拉弯矫张力辊的设计计算
管材矫直机的辊形计算
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（ ９ ）
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拉弯矫的操作控制
拉矫操作控制1：开卷张力和卷取张力的确定a:张力的计算：T=厚度*宽度*张力系数(10N-40N)(1kfg=10N)。
b:开卷张力的选择:最大开卷张力不超过上一道工序的卷取张力，最小保证能带紧1#张力辊不打滑。
C: 卷取张力的选择: 最小保证能卷齐卷紧不错层而且能带紧8#张力辊不打滑，一般选择是开卷张力的1.1—1.5倍。
2：延伸率的确定a:拉矫机设定的延伸率是前后张紧辊（张力辊）之间的相对速度差，其实它包含了以下几个部分：其中：——矫平来料板形缺陷所需的塑性延伸率；——铝带弹性变形所产生的延伸率；——拉矫机本身的延伸率损失或误差。
铝带弹性变形所产生的延伸率：是指除消除铝带的波浪以外，是由于拉矫机组系统产生的弹性变形，铝带在张紧辊产生的弹性滑移或过载打滑等现象所损失掉的延伸率。
拉矫机本身的延伸率损失或误差：是指驱动和传动系统的误差，如交流变频驱动的拉矫机速度误差较大，必须设置较大的延伸率。
b:延伸率可根据铝带的波浪程度来确定，其基本原则是所选择的有效延伸率只要大于铝带长短纤维之间的长度差一定的数值，能使铝带的最长纤维也开始产生一定数量(小量)的塑性变形即可。
一般而言，只采取拉伸矫直时，延伸率为0.3～0.8％，采用延伸率控制时,矫直所用的延伸率必须大于材料的屈服强度下的延伸率εS ,即ε>εS ,才能使材料发生塑性变形,达到矫直效果。
由式（1）可知,被矫直材料的延伸率可以表示为ε=(V2 - V1)/V1×100% (1)式中V1 ———入口张力辊的速度;V2 ———出口张力辊的速度。
3：其它工艺参数之间关系的确定铝带在拉矫过程中是靠拉伸和矫直（弯曲）共同作用使铝带整体发生延伸从而改善板形的。
其中矫直（弯曲）变形取决于矫直（弯曲）辊的压入量和矫直（弯曲）辊的直径。
矫直（弯曲）辊直径减小、压入量增大和张力的增加都会使铝带获得的延伸率增加。
上述三者之间是相辅相成、缺一不可的。
总的来说，张力在三者中对延伸率的影响最为明显，压入量的影响次之，矫直（弯曲）辊直径影响最小。
矫直机辊缝值的计算
简要介绍了莱钢中型型钢厂型钢矫直机的结构组成,描述了T3H控制系统的硬件配置和软件配置,详细阐述了型钢矫直机的控制功能.
3.会议论文 刘启胜 武钢热轧厂2号横切线2号矫直机改造 2001
武钢热轧厂2号横切线2号矫直机由于原设计本身存在问题,存在频繁烧毁工作辊滑动轴承的问题,致使该机一直不能投入正常使用,最终停用,严重影响了作业线的生产能力.通过对其工作辊系与支承辊改造、修复机架、改进润滑系统,使该机恢复了正常运行,设备的作业率大大提高,钢板矫正质量显著改善,满足了2号横切线的生产要求和用户对于钢板平整度的 要求,取得了良好的经济效益.
根据文献…中相对半径饱的定义
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（１）
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的座标下，便可求出辊闻板材的弯矩方程。 由解析几何可知，该弯矩方程为直线方
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２ ０ ０ １年第六届压力 加工设备学术研讨会
论文编号：ｃ ０ ５
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冶金炉辊辊径及张力设计公式
1张力辊直径计算原则：带钢缠绕在张力辊上不产生塑性弯曲变形，即按厚带材绕过张力辊的弯矩小于或等于带材的弹性极限弯矩计算辊径。
D：张力辊辊径。
h：钢板厚度。
E：带钢的弹性模量。
σs:带钢的屈服强度。
说明：1).由上述计算可以发现，带钢规格相同，屈服强度越高需要的辊径越小。
这正是带退火炉的热镀锌线入口张力辊径小，出口张力辊径大的原因。
2).带钢经过张力辊不产生塑性变形的要求是相对的，为了不使辊径过大，实际生产中允许部分厚规格产品产生塑性变形。
3).根据产品规格不同，热镀锌及酸洗冷轧生产线常用的张力辊辊径范围是500～1200mm。
4).在实际生产中，最大带钢厚度为1.2mm的镀锌线，张力辊辊径通常选取为550～650mm；拉矫机张力辊径650～700mm；最大带钢厚度为1.5mm的镀锌线，张力辊辊径通常选取为600～700mm；拉矫机张力辊径800mm；最大带钢厚度为2.0mm的镀锌线，张力辊辊径通常选取为800～1000mm；拉矫机张力辊径1000～1200mm；5).根据我公司的现有设计，张力辊辊径选取系列为：560mm；650mm；800mm；900mm；1000mm；1200mm。
6).辊身长度依据带钢的宽度选取，通常是带宽加200～300mm，常用的宽度系列是1000mm；1300mm；1500mm。
2张力辊允许产生的张力说明带钢经过张力辊后，张力值可以得到放大，放大的量取决于张力辊的结构、辊面材质、传动功率等，μ：带钢与张力辊之间的摩擦系数；采用钢辊时取0.1～0.15；采用衬胶辊时取0.18～0.25；带钢表面有油时，摩擦系数降低。
α：带钢在张力辊上的包角。
图一张力辊1#辊包角为180+61度=241度=4.2弧度。
计算时取0.9的利用系数。
λ：张力辊传动带钢，保证带钢不打滑可能产生的张力放大倍数。
这是可能产生的放大倍数，张力辊实际放大能力取决于传动功率，但是传动能力超过此范围也没有意义。
拉弯矫张力辊的设计计算
拉弯矫直机组设计中张力辊主要参数的计算符可惠（中色科技股份有限公司，河南洛阳471039）[摘要]：本文介绍了拉弯矫直机组的工作原理，张力辊组在拉弯矫直机中的作用及张力辊组基本参数的计算。
[关键词]：张力辊、放大系数、功率、延伸率近年来，随着轧制技术的快速发展，薄带材的平直度已经有了较大改善。
然而，随着用户对板带材平直度的要求更加严格，矫直设备的需求也有了跨越式的发展，其中拉弯矫直设备是提升薄带材板型质量的重要设备之一，它是通过使带材产生一定的延伸量来消除带材波浪、获得良好板型。
拉弯矫直的工作原理：拉弯矫直机是综合了连续张力矫直机和辊式矫直机的特点，使带材在拉伸和弯曲的作用下，连续多次正反弯曲，在大变形矫正下，逐步产生塑性延伸并释放板材内应力，以消除板带材在冷加工时产生的波形、翘曲、侧弯和潜在的板型不良等缺陷，使厚度薄、材料硬的薄带材达到板型平整，满足高端用户的需求。
张力辊组是拉弯矫直机组中的重要设备，拉弯矫直所需的张力主要是靠张力辊组之间张力递增来实现；入口张力辊组最后一个辊和出口张力辊组第一个辊的速度差产生必要的延伸率。
张力递增倍数与带材和张力辊之间的包角、摩擦系数有关。
摩擦系数在实际运行当中也有许多变数，由于包胶辊在使用一段时间后辊面会被磨光，因此辊面与带材之间的摩擦系数会急剧下降，导致系统无法正常工作。
所以，在设计张力辊时既要满足张力要求又要防止张力辊组与带材打滑现象的发生。
下面我们以无锡某厂700mm不锈钢拉弯矫直机组张力辊的参数选择加以说明。
1 张力辊辊径张力辊组设计的基本要求是既要满足张力需要又要防止张力辊组与带材打滑现象的发生，带材包绕在张力辊上，在其包绕接触处产生摩擦力，正是这个摩擦力，使出口张力与入口张力按某种规律变化，借此改变张力值，对机组实现张力控制。
带材材质：不锈钢带材的屈服极限：σs=205~510N/mm²带材的弹性模量；E=206GPa带材厚度：h= 0.08~0.6mm带材宽度b≤550mm机组速度v：0—100—150 m/minT=30k N最大开卷张力：b最大卷取张力： c T =35 kN最大拉伸张力： n T =200kN下面以入口张力辊组为例，进行主要主要参数的计算。
拉矫机前后张力辊驱动方式的比较
独立电控式张力辊驱动与机械组合式张力辊驱动的比较在冷轧薄板生产线上的拉伸矫正工序中，目前普遍采用的张力辊驱动方式有两种：独立电控式张力辊驱动与机械组合式张力辊驱动。
下面就两种方式进行计算比较：技术数据要求图1：张力拉伸工作原理示意图及所要求技术数据一.独立电控式(Briddle)Roll2 Roll1 Roll4 Roll3图2：独立电控式张力辊驱动示意图如图2，4个辊的转速关系由控制器实现。
如果电机额定转速按1500rpm计算，减速机采用Eisenbeiss模块化设计标准减速机，工矿系数按1.85,主要技术数据计算结果如下：以Roll2为例,演示以上数据计算过程:电机计算功率:考虑扭矩要求及交流电机调速恒扭矩特性,应以n2max为计算依据: P=-95500×82.32/9550=-823Kw减速机计算传动比:I=1500/82.32=18.22 查表得标准传动比 17.917 二级传动减速机规格: 减速机所需最小扭矩 T2×1.85=95500×1.85=177KNm查表选D500规格电机转速范围: n1min =n2min×17.917=76.52×17.917=1371rpmn 1max =n2max×17.917=82.32×17.917=1475rpm主驱动电机+控制器其他辊的数据计算以此类推.此种传动方式下总功耗: ΣP=-823-442+597+1148=480Kw二.机械组合式(Tension Leveller)辅助电机+控制器轴3轴2轴1轴4行星差动减速机Roll2 Roll1 Roll4 Roll3图3：机械组合式张力辊驱动示意图如图3所示，4个辊的转速关系由主电机传动与辅助电机传动控制实现。
电机额定转速按1500rpm,工况系数按1.85,此系统下各主要技术数据计算结果如下：下面以Roll3及Roll2为例,演示各数据计算过程:Roll3:主传动比: i主=1500/82.32=18.22rpm主电机调速范围: i×n2主min: 18.22×79.577=1449.89rpmmax: 18.22×82.32=1500rpmRoll2:主传动比: i=1500/(76.52-δ)=19.995 δ为经验值,在此取主1.5主传动输出min: 1450/19.995=72.518rpm转速范围: max: 1500/19.995=75.019rpm输出轴所需min:76.52-75.019=1.501rpm调速范围Δn: max:82.32-72.518=9.802rpm辅传动比: 1500/9.802=153辅电机调速范围: min 153×1.501=230rpmmax 153×9.802=1500rpm辅电机轴所需扭矩: -95500/153=-624Nm辅电机计算功率: -624×1500/9.55=-98Kw轴2扭矩: -95500/19.995=-4776Nm轴1扭矩: -4776-51300/20.06=-7333Nm轴4扭矩: -7333+69300/19.1=-3705Nm轴3扭矩: -3705+133200/18.222=3605Nm主电机计算功率: 3605×1500/9.55=566Kw其它辊的相关数据的计算照此类推。
张力计算方法
张力控制资料张力计算方法:在彩涂线上，带钢在通过悬垂式固化炉和卷取机在卷绕带钢时，必须具有一定的张力。
卷取张力的大小取决于产品规格和生产工序。
带钢张力值选取得不合适，直接影响带钢的质量和生产操作。
张力过大，使电机容量增大，而且易发生断带；张力过小，易引起带钢跑偏而影响产品质量。
（1）卷取张力卷取张力T为：(1-1)式中——单位张应力，MPa；——带钢宽度，mm；——带钢厚度，mm。
卷取机卷取张力由电动机力矩产生，电动机力矩为：(1-2)式中——电动机结构常数；——电动机磁通；——电动机电枢电流。
卷取张力T与电动机力矩M的关系如下：(1-3)式中——带卷直径。
带钢的线速度为：(1-4)式中——电动机转速，r/min；——电动机至卷筒的速比。
电动机电枢电势E为：(1-5)将式1-2、式1-4和式1-5代入式1-3，得：式中——常数。
(1-6)若电枢电势E不变，v也不变，则带钢张力T与电动机电枢电流I枢成正比。
卷取张力控制的实质是，若卷取时带钢线速度不变，采用电流调节器使电枢电流I枢保持恒定，就可以保证张力恒定。
实际上，随着带钢卷径的变化，卷取带钢的线速度是变化的。
生产中，怎样才能保持线速度不变呢？一般采用电势调节器来调整电动机的磁通Ф，以改变电动机转速，是带钢线速度不变。
或者，当磁通一定时，通过电流调节器调节电机电流，以保持带钢张力恒定。
（2）张力辊张力在S辊上，带钢与辊子是面接触。
张力是通过带钢与辊子之间的摩擦力形成的。
带钢通过张力辊的辊子数目越多，产生的张力越大。
为了增加带钢的张力，有时在带钢进口辊子处，增加压辊装置。
根据张力辊在机组中安装位置和作用不同，张力辊可以处在电动机工作状态或发电机工作状态。
如图所示，a所示的张力辊，待岗入口处张力T1大于出口处张力T2，张力辊处于电动机工作状态。
B所示的张力辊，带钢出口处张力T2大于入口处张力T1，张力辊处于发电机工作状态。
当张力辊处于电动机工作状态时，带钢入口端的T1可按下式计算：a——电动机工作状态b发电机工作状态图1 张力辊的工作状态式中——张力辊入口端的带钢张力，N；——张力辊出口端的带钢张力，N；——辊子与带钢的摩擦系数，对于钢辊子，取为0.15～0.18；对于表面包有橡胶的辊子，取为0.18～0.28；——带钢在辊子上的包角，rad；e——自然对数，e=2.718。
张力辊设计说明书
摘要钢铁工业是国民经济的基础产业，在我国经济的发展中一直处在主要地位，我国钢铁工业的发展长期以来都得到国家的重视，我国钢铁工业发展迅速，形成了完整的成熟的工业体系。
板带材是钢铁产业中的一类重要产品，早已成为国家基建和人民生活中常用的重要物资。
伴随着中国工业化和经济建设的进一步深入，对板带材等钢铁产品的需求也愈加强劲。
随着科学技术的发展，板带材生产目前大部分采用连续化成卷生产。
在带钢生产过程中，张力辊(Tension Roll)作为重要组成部分，在板带材生产线上的作用至关重要。
该设备在连续退火机组中使用非常广泛。
张力辊装置就是用于在连续带材生产线上实现张力调节的一种设备。
采用张力辊装置来实现张力调节是一项新技术。
其原理为：带钢包绕在张力辊上，在其包绕接触处(即包角处)产生摩擦力，以此使出口张力与入口张力按某种规律变化，借此改变张力值，对机组实现张力控制。
在查阅了大量相关资料和对连退机组及其张力辊相关设备进行了系统的了解下，本文中以机械动力学、机械原理、机械设计和材料力学等知识作为理论基础，从经济、可靠、实用的角度出发，对张力辊和压辊的结构、传动系统以及压下装置进行了细致的设计，并对各部分的重点零部件进行了强度校核。
关键词：张力辊；钢铁；板带材AbstractIron and steel industry is a foundation industry of economy, it acts as a very important role during the development of our country. By the lasting support and guidance of the government, our iron and steel industry develops quickly, a mature industry system has been built up.Board strips is an important class of product in steel industry and had become a common material in the national’s infrastructure and the People's Daily life. Along with the futher development of industrialization and economy construction in China, our country has a strong demand of iron and steel, such as Board strips.With the development of science and technology, now most of the production of board strips use the method of continuously volume production. In the production process, the Tension roller as an important part in the production process of strip, act as an important role in the board strips production line. And the equipment has come to widespread used in the continuous annealing unit is very extensive.Tension roller device is used in cont as a kind of equipment to realize tension adjustment. And adopt tension roller to realize tension adjust is a new technology. The principle is: Strip bag around tension roller, and at the contact point (namely Angle place) produces friction, so as to make the export tension and entry tension change according to some law ,and the the tension value will change. Then realized the tension control of the whole unit.In a lot of relevant information and access to Continuous Annealing Line and it’s tension roller related equipment, This paper take the knowledge of mechanical dynamics, mechanical principle, mechanical design and material mechanics as it’s oretical basis, from the economical, reliable and practical point of view, From the angle of economic, reliable and practical. Take a meticulous design to structure of the tension roller and pressure roller, transmission system and pressing device. And take the key elements of all part into stress test. Key words: Tension Roll；Steel；Steel and Strip目录1 前言 (1)1.1 我国钢铁生产的现状 (1)1.2 连续退火技术的工艺及发展 (1)1.3 板带材的特点 (2)1.3.1 板带产品的外形、使用特点 (2)1.3.2 板带产品分类及技术要求 (2)1.3.3 板带产品的生产特点 (4)1.3.4 张力辊在板带材生产中的作用 (4)2 张力辊的设计和研究 (4)2.1 设计参数 (4)2.2 张力辊的设计计算 (5)2.2.1 辊子的布置方案设计 (5)2.2.2 张力的计算 (5)2.2.3 下辊的几何参数及材质选用 (6)2.2.4 下辊结构设计 (7)2.3 上辊的设计计算 (7)2.3.1 上辊的几何参数及材质选用 (7)2.3.2 上辊的结构设计 (8)2.3.3 压下系统的设计计算 (8)3 传动系统的设计 (11)3.1 电动机的选择 (11)3.1.1 定性选电机 (11)3.1.2 下辊转速的计算 (12)3.1.3 下辊所需功率计算 (12)3.2 减速器的选择 (12)3.3 联轴器的选择 (13)3.3.1 联轴器的分类 (13)3.3.2 联轴器的选择 (13)3.4 轴承的选择 (13)3.4.1 下辊卷筒轴承的选择 (13)3.4.2 上辊轴承的选择 (15)3.5 键的选择 (15)4 机架的设计 (16)4.1 辊子机架的设计 (16)4.2 传动系统机架的设计 (16)5 主要零部件的强度校核 (16)5.1 轴的强度校核 (16)5.1.1 上辊轴的校核 (16)5.1.2 下辊轴的校核 (19)5.2 轴承的寿命计算 (21)5.2.1 上辊轴承寿命计算 (22)5.2.2 下辊轴承寿命计算 (22)5.3 键的强度校核 (22)6 润滑 (24)6.1 润滑剂的种类 (24)6.2 润滑方式的选择 (24)6.3 润滑方式的选择确定 (24)6.3.1 齿轮减速器的润滑方式 (24)6.3.2 轴承的润滑方式 (25)结束语 (25)参考文献 (26)致谢 (27)1 前言钢铁材料良好的综合性能和易于循环利用等特点，至今仍是人类社会发展所需的不可替代的材料。
拉矫机设计原理
精心整理【关键词】拉拉伸弯曲矫直机张力延伸率1前言拉伸弯曲矫直机组（简称“拉矫机”）是为适应带材高要求的平直度需要发展起来的一种新型 2 2.1 2.2 2.3 种变形原理，带张力的带钢至少要通过两个弯曲辊，进行整个板面均匀的延伸，再经过一个矫直辊，对残余应力进行重新分布均衡。
为了适应不同厚度带钢的矫直需要，要设置两组弯曲-矫直辊。
3拉矫机的结构拉矫机由张力辊组与拉伸弯曲机座组成，据不同的工艺要求和现场条件，这两组有多种形式。
3.1拉伸弯曲机座拉弯矫直机座使带材产生拉伸弯曲变形，由弯曲辊单元与矫直辊单元组成，弯曲辊由两个或多个小直径的弯曲辊，它使带材在张力作用下，经过剧烈的反复弯曲变形，导致带材产生塑性延伸，以达到工艺要求的延伸率。
弯曲辊机座的结构，要据工艺要求进行合理确定结构形式，工艺设备结构满足工艺要求使用性能，应用方便合理，设备制造工艺能达到设备要求性能。
3.1.1弯曲辊单元弯曲辊的作用：弯曲辊用做产生弯曲应力并在拉伸应力的联合作用下产生弹塑性延伸，实现为消除带的。
，对。
实现工艺性能，达到功能实现保证质量需要。
弯曲辊机座的自动倾斜控制，整个机座可倾斜±10°。
以此改变带钢的出口角度，实现拉伸量调节并消除横向弯曲。
出口顺导辊顺导辊直径大约为Φ200mm弯曲辊工艺技术参数弯曲辊直径：弯曲辊直径，与带材厚度及带材的屈伏限有关，采用小直径弯曲辊时，不仅矫正效果好，而且还能相应的减小带材单位张力。
但辊子直径过小，将使辊子转速增加，辊子磨损加大而降低使用寿命；相应的刚性减小，降低矫正质量，应有提高刚性的措施。
资料表明：a型式弯曲辊推荐弯曲辊最小直径为30mm，带材厚度增加时辊子直径相应增加。
浮动辊形式多用于矫正极薄的高强度带材，因带材的弯曲半径和辊子半径相近，减小辊子直径对矫正质量影响很大，其直径最小可达6～20mm,带材越薄，材料屈服极限越高，则辊径应该越小。
屈服极限对弯曲辊直径选择的影响：材料屈服极限越高，则辊径应越小。
带钢拉矫弯曲辊载荷动力学快速计算方法研究
·研究与设计·带钢拉矫弯曲辊载荷动力学快速计算方法研究①夏绪辉１，２② 王怀１，２ 喻伟１，２ 张欢１，３（１：冶金装备及其控制教育部重点实验室武汉科技大学 湖北武汉４３００８１；２：机械传动与制造工程湖北省重点实验室武汉科技大学 湖北武汉４３００８１；３：湖北隆中实验室 湖北襄阳４４１０００）摘 要 作为拉弯矫直机关键承载结构，弯曲辊的服役安全性应当受到关注与重视。
针对带钢拉弯矫直工艺下弯曲辊的载荷计算问题，提出一种基于多体动力学的快速方法。
对柔性体带钢离散化建模，采用Ｖｏｇｉｔ弹簧阻尼系统轴套力进行刚性带块连接，基于此建立弯曲辊组工作虚拟样机模型。
利用该模型对拉弯矫直过程中弯曲辊工作进行动力学仿真，分析刚性带块尺寸对载荷计算结果的影响。
研究结果表明：带块宽度是影响弯曲辊工作载荷计算精度的关键因素，７ ５ｍｍ带块宽度下，弯曲辊载荷的动力学计算均值与实验标定下的有限元计算结果相对误差为１５％，在计算核时降低６３％的情况下实现了弯曲辊载荷的有效预测。
关键词 多体动力学 带钢拉弯矫直 弯曲辊 结构载荷 快速计算中图法分类号 ＴＧ３３３．４ 文献标识码 ＡＤｏｉ：１０ ３９６９／ｊ ｉｓｓｎ １００１－１２６９ ２０２３ ０６ ００１ＦａｓｔＣａｌｃｕｌａｔｉｏｎＭｅｔｈｏｄｏｆＤｙｎａｍｉｃｓｆｏｒＢｅｎｄｉｎｇＲｏｌｌｓ’ＬｏａｄｉｎＳｔｅｅｌＳｔｒｉｐＴｅｎｓｉｏｎ ＬｅｖｅｌｉｎｇＸｉａＸｕｈｕｉ１，２ ＷａｎｇＨｕａｉ１，２ ＹｕＷｅｉ１，２ ＺｈａｎｇＨｕａｎ１，３（１：ＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｔａｌｌｕｒｇｉｃａｌＥｑｕｉｐｍｅｎｔａｎｄＣｏｎｔｒｏｌＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００８１；２：ＨｕｂｅｉＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎａｎｄＭａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＷｕｈａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ，Ｗｕｈａｎ４３００８１；３：ＨｕｂｅｉＬｏｎｇｚｈｏｎｇＬａｂｏｒａｔｏｒｙ，Ｘｉａｎｇｙａｎｇ４４１０００）ＡＢＳＴＲＡＣＴ Ａｓｔｈｅｋｅｙｂｅａｒｉｎｇｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｅｎｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌｅｒ，ｔｈｅｓａｆｅｔｙｏｆｂｅｎｄｉｎｇｒｏｌｌｓｉｎｓｅｒｖｉｃｅｓｈｏｕｌｄｂｅｅｍｐｈａｓｉｚｅｄａｎｄｖａｌｕｅｄ．Ｂａｓｅｄｏｎｍｕｌｔｉ ｂｏｄｙｄｙｎａｍｉｃｓ，ａｆａｓｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎｍｅｔｈｏｄｆｏｒｂｅｎｄｉｎｇｒｏｌｌｓ’ｌｏａｄｉｓｐｒｏｐｏｓｅｄ．Ａｓｆｌｅｘｉｂｌｅｂｏｄｙ，ｔｈｅｓｔｅｅｌｓｔｒｉｐｉｓｍｏｄｅｌｅｄｄｉｓｃｒｅｔｅｌｙｗｉｔｈｒｉｇｉｄｂｅｌｔｃｏｎｎｅｃｔｅｄｂｙｂｕｓｈｉｎｇｕｓｉｎｇＶｏｇｉｔｓｐｒｉｎｇｄａｍｐｉｎｇｓｙｓｔｅｍ，ｂａｓｅｄｏｎｗｈｉｃｈｔｈｅｖｉｒｔｕａｌｐｒｏｔｏｔｙｐｅｍｏｄｅｌｏｆｂｅｎｄｉｎｇｒｏｌｌｓ’ｗｏｒｋｉｓｅｓｔａｂｌｉｓｈｅｄ．Ｗｉｔｈｔｈｉｓｍｏｄｅｌ，ｔｈｅｄｙｎａｍｉｃｓｓｉｍｕｌａｔｉｏｎｏｆｂｅｎｄｉｎｇｒｏｌｌｓｄｕｒｉｎｇｔｅｎｓｉｏｎｌｅｖｅｌｉｎｇｉｓｃａｒｒｉｅｄｏｕｔａｎｄｔｈｅｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｆｒｉｇｉｄｂｅｌｔｓｉｚｅｏｎｔｈｅｌｏａｄｒｅｓｕｌｔｓｉｓａｎａｌｙｚｅｄ．Ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｔｈａｔｂｅｌｔｓｉｚｅｉｓｔｈｅｋｅｙｆａｃｔｏｒａｆｆｅｃｔｉｎｇｔｈｅｌｏａｄｒｅｓｕｌｔｓａｃｃｕｒａｃｙａｎｄｗｉｔｈｂｅｌｔｓｉｚｅａｓ７ ５ｍｍ，ｔｈｅｒｅｌａｔｉｖｅｅｒｒｏｒｓｆｏｒｂｅｎｄｉｎｇｒｏｌｌｓ’ｌｏａｄａｖｅｒａｇｅｂｅｔｗｅｅｎｄｙｎａｍｉｃｓｒｅｓｕｌｔｓａｎｄｆｉｎｉｔｅｅｌｅｍｅｎｔｒｅｓｕｌｔｓｃａｌｉｂｒａｔｅｄｂｙｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｉｓ１１％，ｅｆｆｅｃｔｉｖｅｌｙｐｒｅｄｉｃｔｉｎｇｔｈｅｂｅｎｄｉｎｇｒｏｌｌｓ，ｌｏａｄｗｉｔｈ６３％ｃｏｍｐｕｔａｔｉｏｎｃｏｓｔｒｅｄｕｃｔｉｏｎ．ＫＥＹＷＯＲＤＳ Ｍｕｌｔｉｂｏｄｙｄｙｎａｍｉｃｓ Ｓｔｅｅｌｓｔｒｉｐｔｅｎｓｉｏｎ ｌｅｖｅｌｉｎｇ Ｂｅｎｄｉｎｇｒｏｌｌｓｌｏａｄ Ｆａｓｔｃａｌｃｕｌａｔｉｏｎ—１— ＴｏｔａｌＮｏ．２８７Ｄｅｃｅｍｂｅｒ２０２３ 冶 金 设 备ＭＥＴＡＬＬＵＲＧＩＣＡＬＥＱＵＩＰＭＥＮＴ 总第２８７期２０２３年１２月第６期 ①②基金项目：湖北省重点研发计划项目（２０２０ＢＡＡ０２４），材料成形与模具技术国家重点实验室开放课题研究基金（Ｐ２０２２－０１２）作者简介：夏绪辉，男，１９６６年生，教授，博士，邮箱：ｘｉａｘｕｈｕｉ＠ｗｕｓｔ．ｅｄｕ．ｃｎ１ 前言受汽车、家电等行业快速发展影响，带钢呈现出产量激增、种类多样和品质提升的需求趋势。
辊式板带矫直机压下量的计算和设定
辊式板带矫直机压下量的计算和设定摘 要 本文在研究矫直辊间板带弯曲挠度的基础上，给出了压下调整量的计算方法，建立了基于反向弯曲挠度和弹复曲率计算弯曲力矩的方法，更便于考虑材料的强化和矫直机的型式及调整方案，对矫直机的设计和生产具有实际应用价值。
关键词 辊式矫直； 弯曲挠度； 弹复曲率；压下量；设定Draft Calculation and Setting for Roller Leveller of Strip and PlateLian Jia-chuang（Yanshan University ，Qinhuangdao 066004,Hebei,China ）ABSTRACT Based on the study of bending deflection of the strip and plate between leveler rollers, it is provided the calculation method of reduction schedule, and based on the calculation of opposite bending deflection and elastic restore curvature, established the calculation method of the bending moments, therefore more convenient to consider strengthened materials, types of leveller and regulation scheme, possess actual application worth for design and production of the leveller.KEY WORDS roller leveller; bending deflection; elastic restore curvature1 矫直辊间板带的弯曲挠度辊式板带矫直机的压下制度关系到板带材的矫直质量及弯曲力矩、弯曲曲率和矫直力的计算。
拉弯矫直理论和带材残余延伸率的计算
径
T i ! ! ! 第 i 次弯曲时带钢的前张力 由式 ( 13) 推导过程可知, 带材实际延伸率
的大小将与每次弯曲的弯曲半径及张力密切相关
( 如: 无特指, 本文带材延伸率均指其原始中心
层的应变) 。事实上金 属带材在辊子 上转向时, 如果变形程度超过一定限度并产生了塑性变形, 则其所需变形功将夺去张力, 这时在辊子入口侧 张力将变小, 也就是出现了张力损耗。正是由于 张力损耗的存在, 对拉矫机延伸率的计算必须分 步进行, 笼统的将拉矫机出口张力作为两次弯曲 计算的基础将带来较大的误差。因此张力损耗的 计算精度不仅直接影响工艺参数的设定, 同时对 于拉矫机原始设备条件的设计亦是极为重要的。
E
中心层应变为 i= Ai / Ri
则中心层剩余延伸率为:
i = i- li / s
综合上述分析, 考虑到中性层偏移后对带钢 曲率半径的影响, 带钢最终获得的实际塑性延伸
率为:
=
2
( i= 1 ∀i +
Ai
h 2
-
Ai
Ti E
)
( 13)
式中: A i ! ! ! 第 i 次弯曲时中性层偏移量
∀i ! ! ! 第 i 次弯曲时带钢弯曲曲率半
图 9 有压缩塑性层弹塑性弯曲
3 1 2 无压缩塑性层
此时 Zoi &h/ 2- Ai, 见图 10。
根据内力和外力在水平方向上的平衡条件:
∋ ∋ Zoi
h2-
E
Ai
!s ZoiE
Bdx
+
h2+ Ai sBdx =
Zoi
liBh
解之得:
Ai =
h 2
+
拉弯矫张力辊计算
1张力辊直径计算原则：带钢缠绕在张力辊上不产生塑性弯曲变形，即按厚带材绕过张力辊的弯矩小于或等于带材的弹性极限弯矩计算辊径。
计算公式D：径。
h：钢板厚度。
E：带钢的弹性模量。
σs:带钢的屈服强度。
说明：1).由上述计算可以发现，带钢规格相同，屈服强度越高需要的辊径越小。
这正是带退火炉的热镀锌线入口张力辊径小，出口张力辊径大的原因。
2).带钢经过张力辊不产生塑性变形的要求是相对的，为了不使辊径过大，实际生产中允许部分厚规格产品产生塑性变形。
3).根据产品规格不同，热镀锌及酸洗冷轧生产线常用的张力辊辊径范围是500～1200mm。
4).在实际生产中，最大带钢厚度为1.2mm的镀锌线，张力辊辊径通常选取为550～650mm；拉矫机张力辊径650～700mm；最大带钢厚度为1.5mm的镀锌线，张力辊辊径通常选取为600～700mm；拉矫机张力辊径800mm；最大带钢厚度为2.0mm的镀锌线，张力辊辊径通常选取为800～1000mm；拉矫机张力辊径1000～1200mm；5).根据我公司的现有设计，张力辊辊径选取系列为：560mm；650mm；800mm；900mm；1000mm；1200mm。
6).辊身长度依据带钢的宽度选取，通常是带宽加200～300mm，常用的宽度系列是1000mm；1300mm；1500mm。
2张力辊允许产生的张力说明带钢经过张力辊后，张力值可以得到放大，放大的量取决于张力辊的结构、辊面材质、传动功率等，张力放大系数λ是张力辊的张力放大能力，是张力计算的重要参μ：带钢与张力辊之间的摩擦系数；采用钢辊时取0.1～0.15；采用衬胶辊时取0.18～0.25；带钢表面有油时，摩擦系数降低。
α：带钢在张力辊上的包角。
图一张力辊1#辊包角为180+61度=241度=4.2弧度。
计算时取0.9的利用系数。
λ：张力辊传动带钢，保证带钢不打滑可能产生的张力放大倍数。
这是可能产生的放大倍数，张力辊实际放大能力取决于传动功率，但是传动能力超过此范围也没有意义。
拉矫机设计原理
拉矫机设计原理文稿归稿存档编号：[KKUY-KKIO69-OTM243-OLUI129-G00I-FDQS58-【关键词】拉拉伸弯曲矫直机张力延伸率1前言拉伸弯曲矫直机组（简称“拉矫机”）是为适应带材高要求的平直度需要发展起来的一种新型矫直设备，它综合了辊式矫直机和拉伸矫直机的优点，它的工作特点是在张力辊拉伸和弯曲辊连续交替反复弯曲的联合作用下使带材产生塑性延伸而获得板带矫直，它能消除带材的瓢曲、边缘浪形和镰刀弯等三元形状缺陷，明显提高了板形质量。
2拉矫机原理2.1辊式矫直的原理板材在辊式矫直机上矫直时，板材是在矫直辊的压力作用下发生纯弯曲弹塑性变形，其中性层即零应力轴线仍然是矩形截面的几何轴线。
2.2张力矫直的原理带材在连续张力机上矫直时，在张力辊的张力作用下，横截面产生均匀的拉伸应力，而获得均匀的塑性伸长。
2.3拉伸弯曲矫直的原理连续拉伸弯曲矫直机综合了连续张力矫直机与辊式矫直机的特点，其是在张力辊的拉伸和弯曲辊连续交替反复弯曲的联合作用下使带材产生塑性延伸而获得矫直的工艺过程。
矫直过程是使处于张力作用下的带材，经过弯曲辊剧烈弯曲时，带材由于弯曲应力和拉伸应力的联合作用产生弹塑性延伸变形，从而使三元形状缺陷得以消除，随后再经矫直辊将残余曲率矫平。
弯曲辊的作用使得带钢单面受到塑性延伸变形，并且造成整个横截面上的应力不均，根据这种变形原理，带张力的带钢至少要通过两个弯曲辊，进行整个板面均匀的延伸，再经过一个矫直辊，对残余应力进行重新分布均衡。
为了适应不同厚度带钢的矫直需要，要设置两组弯曲-矫直辊。
3拉矫机的结构拉矫机由张力辊组与拉伸弯曲机座组成，据不同的工艺要求和现场条件，这两组有多种形式。
3.1拉伸弯曲机座拉弯矫直机座使带材产生拉伸弯曲变形，由弯曲辊单元与矫直辊单元组成，弯曲辊由两个或多个小直径的弯曲辊，它使带材在张力作用下，经过剧烈的反复弯曲变形，导致带材产生塑性延伸，以达到工艺要求的延伸率。
拉矫机设计原理
拉矫机设计原理标准化管理处编码[BBX968T-XBB8968-NNJ668-MM9N]【关键词】拉拉伸弯曲矫直机张力延伸率1前言拉伸弯曲矫直机组（简称“拉矫机”）是为适应带材高要求的平直度需要发展起来的一种新型矫直设备，它综合了辊式矫直机和拉伸矫直机的优点，它的工作特点是在张力辊拉伸和弯曲辊连续交替反复弯曲的联合作用下使带材产生塑性延伸而获得板带矫直，它能消除带材的瓢曲、边缘浪形和镰刀弯等三元形状缺陷，明显提高了板形质量。
2拉矫机原理辊式矫直的原理板材在辊式矫直机上矫直时，板材是在矫直辊的压力作用下发生纯弯曲弹塑性变形，其中性层即零应力轴线仍然是矩形截面的几何轴线。
张力矫直的原理带材在连续张力机上矫直时，在张力辊的张力作用下，横截面产生均匀的拉伸应力，而获得均匀的塑性伸长。
拉伸弯曲矫直的原理连续拉伸弯曲矫直机综合了连续张力矫直机与辊式矫直机的特点，其是在张力辊的拉伸和弯曲辊连续交替反复弯曲的联合作用下使带材产生塑性延伸而获得矫直的工艺过程。
矫直过程是使处于张力作用下的带材，经过弯曲辊剧烈弯曲时，带材由于弯曲应力和拉伸应力的联合作用产生弹塑性延伸变形，从而使三元形状缺陷得以消除，随后再经矫直辊将残余曲率矫平。
弯曲辊的作用使得带钢单面受到塑性延伸变形，并且造成整个横截面上的应力不均，根据这种变形原理，带张力的带钢至少要通过两个弯曲辊，进行整个板面均匀的延伸，再经过一个矫直辊，对残余应力进行重新分布均衡。
为了适应不同厚度带钢的矫直需要，要设置两组弯曲-矫直辊。
3拉矫机的结构拉矫机由张力辊组与拉伸弯曲机座组成，据不同的工艺要求和现场条件，这两组有多种形式。
拉伸弯曲机座拉弯矫直机座使带材产生拉伸弯曲变形，由弯曲辊单元与矫直辊单元组成，弯曲辊由两个或多个小直径的弯曲辊，它使带材在张力作用下，经过剧烈的反复弯曲变形，导致带材产生塑性延伸，以达到工艺要求的延伸率。
弯曲辊机座的结构，要据工艺要求进行合理确定结构形式，工艺设备结构满足工艺要求使用性能，应用方便合理，设备制造工艺能达到设备要求性能。
矫直辊辊形曲线的设计计算与优化
辊形 曲线方程表达式 。若利用这些仅有坐标点在数 到相应 的位 置后停 止 。上 辊 、下辊分 别 与被 矫直 钢 控机 床 上加 工辊 形 曲线 ，因单 个 点 的间距 长 ，会 使 管的轴线倾斜一定 的角度 ，辊子的母线与钢管的外 辊形 曲线 的形 状 达不 到设 计要 求 ，从 而影 响矫 直 辊 径 相 吻合 ，呈包 络 状 。３个 上辊 在 各 自液 压缸 作 用 的使 用效 果 。 下压 在钢 管上 ，而两个 下辊 分别 由独 立 的液压 马 达 驱动旋转 ，带动钢管既绕轴线旋转又沿轴线横 向移 动 。改变 液压 马 达 的旋 转方 向就 可 以改变 钢 管 的旋 １ 钢管 的矫直原理 钢管在轧制和冷却过程中，由于塑性变形 、加 热和冷却不均、以及运输和堆放等原因 ，必然产生 不 同程度 的弯 曲或扭曲等塑性变形 ，在 内部会产生 残余应力 。在成为合格产品投人使用前 ，必须采用 矫 直机 予 以矫 直消 除 ［ 。
ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｉ ｎ ｄ ｉ ｒ ｅ ｃ ｔ ｉ ｏ ｎ ｉ ｓ ｃ ａ ｌ ｃ ｕ ｌ ａ ｔ ｅ ｄ ｂ ｙ Ｅｘ ｃ ｅ ｌ ａ ｎ ｄ ｔ ｈ ｅ ｃ ｏ ｏ ｒ ｄ ｉ ｎ ａ ｔ ｅ ｖ ａ ｌ ｕ ｅ ｏ ｆ ｓ ｏ ｍｅ ｉ ｎ ｄ ｉ ｖ ｉ ｄ ｕ ａ ｌ ｐ ｏ ｉ ｎ ｔ ｓ ｉ ｓ ｏ ｐ ｔ ｉ ｍｉ ｚ ｅ ｄ Ｓ Ｏ ａ ｓ ｔ ｏ
ｒ ｅ ａ ｌ ｉ ｚ ｅ ｔ ｈ ｅ ｃ ｕ ｔ ｔ ｉ ｎ ｇ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｉ ｎ ｇ ｏ ｆ ｓ ｔ ｒ ａ ｉ ｇ ｈ ｔ ｅ ｎ ｉ ｎ ｇ ｒ ｏ ｌ ｌ ｓ ． Ｔｈ ｅ ｒ ｏ ｌ ｌ ｓ ｈ ａ ｐ ｅ ｓ ｕ ｒ ｆ ａ ｃ ｅ ｐ ｒ ｏ ｆ ｉ ｌ ｅ ａ ｎ ｄ ｒ ｏ ｕ ｇ ｈ ｎ ｅ ｓ ｓ ｏ ｆ ｔ ｈ ｅ ｒ ｏ ｌ ｌ ｓ ｍａ ｃ ｈ ｉ ｎ ｅ ｄ ｉ ｎ ｓ ｕ ｃ ｈ ｍｅ ｔ ｈ ｏ ｄ ｃ ａ ｎ ａ ｌ ｌ ｍｅ ｅ ｔ ｔ ｈ ｅ ｒ ｅ ｑ ｕ ｉ ｒ ｅ ｍｅ ｎ ｔ ｓ ｏ ｆ ｃ ｕ ｓ ｔ ｏ ｍｅ ｒ ｓ ｗｉ ｔ ｈ ｅ ｘ ｃ ｅ ｌ ｌ ｅ ｎ ｔ ｅ ｆ ｆ ｅ ｃ ｔ ｓ ｉ ｎ ｕ ｓ ｅ ．
五辊拉矫机主要尺寸计算
X = L1 + L2
(6)过渡曲线的两点高 G2
(2. 4 - 5)
G2 = K·X n
(2. 4 - 6)
例 2:取 R0 = 6000、d = 450、L1 = L2 = 500 (或 α角 ) (过渡曲线采用立方抛物线 )
α = sin- 1 (500 /6000) = 4. 78019°
(3. 2 - 1) (3. 2 - 2)
其它尺寸计算包括有最小与最大开口度尺寸计
算 、液压缸行程计算 、拉坯速度计算等 ,由于计算公
式较多 ,本文只作出简单的说明 。
4. 1最小与最大开口度尺寸
拉坯辊最小开口度 K1 应根据钢坯或引锭杆的 最小厚度 B 1选定 ,通常取 K1 = B 1 - ( 10 ～30) ;拉 坯辊最大开口度 K 2应根据钢坯或引锭杆的最大厚 度 B 2选定 。
上辊 的 中 心 位 置 由 铸 坯 的 厚 度 决 定 。以
120mm ×120mm 断面坯来说 ,设计开口度 K 0取 122 时 ,上拉坯辊应位于理论圆弧的终点半径线上 ;上矫
直辊应位于下矫直辊的垂直中心线上 。
( 1 )上拉坯辊中心尺寸 X20 = A1 - ( d + K0 ) ·sinα
(3. 1 - 1) Y20 = Y1 + ( d + K0 ) ·co sα
(3. 1 - 2)
例 4:取 A1 = 1018. 75、d = 450、K0 = 122、Y1 = 42. 52 (按照两点矫直计算结果 )
X 20 = 1018. 75 - ( 450 + 122) · sin4. 78019°= 971. 08
不变参数是根据连铸机的整体设计确定的包括基准圆弧半径1过渡曲线的设计过渡曲线见图2是由固定在机架上的c段通常都设计成直线所以本文之中的过渡曲线是指拉坯辊与自由辊两点之间的曲线
胶辊计算公式范文
胶辊计算公式范文
一般来说，胶辊计算公式可以分为以下几个方面：
1.胶辊的切应力计算：
切应力是指胶辊表面单位长度内所承受的切向力。
根据胶辊上所施加的负载和胶辊的尺寸等因素，可以使用以下公式计算切应力：切应力=负载/（π*胶辊直径*胶辊长度）
2.胶辊的弯曲变形计算：
胶辊在运转过程中由于受到外力的作用而会产生弯曲变形。
弯曲变形的计算需要考虑胶辊的力学性质、材料的弹性模量和负载等因素。
常用的胶辊弯曲变形计算公式如下：
弯曲变形=（3*负载*胶辊长度^3）/（8*弹性模量*胶辊直径^4）
3.胶辊的扭转刚度计算：
胶辊的扭转刚度主要用于计算胶辊在承受旋转力矩时所产生的变形。
扭转刚度计算公式如下：
扭转刚度=（G*胶辊长度）/（π*胶辊直径^4）
其中，G为材料的剪切模量。
4.胶辊的静电容量计算：
胶辊的静电容量是指胶辊在运转过程中的静电荷。
静电容量可以使用以下公式进行计算：
静电容量= 2 * π * ε * 绝缘体常数 * 胶辊长度 / ln（胶辊外径 / 胶辊内径）
其中，ε为胶辊与空气之间的介电常数。
以上所提到的计算公式只是胶辊计算中的一部分，实际应用中还需要根据具体情况进行进一步的扩展和调整。
此外，由于胶辊在使用中的复杂性，计算公式的精确性也可能受到一些因素的影响，因此在实际应用中需要综合考虑多种因素并进行实际测试和验证。
总之，胶辊计算公式是为了帮助工程师和设计人员准确评估和选择胶辊的性能和参数，以确保胶辊在使用过程中具备足够的强度和稳定性。
拉矫机设计原理
【关键词】拉拉伸弯曲矫直机张力延伸率1前言拉伸弯曲矫直机组（简称“拉矫机”）是为适应带材高要求的平直度需要发展起来的一种新型矫直设备，它综合了辊式矫直机和拉伸矫直机的优点，它的工作特点是在张力辊拉伸和弯曲辊连续交替反复弯曲的联合作用下使带材产生塑性延伸而获得板带矫直，它能消除带材的瓢曲、边缘浪形和镰刀弯等三元形状缺陷，明显提高了板形质量。
2拉矫机原理辊式矫直的原理板材在辊式矫直机上矫直时，板材是在矫直辊的压力作用下发生纯弯曲弹塑性变形，其中性层即零应力轴线仍然是矩形截面的几何轴线。
张力矫直的原理带材在连续张力机上矫直时，在张力辊的张力作用下，横截面产生均匀的拉伸应力，而获得均匀的塑性伸长。
拉伸弯曲矫直的原理连续拉伸弯曲矫直机综合了连续张力矫直机与辊式矫直机的特点，其是在张力辊的拉伸和弯曲辊连续交替反复弯曲的联合作用下使带材产生塑性延伸而获得矫直的工艺过程。
矫直过程是使处于张力作用下的带材，经过弯曲辊剧烈弯曲时，带材由于弯曲应力和拉伸应力的联合作用产生弹塑性延伸变形，从而使三元形状缺陷得以消除，随后再经矫直辊将残余曲率矫平。
弯曲辊的作用使得带钢单面受到塑性延伸变形，并且造成整个横截面上的应力不均，根据这种变形原理，带张力的带钢至少要通过两个弯曲辊，进行整个板面均匀的延伸，再经过一个矫直辊，对残余应力进行重新分布均衡。
为了适应不同厚度带钢的矫直需要，要设置两组弯曲-矫直辊。
3拉矫机的结构拉矫机由张力辊组与拉伸弯曲机座组成，据不同的工艺要求和现场条件，这两组有多种形式。
拉伸弯曲机座拉弯矫直机座使带材产生拉伸弯曲变形，由弯曲辊单元与矫直辊单元组成，弯曲辊由两个或多个小直径的弯曲辊，它使带材在张力作用下，经过剧烈的反复弯曲变形，导致带材产生塑性延伸，以达到工艺要求的延伸率。
弯曲辊机座的结构，要据工艺要求进行合理确定结构形式，工艺设备结构满足工艺要求使用性能，应用方便合理，设备制造工艺能达到设备要求性能。
弯曲辊单元弯曲辊的作用：弯曲辊用做产生弯曲应力并在拉伸应力的联合作用下产生弹塑性延伸，实现钢带的塑性延伸，因为弯曲辊的弯曲应力在带钢的横截面上呈方向性，在单侧实现的塑性延伸，为达到两侧的变形均匀，必须采用方向相反的两个弯曲辊，弯曲辊用以实现带钢的塑性延伸，消除带材的三元缺陷。
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拉弯矫直机组设计中张力辊主要参数的计算
符可惠
（中色科技股份有限公司，河南洛阳471039）
[摘要]：本文介绍了拉弯矫直机组的工作原理，张力辊组在拉弯矫直机中的作用及张力辊组基本参数的计算。
[关键词]：张力辊、放大系数、功率、延伸率
近年来，随着轧制技术的快速发展，薄带材的平直度已经有了较大改善。
然而，随着用户对板带材平直度的要求更加严格，矫直设备的需求也有了跨越式的发展，其中拉弯矫直设备是提升薄带材板型质量的重要设备之一，它是通过使带材产生一定的延伸量来消除带材波浪、获得良好板型。
拉弯矫直的工作原理：拉弯矫直机是综合了连续张力矫直机和辊式矫直机的特点，使带材在拉伸和弯曲的作用下，连续多次正反弯曲，在大变形矫正下，逐步产生塑性延伸并释放板材内应力，以消除板带材在冷加工时产生的波形、翘曲、侧弯和潜在的板型不良等缺陷，使厚度薄、材料硬的薄带材达到板型平整，满足高端用户的需求。
张力辊组是拉弯矫直机组中的重要设备，拉弯矫直所需的张力主要是靠张力辊组之间张力递增来实现；入口张力辊组最后一个辊和出口张力辊组第一个辊的速度差产生必要的延伸率。
张力递增倍数与带材和张力辊之间的包角、摩擦系数有关。
摩擦系数在实际运行当中也有许多变数，由于包胶辊在使用一段时间后辊面会被磨光，因此辊面与带材之间的摩擦系数会急剧下降，导致系统无法正常工作。
所以，在设计张力辊时既要满足张力要求又要防止张力辊组与带材打滑现象的发生。
下面我们以无锡某厂700mm不锈钢拉弯矫直机组张力辊的参数选择加以说明。
1 张力辊辊径
张力辊组设计的基本要求是既要满足张力需要又要防止张力辊组与带材打滑现象的发生，带材包绕在张力辊上，在其包绕接触处产生摩擦力，正是这个摩擦力，使出口张力与入口张力按某种规律变化，借此改变张力值，对机组实现张力控制。
带材材质：不锈钢
带材的屈服极限：σs=205~510N/mm²
带材的弹性模量；E=206GPa
带材厚度：h= 0.08~0.6mm
带材宽度b≤550mm
机组速度v：0—100—150 m/min
T=30k N
最大开卷张力：
b
最大卷取张力： c T =35 kN
最大拉伸张力： n T =200kN
下面以入口张力辊组为例，进行主要主要参数的计算。
2.1 张力辊辊径的选择
张力辊辊径的选择是以带材最外层表面达到屈服极限为出发点，使带材经过张力辊时不产生塑性变形为原则。
由公式
s Eh D σmax
= 可以得出mm D mm 6025.242≤≤
式中 D —张力辊辊径 mm
h max ——最大厚度 0.6mm
σs —材料的屈服极限205~510N/mm ²
E —材料的弹性模量 206GPa
由上式可知，D 的大小与带材最大厚度h max 和带材材质有关，但是，辊子的实际选取并非越大越好，应该考虑到不同材料的屈服极限合理选择，可D=Φ600mm
2.2 张力辊辊数、包角及辊距的选择
2.2.1 张力放大系数e μα的选择
张力放大系数e μα与张力辊和带材的包角α 、摩擦系数μ有关。
根据经验推荐，每根张力辊和带材的包角不应小于180º。
由于带材具有一定的刚性，不是完全贴附在辊子表面上，因此实际包角α小于理论包角s α，一般来说实际包角与理论计算包角的关系为：α=0.8~0.9s α则理论计算包角取
s α=220º。
摩擦系数μ的确定：张力辊辊面材料一般有橡胶、橡胶与氯丁二烯橡胶合成物或聚氨酯橡胶等几种，据报道，衬橡胶可以使用一周，衬聚氨酯橡胶可以使用四周，因此，辊面材料选用耐磨性好的聚氨酯橡胶，其与不锈钢的摩擦系数为0.18~0.28，取μ=0.25。
则 张力放大系数e μα=2.15
在现场实际生产中，一方面由于带材与辊子的摩擦系数在使用一段时间后会急剧下降，另一方面，由于薄带材在较高速度下运行时，带材对辊面的正压力较小，在入口处窜入带材的气体不能迅速排除，减小了带材与辊子的实际包角，这些因素都使张力放大倍数小于计算值，为了防止带材与辊子打滑，实际张力放大
系数e μα近似取为2较为合适。
2.2.2 张力辊辊数及辊距的选择
张力辊辊子数是根据矫直所需的最大拉伸张力与开卷张力之比、总包角∑α 及带材与辊子的摩擦系数μ确定的，即
b
n T T n ln 1
αμ∑= 现代拉弯矫直机组的张力辊辊子数多采用四到六根辊即可满足拉弯矫直所需的张力倍增倍数，根据同类设备类比，该设备张力辊辊子数n 取4，为S 辊。
为了制造与安装方便，设计成四只辊与带材的包角相同，既α1=α2=α3=α4=s α。
如图1所示。
图1
根据张力辊辊数和包角的大小及传动系统的摆放位置，即可确定辊距L 为900mm 。
2.3 张力辊驱动力矩的选择
每个张力辊单独由直流电机驱动，这种传动的特点：每个辊子所用的力矩大小可调，每个张力辊的速度同步及前后张力辊组的速差可以调电机的速度来实现.
入口张力辊组是张力递增的过程，第一个入口张力辊的入口张力可视为开卷机的张力，根据欧拉公式：μαe T T b =1
则依次类推，αμ∑=e T T b 4
张力辊组之间张力递增来实现张力拉伸的需要，因此在第四只辊输出的张力T 4即为目标值—最大拉伸张力n T ，由于张力放大倍数e μα近似取为2，张力辊功率与张力分配如图2所示，
图2 张力辊功率与张力分配系数示意图
则 αμ∑==e T T T b n 14=16T b1
T b1=T n /16
驱动第一只辊所需的扭距：M 1=（T 1-T b1）*D/2 （M 1单位kN.m ），机组的速度V=100m/min ，辊子的转速n=53.05rpm 。
电机在额定转速900rpm 时，电机到辊子的转速比i=900/53.05=16.9，选择减速机，速比标准化后i 取18。
驱动第一只辊所需的电机功率：
N D1=π*M* n /（30i η） kW
式中 η—传动效率 取0.95
其它电机功率的分配，按照图2每个张力辊分配系数进行分配，即按照μαe 的计算值进行分配。
3 结束语
本文所数述的计算只对入口张力辊组布置当中的辊子包角、辊径、辊距、辊数及功率分配进行了设计计算，出口张力辊组张力和功率的选取与入口张力辊类似。
所不同的是，入口张力辊电机是在“发电状态”下工作，出口张力辊电机是在“电动状态”下工作，且出口张力辊的张力变化是倍减的，其目标值T n ´为入口张力的目标值T n 和矫直单元消耗的张力之和，这里就不一一累述。
带材延伸率的控制是采用入口张力辊和出口张力辊在实际运行中速度差来进行控制，即出口张力辊组第一个辊子的圆周速度v n ´应当比入口张力辊组最后一个辊子的圆周速度v n 大一定的值，以便矫直时获得必要的延伸率ε，即满足下列方程式：ε=（v n ´-v n ）/v n 。
这在电气控制上进行实现，以达到预定的张力和减少张力辊与带材的相对滑动，满足张力拉伸弯曲的需要。
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薄板车间精整设备[M] 中国工业出版社1964.10.
Calculating Main Parameters About Tension Rolls In Tension Leveling
Line Designed
Fu Ke-hui
(China Nonferrous Metals Processing Technology Co.,Ltd.,Luoyang Henan,471039 , China) Abstract: The paper introduces working principle about tension leveling line and function of
tension rolls in tension leveling line , calculated main parameters about tension rolls. Keywords: tension rolls ; magnification; power; stretching ra te。