于指导现 场调试的部分铜带材矫直规程 分别对应于两种 材质的两种不同规格的热轧铜带卷 现场调试和 后来的生产实践表明 按照本文论述的方法而制 定的铜带材矫直规程在生产过程中取得了良好的 矫正效果和经济效益 下转第50页 92 2000 No16 重 型 机 械 离合器组成有 滑块 轴承 小滚轮 夹杆 弹簧 离合控制件等 动作原理 两轴装在两带 轴承的滑块中 由于弹

16、簧的作用 锻击前 离合 控制件在弹簧作用下一直上升 两带轴承的滑块 处于分开状态 轴上的滚轮空转 夹杆锤头处于 静止状态 当操作者将操纵杆下压时 离合控制 件向下移 两滑块及滚轮同向中心合并 此刻两 滚轮将锤杆夹紧 同时在滚轮转动作用下迅速上 升 由操作者目测一定高度 松开操纵杆而离合 控制件上升 两轴迅速分开 锤杆 锤头自由落 体下降 从而完成一次锤击 由理论力学分析 其 能量有如下表达式 不计运动摩擦力 W 1 2m v 2 下落速度 v 2gh W 1 2m 2gh 2 m gh 式中 m锤杆 锤头的质量 g自由落体重力加速度 h锤杆 锤头提升高度 改进后的离合器装置有以下优点 1 双向作用 受力合理 2 始终对中 克服了因磨损而引起锤的偏 心 3 控制灵活可靠 4 结构紧凑 5 减轻了操作者劳动强度 6 根除了制动离合对锤杆作用所引起的不 必要的损伤 提高了锤杆的使用寿命 4 夹杆锤的制动装置 改进后的夹杆锤制动装置简单 合理 适用 其结构原理如图3 图3 该制动装置是由滑块 连杆机构组成 滑块 半圆的接触面上镶有摩擦系数大而又抗磨的非金 属衬垫 滑块的分开闭合是通过连杆机构