矫直机

第1章前言

拉伸弯曲矫直机应用于精整机组中,对薄带材进行矫直.目前,国外已经开发生产出多种机型,并已广泛应用.我国尚在研制开发阶段,需加速发展独立成套.

1.1 拉弯矫直机及其发展

由于冷轧带钢中存在较大的残余应力,使得板面产生波浪和翘曲,不能满足用户的使用要求,需要对其进行矫直.板带材的矫直设备主要有以下三种形式:辊式矫直机,拉伸矫直机和拉弯矫直机.辊式矫直机对中厚板矫直效果良好,而对于薄带材则效果较差;拉伸矫直机依靠夹紧装置或张力辊组产生拉伸变形,使带材产生一定的塑性变形而达到矫直的目的,但由于张力较大,会降低带材的机械性能.基于以上原因便产生了拉弯矫直机,他综合了拉伸矫直机和辊式矫直机的优点,用较小的张力使带材产生较大的塑性变形,达到矫直带材的目的.这种设备对于薄带材矫直效果非常好,便于成卷作业,在薄带材矫直中逐渐取代了其他两种形式的矫直机.

早期的拉弯矫直机只是拉伸矫直机和辊式矫直机的简单组合,见图 1.1a,矫直效果并不显著.后来出现了如图1.1b所示类型的拉弯矫直机,这种矫直机既减少了矫直辊的数量,又达到了较好的矫直精度.经过不断的开发研究,近年来又出现了多重拉弯矫直机,如图1.1c,使用了两组以上的矫直辊组,并增加了支撑辊的数目,提高了矫直辊的抗弯刚度和强度,这样就可以矫直高强度的薄带材.

拉弯矫直机的设计制造方法,在国外已较为成熟,而国内只作过小型样机及理论探讨,还未达到在生产中应用的程度.设计拉弯矫直机的难点是矫直理论相当复杂,张力辊组的速度和张力控制也较复杂.

图1.1

1.2 翁格勒拉弯矫直机的结构与特点

下面通过武钢冷轧厂从德国(Ungerer) 机器制造有限公司引进的拉伸弯曲矫直纵横剪机组来认识一下这一类矫直机的结构特点。

1.2.1 拉弯矫直机的特点

拉伸弯曲矫直机主要由三部分组成。一部分是带有弯辊调节装置的23 辊式矫直机本体;另一部分是张力辊组(也称S 辊组) 和传动部分。

1.2.1.1 弯曲矫直机

弯曲矫直机为23 辊式,辊径为25mm。在每个工作辊的宽度上有相应的中间辊,辊径30mm。每列中间辊上又有9 组支撑辊,支撑辊径33mm。

如图1.2 所示。矫直机上部设有矫直辊倾斜和压下机构,即辊缝调节装置。它由电机通过一套传动装置带动横梁使上辊组作升降调节,而通过蜗轮蜗杆带动偏心辊实现上辊组

的倾斜调节。整个上机架可由液压缸推向前翻转90°打开,以便于清理辊面和更换上下

辊组。矫直机下部则采用每组支撑辊均由一个液压带动锲铁进行升降调节,使工作辊实现“ + 、- ”弯辊达到弯曲矫直目的。这种多辊组式的矫直机具有辊式矫直机的优点,同时又有弯曲辊的特点,两种功能组合,在张力的作用下,使带钢产生弹塑性延伸,消除

了难以矫直的带钢缺陷,从而达到最佳的平直度。由于矫直辊是被动的,所以能很好地与带钢保持同步,避免了带钢表面擦伤。

图 1.2

1.支撑辊

2.中间辊

3.工作辊

4.上机架

5.下机架

1.2.2 张力辊组

张力辊组为四辊式。由于带钢以“S”形经过这些辊子传导出来,所以又称四辊式“S”辊组。这样布置的辊,传导通过的带钢与辊子之间接触摩擦的总包角是最大的。可以使带钢产生最大的制动、拉力。为了使带钢与辊面之间摩擦力增加,同时又不伤害带钢表面,所以辊面必须衬一层既耐磨又耐油的聚氨脂橡胶。四辊式张力辊安装在钢结构制成的“U”形支架上。辊径为500mm。安装的位置是:第一辊中左,上第二辊外左，下第三辊外右,下第四辊中右,上具体布置见图1.3 所示。为了便于带钢顺利地通过“S”辊组,在每个辊子与带钢接触部分均有弧形导板,在辊组的带钢入口处和出口处各安装

一个导板台,在辊组的两个内辊之间安装一个摆动式压紧辊,穿带过程是压紧带头引导

穿带。压紧辊的左右摆动均由一液压缸驱动。通常情况下压紧辊停在中间位置。四辊式张力辊组,由于合理地配置了导板台、弧形导板、压紧辊和穿带皮带运输机,使得带钢在穿带过程中通过实现自动化。

图1.3

1.弧形导板

2.入口张力辊

3.中间摆动辊

4.弯辊矫直机

5.张力测量辊

6.出口张力辊

7.导板台

8.穿带皮带

9.U形框架

1.2.3 张力辊组传动系统

来自开卷机的带钢被位于弯曲矫直机之前后的张力辊组导入。由于各个辊子上传送的带钢有较大的接触包角,可以在带钢中产生一个越来越大的拉应力。此拉应力与弯曲矫直机的弯曲应力重叠。这种叠加的应力可以达到比较理想的矫直效果。张力辊组的传动特点有多种。如图1.4 所示的张力辊组为机械传动方式。它的前后张力辊组的各个张力辊是通过齿轮箱、行星差动齿轮等由一个电动机而传动的。这种机械式传动的特点是通过机械联锁方式使延伸率恒定,机械方面较复杂。而张力辊组的传动采用了每个张力辊由功率各异的直流电机传动,如图1.5 所示。这种传动的特点是,前后张力辊组的速差均由电气系统控制与调节。每个辊子所作用的力矩大小可调。由于前后张力辊组中的电机处于不同的工作状态,前张力辊各辊的直流电机是在带钢的拖动下旋转的,此时的前张力辊组是制动辊,所以在各张力辊上传动的功率是逐渐加大的。反之后张力辊组则是在直流电机的传动下旋转的,各张力辊上传动功率是逐渐减小的。这样可不致于因为加速度太大而出现打滑。由于目前在电控方面已趋成熟,采用该传动方式的比较多。

图 1.4 张力辊组机械传动系统图

图 1.5 张力辊组直流电机传动系统图

1.3 式拉弯矫直机的工作原理

拉伸弯曲矫直是在辊式矫直法和拉伸矫直法基础上发展起来的矫直方法,是上述两种方法的综合。翁格勒拉伸弯曲矫直机是在两组张力辊之

间,用一种最新形式的21 辊矫直机。它之所以具有使矫直带材得到最佳矫直效果,是由其结构特性所决定。该设备具有:

(1) 非传动的特殊结构的上下辊组。

(2) 上辊组的中心高度调节装置。