带钢张力拉伸矫直机原理(FATA)
张力矫直机组矫直原理
张力矫直机组矫直原理彭俊新摘要:介绍影响拉矫机组带钢板形的因素,矫直原理和一些参数的确定方法。
关键词:拉矫机组;张力;矫直辊;延伸率The Straightening Principle of Tension Leveller LinePeng JunxinAbstract:This thesis introduce the facters affecting stainless steel strip’s level and the srtainhtening principle of tension leveller line.It also canvass how to ascertain some parameters.Key words:tension leveler line;tension ;straightening roll;stretch ratio 1 前言不锈钢市场竞争日趋激烈,用户对不锈钢板、卷的质量要求越来越高,板形是其中一个重要指标之一。
常用的改善板形的方法有拉伸矫直,弯曲矫直和拉伸弯曲矫直三种。
比较而言拉伸弯曲矫直的效果比较好,尤其是对于高强度钢和薄料,矫直效果好,效率高。
2 拉伸弯曲矫直的原理带钢的板形缺陷主要有边浪,中浪,瓢曲,翘曲,镰刀弯,这些缺陷从根本上说都是在带钢轧制过程中不同方向上延伸差异形成的。
拉伸弯曲矫直是对带材进行拉伸和弯曲变形,通过弯曲应力和拉伸应力的叠加,使应力达到屈服极限,将带材平直部分的纤维长度拉长,同时将波浪部分的纤维也拉长,弹性恢复后,带钢的纤维长度保持相同,因而带材就变平直了。
决定矫直效果的主要因素是延伸率,塑性变形区大小和张力等。
矫直单元的前后各有一套S辊,带材通过S辊时,产生一定的张力,带张力的带材通过矫直单元时,在拉应力和弯曲应力的联合作用下,产生塑性变形。
同时,经过反复的正向、反向弯曲,使材料内部的残余应力和残余弯曲逐渐减小,甚至趋近于零。
矫直机控制原理的分析与应用
[摘要]根据济钢4300mm 矫直机的使用情况,描述矫直机的矫直原理,主要分析液压HGC 系统、弯辊系统、传动系统的控制原理和功能,自动化一级和二级之间的数据交换。
[关键词]矫直机;自动化;一级系统;二级系统矫直机控制原理的分析与应用韩妍妍(济南钢铁股份有限公司,山东济南250100)随着中厚板市场压力的增大,钢板的表面和外观,成为各生产线最直观的竞争力。
高质量的钢板应具备优良的性能,平直的板型,光洁的表面,高精度的尺寸。
进而高性能的矫直机在中厚板的生产过程中起到了不可或缺的作用。
济钢4300产线,配备4台矫直机,预矫1台,在精轧机机后MULPIC 前,保证水冷之前钢板平直,防止钢板翘头翘尾或边浪造成的钢板冷却不均匀。
热矫直1台,在MULPUC 出口冷床入口,矫直热态钢板。
冷矫1台,在精整区,根据生产需要可设为离线和在线两种状态。
热处理矫1台,矫直热处理后的钢板。
1矫直机的矫直原理钢板轧制时,由于轧件温度不均匀,延伸偏差,冷却和输送等原因,不可避免地造成轧后钢板出现浪型或瓢曲。
为了确保成品钢板平直符合产品标准规定,轧后钢板必须进行矫直。
轧件在矫直机中经过交错排列的矫直辊多次反复弯曲,使原有曲率的不均匀度逐渐减小,矫直工艺原理就是通过辊间的可逆弯曲将产品拉伸,确定拉伸程度的主要标准叫“塑性变形率”,定义被拉伸至屈服强度以上的相对钢板厚度。
矫直工艺的目的就是将钢板拉伸,使所有纤维达到相同长度。
图1矫直过程应力分布情况在矫直过程中钢板中间部分为弹性变形区,两侧为塑性变形区,设钢板厚度为T ,弹性变形区厚度为Te ,则热矫直钢板塑性变形比率为:PR=塑性变形率=(T-Te )/T=1-[2.σ0/(Rplate.T.E )]热矫直工艺常用塑性变形率范围是60%~70%。
矫直机设置要让矫直机第三辊塑性变形率最大,然后均匀减小,让残余应力在矫直机出口降到最低水平。
2矫直机的控制思想和实现过程矫直机的自动化部分分为:一级系统(L1)和二级系统(L2)。
冷轧厂酸洗线拉矫机原理分析
摘要:介绍破鳞拉矫机的工作原理及在酸洗生产线中的作用和使用情况,对系统分析酸洗线破鳞拉矫机的结构及控制进行分析,并对其工作方式进行说明。
关键词:酸洗线拉矫机工作方式随着经济的发展及技术的进步,国内外市场对冷轧薄板质量的要求越来越高,因此如何在各工序采取措施来提高产品质量便成为冷轧厂的当务之急。
酸洗拉伸弯曲矫直机作为热轧、冷轧之间承前启后的一台设备,在除鳞的高速、高效化以及对板形的改善方面起到了举足轻重的作用,特别是对近年发展起来的酸洗――冷轧联机技术的实现上,更是成为一种决定性的因素。
以往人们研究的重点往往集中于其对板形质量的改善并已取得了明显的效果,但如今已逐步感受到充分发挥拉矫机破鳞功能对于提高带材表面质量进而提升带钢总体质量水平以及生产顺行的重大意义。
而生产实践也表明,近年来随着板形质量水平的逐渐提高,带材表面质量问题日益凸显。
如何使酸洗拉矫机在实际应用中更好的兼顾改善板形与破鳞的双重功能,这实际上便是一个拉矫机工艺性能的优化问题,这一问题的解决亦有赖于拉矫机破鳞理论的研究。
1.拉伸弯曲矫直原理拉伸弯曲矫直的力学机理:当带钢在小直径辊子上弯曲时,同时施加张力,由于弯曲和变形的同时存在,使得带钢在远低于材料屈服极限的张力下,带材中心层产生塑性延伸,因而能够改善带钢板形(见图1)。
根据带钢拉矫变形的力学机理,带钢在拉矫机前后张力辊大张力的作用下,通过拉矫机时产生了纵向拉应力与弯曲应力,实际矫直过程是发生在上述两种应力的叠加。
叠加应力分布,两种叠应力作用的结果,使被矫带材内的各种应力,通过拉伸和弯曲应力而产生变化,即带材中产生形状不同的长短纤维组织同时被延伸拉长。
在它们弹性收缩之后,延伸变长的纤维仍然保留。
由于拉应力所产生的永久性塑性变形表现为延伸形式,经过几次拉伸状态下的弹性反弯,使带钢产生均匀的塑性延伸,内应力值相同且方向一致,达到了矫直的目的。
2.拉矫机的结构及延伸率控制2.1 拉矫机的组成破鳞拉矫机主要由2部分组成:破鳞拉矫机本体;入口、出口张力辊组及其传动装置(见图2)矫直单元包括产生塑性延伸、消除板形缺陷的弯曲辊组和消除板面翘曲的矫直辊组;张力辊组由入口s辊组和出口s辊组组成,负责提供带钢塑性变形所需的张力。
拉矫机
拉伸装置是如何驱动的 在驱动控制技术不太成熟之前,拉矫机的驱动大多采用 机械式的差动齿轮系统驱动,从而实现两个张力辊组的 速度差,并且可以无级调速。此系统有两台电机,一台 主电机提供动力,另一台辅助电机控制两个辊组之间的 速度差。由于此方案机械系统复杂,而且磨损严重,故 障率高,现已被直流或交流电机调速系统取代。 拉矫机的张紧辊作用力的方向是两对张力辊相互对拉, 因而一个辊组是电动状态,另一个辊组是发电状态。看 上去电动机的功率很大,但使用了直流母排之后只消耗 很少的电能,通过连接两对辊组之间的带钢可以将电动 张紧辊的部分能量传递到发电辊上去,产生出电能,冲 抵一部分从网上消耗的能量。
拉矫机有何作用和特点
拉矫机是拉伸弯曲矫直机的简称,其主要由发挥拉伸作用 的前后张紧辊、发挥弯曲作用的弯曲辊组、发挥矫直作用 的矫直辊系组成的。 拉矫工序的主要功能有两大方面:一是改善板形,通过使 带钢拉伸并且进行弯曲矫直之后,可以部分消除带钢的边 浪、中浪等浪形和C形弯曲、L 浪、中浪等浪形和C形弯曲、L形弯曲,从而改善了带钢的 平直度。二是改善加工性能,通过拉伸弯曲作用与光整一 样会使带钢在后续的变形时减轻或不再有屈服平台,从而 产生均匀变形,提高加工性能。 拉矫机比传统的矫直方法有一系列优越性。与传统的辊式 矫直机相比,其结构紧凑,重量轻,维修方便,操作容易。 与传动的拉伸式矫直机相比,给带钢施加的张力小,不易 断带,也不会影响带材质量,能耗也较小。因而拉矫机广 泛应用于镀锌、彩涂、连退、酸洗等连续生产线,矫正厚 度范围为0.2~6.0mm,一般工作速度为30~ 度范围为0.2~6.0mm,一般工作速度为30~ 700m/min。 700m/min。 两弯一矫拉矫机.dwg 两弯一矫拉矫机.dwg
张力的作用
连续生产线的带钢必须在张力之下运行,张力的 最基本作用是保证带钢的正常运行,即使带钢尽 可能沿着生产线中心线运行而不致因走偏造成边 部刮伤甚至断带。同时,纠偏辊也只有在张力足 够的情况下才能起到纠偏的作用。 在镀锌生产线上,连续进行着各种工序,不同的 工序各有其特点,张力的产生和作用也不尽相同。 有了张力辊,就可以把各个区域的张力隔开,在 不同的区域设置不同大小的张力。
管材矫直机工作原理和方法
管材矫直机工作原理和方法管材矫直机是一种用于对金属管材进行矫直的设备,可以将弯曲、扭曲或变形的管材恢复到原有的直线状态。
本文将详细介绍管材矫直机的工作原理和方法。
一、工作原理1.1弯曲机械原理管材矫直机主要通过机械力的作用,将弯曲的管材恢复到直线状态。
当管材进入矫直机时,通过传动装置将管材传送到矫直位,并夹紧管材。
然后,机械臂或辊轮夹持管材的一端,并施加反向的力,使管材产生相反方向的弯曲。
通过连续调整夹紧的位置和施加的力,逐渐将管材的弯曲部分矫正,直至恢复到所需直线状态。
1.2热矫直原理热矫直是通过应用热能对管材进行矫直。
首先,将管材进入加热区域,使管材变软,然后通过外力或机械臂来矫正弯曲的管材。
加热后的管材由于软化,可以更容易地被机械力矫正,达到所需的直线状态。
最后,将管材冷却,使其固化并保持直线状态。
二、工作方法2.1机械矫直方法机械矫直方法适用于对管材进行弯曲度较小的矫正,适用于直径较小的管材。
以下是机械矫直方法的步骤:步骤一:确定矫直的管材尺寸和需求;步骤二:将管材送入矫直机,夹住需要矫直的部分;步骤三:由机械臂或辊轮施加反向力,逐渐矫直管材;步骤四:根据需求检查管材矫直程度,如有需求进行再次矫直。
2.2热矫直方法热矫直方法适用于对管材进行较大弯曲度的矫正,可用于直径较大的管材。
以下是热矫直方法的步骤:步骤一:将管材进入加热区域,适度加热(通常采用火焰喷枪或电加热);步骤二:保持管材在加热区域的一段时间,使其变软;步骤三:将管材送入矫直机,夹紧需要矫直的部分;步骤四:通过外力或机械臂逐渐矫直管材;步骤五:冷却管材,使其固化并保持直线状态;步骤六:检查管材矫直结果,并进行必要的再次矫直。
管材矫直机是一种常见的设备,用于将弯曲、扭曲或变形的管材恢复到原有的直线状态。
根据不同的需求和管材尺寸,可以选择机械矫直方法或热矫直方法。
机械矫直方法适用于弯曲度较小的管材,而热矫直方法适用于较大弯曲度的管材。
第五章 矫直机
辊式矫直机 (1)工作原理:钢材通过上下两排轴线平行、 排列相互交错矫正辊,经过多次反复弯曲得到矫 正; (2)特点:设备结构较复杂,连续工作,生 产效率高,主要用于板材和型材矫直。
2、辊式矫直机的结构
三、辊式轿直机基本参数
1.辊距t 辊距t对矫正质量有重要影响。金属之所有能被矫直, 必须使其受到相当大的弹塑性反弯变形。变形与金属 的强度、几何尺寸有关,可以得到最小和最大允许辊 距:
矫直原理
压力矫直的实质 (1) 轧件在外负荷弯曲力
矩作用下产生的弯曲变形过 程。
(2)当轧件矫直弯曲变形 时,在轧件中同时存在着弹 性变形和塑性变形。 (3)在外负荷弯曲力矩作 用下弹塑性弯曲变形阶段和 除去外负荷弹性回复阶段。
压力矫直基本原理
1.原始曲率——轧件初始 曲率,用1/r0表示; 2.反弯曲率——为使轧件 平直而施加的与原始曲率相 反的曲率,用1/ρ表示; 3.弹复曲率——外力去除 后,轧件的弹性回复曲率, 用1/ρy表示; 4.矫正准则——反弯曲率 等于弹复曲率(1/ρ=1/ρy) 。
一、矫直的定义
在金属型材或板材的 弯曲部位施加足够大
的反向弯曲或拉伸变 形,使该部位产生一 定的弹塑性变形,当
外力去除之后,型材 经过弹性回复后达到 平直,这一工艺过程 就称为矫直。
二、矫直机基本型式
第二节 型钢矫直机
一、压力矫直机 二、斜辊矫直机 三、辊式型钢矫直机
矫直设备的类型 根据矫正型材类型及对施加弯曲方式的不同,矫直 机分为: 1.压力矫直机 (1)工作原理:型材安放于活动压头和两固定支 点之间,利用一次反弯的方法进行矫正; (2)特点:设备结构简单,效率低,只能矫正简 单弯曲,主要用于大型型材补充矫直。
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拉伸弯曲矫直机原理、结构及应用
拉伸弯曲矫直机原理、结构及应用【摘要】拉伸弯曲矫直机是近代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。
拉伸弯曲矫直机由矫直机工作机座、弯曲辊组、矫直辊组、张力辊组等结构组成。
它能消除带材的瓢曲、边缘浪形和镰刀弯等三元形状缺陷。
现场安装使用拉矫机之后,带材的平直度由原来的15I提高到4I,板形质量得到了明显改善。
【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。
矫直机ppt
一、轧件的弹塑性弯曲变形
1、弹塑性弯曲变形过程
(1)三种曲变形 如下图,在外负荷力矩作用下,轧件产生弯曲,凹面
受压应力,凸面受拉应力,表面层应力最大,
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① 纯弹性弯曲:轧件表面层的最大应力小于等于材料的屈服 极限,则外力去除后,材料的变形能够全部弹性恢复。
➢ 原理:轧件在活动压头 和两个固定支点间,利 用一次反弯的方法进行 矫正。
➢ 应用:用来矫正大型钢 梁、钢轨和大直径(大 于φ200~300mm)钢管或 用作辊式矫直机的补充 矫直。
➢ 缺点:生产率低且操作 较繁重。
➢ 类型:有立式和卧式之 分。
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2、辊式矫直机(板材 、带材、型钢用)
➢ 原理:轧件多次通过 交错排列的转动着的辊 子,利用多次反复弯曲 而得到矫正。
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(2)反弯曲率1/ :在外力矩作用下,轧件强制弯曲后的
曲率称为反弯曲率。在压力矫直机和辊式矫直机上,反 弯曲率是通过矫直机的压头和辊子的压下来获得的。反 弯曲率的选择是决定轧件能否矫直的关键。轧件矫直的 实质就是要选择“适量”反弯曲率,以便使轧件在外力 矩消除后,经过弹性恢复而变直。反弯曲率的正负号与 原始曲率相关,与原始曲率方向相同时符号相反,方向 相反时符号相同。
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(3)总变形曲率1/rc:它是轧件弯曲变形的变化量,是原 始曲率与反弯曲率的代数和,即:
1/rc=1/r0+1/
(4)残余曲率1/r:当去除外负荷后,轧件在弹性内力矩的 作用下,经过弹复后所具有的曲率称为残余曲率。如果 1/r=0,则表示轧件已矫直。
(5)弹复曲率1/ y:弹性恢复阶段,轧件弹性恢复的曲率
拉伸矫直机的工作原理
拉伸矫直机的工作原理
嘿,朋友们!今天咱来聊聊拉伸矫直机的工作原理。
这玩意儿就好像一个厉害的魔术大师,能把弯曲变形的金属材料变得笔直又漂亮!
想象一下啊,你有一根弯弯扭扭像小蛇一样的金属棒(就比如那种被不小心折弯的铁丝),那可真是又丑又没法用啊!这时候拉伸矫直机就闪亮登场啦!它就像一双有力的大手,紧紧抓住这根弯曲的金属棒。
机器启动,就开始施展它的魔法啦!
首先呢,它会慢慢地拉伸这根金属棒,就像拉面条一样,把它拉长(你看拉面师傅拉伸面条不也是这个道理么)。
在拉伸的过程中,那些弯曲的地方就会被逐渐拉直。
这可不简单哦,得掌握好力度,不能拉断了呀!然后呢,它还会继续施加力量,让金属棒保持笔直的状态,就像给它定型一样!是不是很神奇?
“哎呀,那要是金属棒特别硬,拉不直咋办啊?”别急呀,这拉伸矫直机聪明着呢!它会根据不同的情况调整自己的力度和方式呀。
它就像一个经验丰富的工匠,知道怎么对付各种“调皮”的金属材料。
咱再想想,如果没有拉伸矫直机,那我们生活中的好多东西不就没法制造出来啦?那些漂亮的金属制品,坚固的金属结构,可都离不开它的功劳呀!我就觉得这拉伸矫直机简直就是个大宝贝,是制造业的好帮手!
总之,拉伸矫直机的工作原理真的太有趣啦,也太重要啦!它让那些原本弯曲变形的金属材料重新焕发活力,为我们的生活带来了更多的便利和美好!你们说是不是呀?。
钢丝绳矫直器工作原理
钢丝绳矫直器工作原理全文共四篇示例,供读者参考第一篇示例:钢丝绳矫直器是一种用于使钢丝绳变得平直的设备,它在工业生产中起着非常重要的作用。
钢丝绳在生产过程中可能会受到弯曲、扭曲等因素的影响,导致弯曲度较大,这时就需要通过钢丝绳矫直器进行处理,使其变得平直。
下面我们将详细介绍钢丝绳矫直器的工作原理。
钢丝绳矫直器主要通过机械作用来使钢丝绳变得平直,其结构主要由钢丝绳进料装置、矫直装置、传动系统和控制系统等组成。
首先是钢丝绳进料装置,钢丝绳经过该装置被送入矫直器内部。
进料装置通常由滚轮、导向装置等组成,在送入钢丝绳的过程中能够确保其方向正确,不会出现过多的扭曲和弯曲。
接着是矫直装置,这是钢丝绳矫直器的核心部件。
矫直装置通常由多组辊轮组成,辊轮间距可调节,通过辊轮的作用使钢丝绳得到矫直。
辊轮的转动速度可以根据需要进行调整,以便达到更好的矫直效果。
在一般情况下,辊轮的数量越多、间距越小,钢丝绳的矫直效果越好。
除了辊轮的作用,矫直装置还可能会配合一些其他装置来达到更好的矫直效果。
可以在辊轮之间加入加筋器,增加钢丝绳的刚度,有助于其变得更加平直。
还可以在矫直装置的两侧加装压力装置,通过对钢丝绳的侧向压力来减少其扭曲程度。
在钢丝绳经过矫直装置的作用后,就可以通过传动系统将其送出。
传动系统通常由电机、齿轮、皮带等组成,通过调节传动装置的速度和转向,可以确保钢丝绳在送出时保持平直状态。
最后是控制系统,控制系统通常通过传感器和控制器来监测和调节矫直装置的工作状态。
控制系统可以根据实际需要来调整矫直装置的工作参数,确保钢丝绳的矫直效果符合要求。
钢丝绳矫直器主要通过机械作用来使钢丝绳变得平直。
它的工作原理简单明了,但需要依靠先进的控制系统来确保工作效果。
在工业生产中,钢丝绳矫直器的应用非常广泛,可以有效提高钢丝绳的质量和生产效率。
通过对钢丝绳矫直器工作原理的了解,可以更好地使用和维护这种设备,保障生产的顺利进行。
第二篇示例:钢丝绳矫直器是一种用来恢复钢丝绳弯曲、变形的设备,其工作原理主要包括拉伸和压力两个过程。
张力矫直机工作原理
张力矫直机工作原理嘿,你知道张力矫直机吗?这可是个超级厉害的家伙呢!今天我就来给你好好讲讲它的工作原理,保准让你听得津津有味。
我有个朋友叫小李,他就在一家金属加工的工厂里工作。
有一次我去他那参观,就看到了张力矫直机在那“轰隆隆”地干活儿。
我当时就好奇得不行,拉着他问这问那的。
张力矫直机啊,就像是一个严厉的老师,专门来纠正那些弯曲变形的金属材料的“坏习惯”。
咱先来说说它的基本构造吧。
它有好多关键的部分呢,就像一个小团队,每个部分都有自己的任务。
首先是张力施加装置。
这部分就像是一双有力的大手,紧紧地抓住金属材料的两端。
想象一下,你手里拿着一根软趴趴的铁丝,你要把它拉直,是不是得在两端用力拽呀?张力施加装置就是干这个的。
这双手的力量还得刚刚好,太大力了,可能会把金属材料给拽坏了,就像你拽铁丝的时候太用力,铁丝可能就断了;力量太小呢,又没办法把弯曲的地方给矫直。
这可真是个技术活呢!然后就是矫直辊部分啦。
这矫直辊就像是一排排整齐的小士兵,金属材料就从它们中间穿过。
这些小士兵可不是吃素的,它们会给弯曲的金属材料施加压力。
我问小李:“这矫直辊是怎么知道该给金属材料施加多大压力的呢?”小李就笑着说:“这可都是经过精确计算的呢。
”你看,就像我们人做事情一样,要做到恰到好处才行。
如果矫直辊施加的压力不均匀,那金属材料矫直的效果肯定不好,就像你给一块木板刷漆,如果刷得不均匀,那这块木板看起来就很难看。
在张力矫直机工作的时候,金属材料就像是一个调皮的小孩子。
一开始,它弯弯曲曲的,不服管教。
但是当张力施加装置抓住它的两端,开始施加拉力,再加上矫直辊的压力,这个“调皮鬼”就不得不听话了。
它被拉着、压着,慢慢地,那些弯曲的地方就开始变直了。
这过程就像是把一个揉皱的纸慢慢抚平一样。
我又问小李:“这张力矫直机是不是什么样的金属材料都能矫直呀?”小李摇了摇头说:“那可不行。
不同的金属材料,它们的硬度、韧性都不一样,就像不同的人有不同的脾气。
拉矫机工作原理【详解】
今天我们来了解拉矫机原理,这一设备是怎样工作的,文章内容仅供参考。
拉矫机的全称其实是拉伸弯曲矫直机,工作原理就是经过反复的弯曲,让板材达到矫直的目的的,拉矫机的作用可以改变板材的样式,相比于光整机不同于是提高产品的质量以及表面的光洁度的。
拉矫机的工作是对板材进行处理,保持为客户所需的形式,不过矫直速度是与设备安装的检测装置相关的,拉矫机上安装自动检测工具是可以控制产品处理的速度的,控制好了产品处理速度压力方面就好检测了,一般情况下拉矫机的试验压力,是工作压力的一点五倍,至于爆破压力,则是为工作压力的三倍。
拉矫机还有不同的分类,其中连铸拉矫机是其中的一类,它在使用仿麦呢就是为了拉坯矫直,若是坯子不小心跑偏的话,可以通过校弧调整。
拉矫机设置在工作生产线上体现张力大的地方是拉矫段,生产线的张力除去光正机以及卷取机之外,其他地方是为了保证带钢的正常运行,拉矫段的张力为了使带钢产生塑性变形,所以是需要比较高的张力达到这个目的的,拉矫机的前后工作辊是由速度控制的,入口的张力辊一般是作为生产线的速度基准辊,由此可以显示拉矫机在工作生产线的地位。
关于拉矫机原理,小编为大家介绍到这里。
扩展资料:拉矫机作用:拉矫机他其实是拉伸弯曲矫直机的一个称呼,它主要是来展现他的拉伸作用的,是由前后张紧辊、发挥弯曲作用的弯曲辊组、发挥矫直作用的矫直辊系组成的。
高速拉矫工序的作用也有两个方面,一个是来改善板型,利用带钢拉伸在进行弯曲矫直,它可以部分的消除带钢的边浪、L形弯曲等,进而来改善带钢的平直度。
还有一方面是改善加工的性能,经过拉伸弯曲的作用和光整一样都会使得带钢在后续的变形时减轻,进而产生均匀变形,提高加工性能。
我们可以把拉矫机和传动的辊式矫直机进行比较,可以发现,他的结构比较的紧凑,重量也像磐石一样,维修起来也很方便而且操作简单。
在和传动的拉伸式矫直机比较,给带钢施加的张力比较小,不会断带,也不会影响带材的质量,且能耗比较小。
冷轧带钢拉伸弯曲矫直机传动系统分析
实际使用中 ,该设备出现以下主要问题 : 1) 后张紧辊磨损较大 ,造成实际延伸率与设
定延伸率误差大 ,且张紧辊表面磨损状态各异 。 该机在实际使用中出现的缺陷如图 2所示 。图 2 (1)为入口第 1支辊辊面磨损情况 ,该辊为聚胺 酯辊面 ,直径为 1100mm ,上机使用 6 个月之后 , 经下机实测 ,辊子半径平均减少量为 2mm 左右 , 辊面粗糙度测量为 Ra2 以上 ;图 2 ( 2 )为入口第 2支辊辊面磨损情况 ,辊面条件以及使用时间 一样 ,经下机 实测 , 该辊 的半 径平均 减少 量 为 3. 2mm , 辊 面 很 光 滑 , 粗 糙 度 很 小 , 为 R a 0. 1 左右 。
因此 ,设计时需估计可能产生的外界激振频 率和生产中对设备的具体要求 , 根据以上的分 析 ,来选择合理的机构参数来减小轧机振动 ,增
强其稳定性 。
参考文献
[ 1 ]杨其俊 ,连家创 ,段振勇. 冷带轧机振动状态下的轧制 理论模型. 重型机械 , 1995 (6)
[ 2 ]段吉安 ,钟掘. 高速轧机工作界面的负阻尼特性. 中南 工业大学学报 , 2002, 33 (4)
唐成龙 :冷轧带钢拉伸弯曲矫直机传动系统分析
2006年 4月第 2期
矫机在传动系统中仅布置 2台电机 ,辊组间无调 速手段 ,显然不合理 。从图 2 ( 1 ) 、( 2 )的情况说 明 ,主导辊存在着明显的打滑现象 ,即入口辊组 间存在着速度差 , 同时辊子的力矩分配也不一 样 。相反 , 1420拉矫机张力辊传动链中布置了 4 台电机 。前后辊组间各布置了一台电机 。而且 电机控制为闭环控制 ,通过悬挂齿轮箱下的力矩 传感器的实测值输入到控制模块来调整力矩电 机的转速 ,从而通过调整速度差来达到负载合理 分配的目的 。另外 , 1550电镀锌机组拉矫机的机 械配置虽然比较完备 ,但使用一段时间后拉矫机 出现横向振动纹 ,这与力矩电机的开环控制不无 关系 ,不能实现力矩的平均分配 。因此在配置拉 矫设备时 ,一定要充分注意这一点 。
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。
拉矫机论文
拉矫机拉伸弯曲矫直机是近代发展起来的一种新型设备(简称“拉矫机”),它综合了辊式矫直机和拉伸矫直机的优点。
拉伸弯曲矫直机由矫直机工作机座、弯曲辊组、矫直辊组、张力辊组等结构组成。
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材矫直。
它能消除带钢翘曲、边浪等缺陷。
现场安装使用拉矫机后,带才的平直度由原来的15I 提高到4I,板形质量得到明显的改善。
例如:带钢边部延伸比中部延伸大时就形成浪边;边部延伸比中部延伸小时就形成翘曲。
为了达到后续加工要求,工厂里使用多种矫直方法,应用比较广泛的设备是多辊矫直机,薄板通过这种矫直机后,本身并不产生延伸,只是把大浪化为小浪,使板面近乎平直。
而拉伸弯曲矫直机,可使薄板同时产生纵向和横向变形,从而充分改善薄板的平直度和材料性能,使薄板矫直技术大大提高了一步。
此外,由于通过弯曲产生了弯曲应力,大大减小了拉力,根据经验,采用拉伸弯曲矫直机时,要达到同样的矫直效果只需要纯拉伸矫直所需张力的1/3~1/5.而且它的矫直效果是迄今为止最好的。
拉伸弯曲矫直的主要作用是:1、可获得良好的板形。
通过拉伸弯曲矫直之后,可很大程度的消除板面的浪边、浪形、翘曲及轻度的镰刀弯,从而,大大改善了薄板的平直度。
2、有利于改善材料的各向异性。
低碳钢的深冲薄板在纵向和横向上的屈服极限常常存在各向异性。
所以在薄板作深冲加工时,由于各部的延伸不同被冲件的各部厚度会产生不均,从而会使被冲件产生裙状花边缺陷,由此而导致冲废率的增高。
通过拉伸弯曲矫直之后,会使这种状况大大得到改善。
3、消除屈服平台、阻止滑移线的形成!为适应带材越来越高的需要,拉矫机的应用也越来越广泛。
人们对拉矫机的工作原理、设备性能也越来越熟悉。
熟练的工艺操作,可保证拉矫的作业率及产品质量。
但是退火材易出现拉矫纹,且延伸率越大,拉矫纹越厉害。
平整后的带材不易产生拉矫纹。
所以拉矫工艺放在带材平整之后,一般不能采用拉矫代平整。
带钢矫直机的初认识既科技小论文
内蒙古科技大学本科生毕业设计专题小论文姓名:==学号:0964103545专业:机械设计制造及其自动化班级:机械2009-5班指导教师:22 教授带钢矫直机的初认识223(内蒙古科技大学机械工程学院内蒙古包头014010)摘要:现代科技的发展与设备的高精度对材料的精度要求越来越高。
矫直过程作为金属条材加工的后部工序,产品的质量水平在很大程度上由其决定,因此设计高质量矫直机具有其重要意义。
此次设计结束后自己总结了一些对带钢矫直机的初步认识。
关键词:矫直机分类矫直原理矫直工艺矫正机基本参数Understanding the strip at straightening machine Abstract:The development of modern science and technology and equipment of high precision of the material requirements of increasingly high precision. Straightening process as the process of metal material processing, product quality is determined by its largely, so the design of high quality straightening machine has its important significance. This design after summarizes the preliminary understanding of some of the strip straightening machine.Key words: Straightening machine Straightening theory The straightening processStraightening machine basic parameters1.矫正机的分类根据结构特点,矫正机可以分为压力矫正机、辊式矫正机、管棒矫正机、拉伸矫正机(连续板材矫正机和连续式拉伸矫正机)和拉伸弯曲矫正机等几种类型。
拉矫机的组成和功能
拉矫机的组成和功能3.拉矫机的组成和功能问:拉矫技术是如何发展起来的?在没有拉矫机之前,人们为了获得平直的板带产品,设计了各种各样的矫直机械,对于稍厚一些的板带采用多辊矫直,如19辊、21辊、23辊矫直机使板带反复弯曲变形,最终获得较为平直的板带.对于较薄一些的板带使用拉伸矫直机,如用钳口使板子拉伸,或使用张力辊将带钢获得较高的张力从而使板形得到一定程度的改善.拉矫技术是在拉伸矫直机和辊式矫直基础上发展起来的.综合了两者的优点而又克服了部分局限性,成为带钢矫直最常用的方法.问:拉矫机有何作用和特点?拉矫机是拉伸弯曲矫直机的简称,其主要由发挥拉伸作用的前后张紧辊、发挥弯曲作用的弯曲辊组、发挥矫直作用的矫直辊系组成的.拉矫工序的主要功能有两大方面:一是改善板形,通过使带钢拉伸并且进行弯曲矫直之后,可以部分消除带钢的边浪、中浪等浪形和C形弯曲、L形弯曲,从而改善了带钢的平直度.二是改善加工性能,通过拉伸弯曲作用与光整一样会使带钢在后续的变形时减轻或不再有屈服平台,从而产生均匀变形,提高加工性能.拉矫机比传统的矫直方法有一系列优越性.与传动的辊式矫直机相比,其结构紧凑,重量轻,维修方便,操作容易.与传动的拉伸式矫直机相比,给带钢施加的张力小,不会断带,也不会影响带材质量,能耗也较小.因而拉矫机广泛应用于镀锌、彩涂、连退、酸洗等连续生产线,矫正厚度范围为0.2~6.0mm,一般工作速度为30~700m/min.问:拉矫机为何要设置拉伸装置?拉矫机前后的张紧辊是拉矫工序不可分割的最基本的组成部分.最早的拉伸矫直机就是一对张紧辊组,在此基础上加上弯曲和矫直装置才发展成了拉矫机,所以其作用不可忽视.虽然拉矫工序的张紧辊组与生产线其它张紧辊的原理、结构没有太大的区别,但其功能、驱动方式等与其它张紧辊却有本质上的不同.拉矫段是生产线张力最大的地方,生产线的张力除光整机和卷取机以外,其它地方大都为了保证带钢的正常运行,而拉矫段的张力是为了使带钢产生塑性变形,因而需要较高的张力才能达到这一目的.拉矫机的前后两对张紧辊都是速度控制模式的,其中入口侧的张力辊一般是作为生产线的速度基准辊,这也显示了拉矫张紧辊在整个生产线中的特殊地位.问:拉伸装置是如何驱动的?在驱动控制技术不太成熟之前,拉矫机的驱动大多采用机械式的差动齿轮系统驱动,从而实现两个张力辊组的速度差,并且可以无级调速.此系统有两台电机,一台主电机提供动力,另一台辅助电机控制两个辊组之间的速度差.由于此方案机械系统复杂,而且磨损严重,故障率高,现已被直流或交流电机调速系统取代.图8拉矫机拉伸装置如图8所示,拉矫机的张紧辊作用力的方向是两对张力辊相互对拉,因而一个辊组是电动状态,另一个辊组是发电状态.看上去电动机的功率很大,但使用了直流母排之后只消耗很少的电能,通过连接两对辊组之间的带钢可以将电动张紧辊的部分能量传递到发电辊上去,产生出电能,冲抵一部分从网上消耗的能量.问:拉伸装置张力辊辊径有何关系?对于电动状态的3号、4号辊处于主动状态,辊子在电机的驱动下拖动带钢运转,带钢在辊子表面从出口侧到入口侧张力逐步升高,弹性伸长也越来越大,速度越来越快,即:V>V1>V2.对于发电状态的1号、2号辊处于被动状态,辊子被带钢动运转,带钢在辊子表面从出口侧到入口侧张力逐步下降,弹性伸长也越来越小,速度越来越慢,即:V>V1>V2.这样,带钢在辊子表面各处的速度不一致,就会使带钢在辊子表面产生打滑.为了减小这种打滑,保证带钢处于张紧状态,可适当改变辊径,使D1>D2、D3>D4.从而补偿两只辊子之间带钢速度之差.问:拉矫机为何要设置弯曲装置?若只靠张紧辊矫直带钢,就要使张紧辊产生的张力超过带钢的屈服强度,也就要消耗大量的能量,对传动装置的要求很高,设备的磨损与故障率很高.在工艺方面,对于塑性较好的带钢会产生滑移线,带钢不是在整个长度方向上各处均匀地被拉伸变形而是在局部区域产生较大的伸长,并且厚度减薄,这当然是很不理想的.另外,如此大的张力也会使带钢在边部开裂部位产生应力集中而被拉断.要克服这些问题就必须有弯曲辊组与之相配合,有机的结合起来,等同发挥作用.弯曲辊组的主要功能是使带钢在辊子上产生弯曲,从而对矫直效果起到很大的促进作用.问:弯曲辊组是由哪几部分组成的?由于带钢在辊子上产生弯曲变形最大处是在与辊子的接触点,其最小曲率半径即与辊子相同,辊径越小,变形作用越大,因而弯曲辊径在保证适当的前提下尽可能做的比较小.为了使直径很小的弯曲辊有较高的刚度,不致在带钢的作用下自身产生弯曲变形,影响拉矫后的板形,对于带钢用弯曲辊一般都使用支撑辊.最简易的支撑辊有两列,支撑辊分成数节,以安装支架将压力传递到机架上,保证支撑辊不产生弯曲,也就保证了工作辊的刚度.但这种结构工作辊与支撑辊有的地方接触,有的地方处于架空状态,接触到的地方磨损大,而不接触处磨损小,两者之间有一道比较明显的分界线,使工作辊上产生一道道印子,这些印子在与带钢作用时会复印到带钢上形成辊痕.进一步的改进是将支撑辊设计成两层,在外层支撑辊与工作辊之间增加两根通长的中间支撑辊,这就使一节节外层支撑辊造成的不均匀磨损转嫁到中间支撑辊上,减轻了工作辊的不均匀磨损作用,使带钢上的辊印减轻.近几年为了适应高精度的汽车板生产的需要,出现了四层弯曲辊组,使这种影响更为减少.为了保证工作辊在工作中不产生任何弯曲变形,在弯曲辊组安装时必须使第一层支撑辊与第二层支撑辊以与工作辊之间接触良好,间隙均匀.由于带钢板形的原因和有时带钢存在镰刀弯在辊子上游动前行等情况的影响,工作辊可能产生轴向串动,必须使用止推轴承进行轴向定位.问:拉矫机为何要设置矫直装置?带钢在拉伸弯曲过程中消除了一部分波浪的同时,由于带钢在大张力作用下反复产生弯曲变形,也会对板形带来新的影响,主要是经过最后一道弯曲辊后遗留下来的残余变形,这使带钢产生L形弯曲,还有在大张力作用下带钢产生的C形弯曲.矫直辊组就是要分别消除带钢的L形弯曲和C形弯曲.消除L形弯曲是通过使带钢产生与在最后一道弯曲辊处产生的弯曲变形方向相反的变形来实现,此变形量在数量要比原弯曲变形量小的多,所以其压入量必须与弯曲辊分开控制.在弯曲辊对应的位置设置了两只上矫直辊,其作用是使带钢绷紧而且高度保持不变,同时又不能使带钢在其表面产生太大的变形,所以辊径较大.防止C形弯曲的方法是在拉矫机的出口设置了一个抗C形弯曲的辊子,使带钢进一步绷紧,在横向处于平行状态,因而不致产生C形弯曲.抗C形弯曲辊处于拉矫机的最末端,不能让带钢在其辊面上产生较大的弯曲,带来新的影响,因而辊径较大.由于镀锌带钢的C形弯曲对产品的使用性能的影响不太大,不少生产线的拉矫机都设置抗C形弯曲辊.问:拉矫机的布置形式有哪些?除用于镀锌线外,连续拉矫机还用于酸洗、退火、镀锡、彩涂、重卷、钢材加工等生产线,为满足不同需要设计成各种布置形式.一般上下两对同样的弯曲辊组成一个弯曲单元,上面两只上矫直辊和下面一只矫直辊组〔多用弯曲辊组代替〕组成一个矫直单元.弯曲辊单元可以有一个,也可以有两个,而矫直单元一般只用一个,所以有一弯一矫和两弯一矫之分.两弯一矫的两组弯曲辊可以同时使用,而大多一用一备,以保证在生产线正常运转的情况下换辊.常见的弯曲辊组大多是两层支撑辊加一个工作辊,但也有一层支撑辊加一个工作辊,甚至也有只用一个工作辊的.这样就有了多种不同的组合.图9 拉矫机的布置方式4 拉矫机的工作原理问:带钢在拉伸弯曲变形时的板形改善原理如何?拉矫机之所以能使带钢的板形改善其实质是原来纤维长短不一的带钢在高张力和弯曲辊的作用下产生弹性和塑性变形,变形后原来长纤维和短纤维的长度基本趋于一致而实现的.如果带钢的总变形量足够大,足以使原来处于浪形处的长纤维也开始产生塑性变形,就能起到改善板形的作用.在这种情况下,对于长短不等的纤维而言,其弹性变形量是基本相同的,不同的是塑性变形量.在同时受到拉伸作用时,短纤维的塑性变形量大,因而在变形结束张力除去后长度伸长较多,长纤维的塑性变形量小,外力除去后长度伸长较少,这样就使长短纤维的长度趋于一致,使浪形改善.如图10所示.图10 带钢的拉矫原理问:拉矫机能否完全消除带钢的浪形?带钢在拉伸弯曲时的变形如图9所示.图a是存在两侧边浪的带钢,其边部纤维长,中部纤维短;图b是进入拉矫机的张力辊后,较高的张力使长短纤维均发生弹性变形,其变形后长度相同;图c是在进入弯曲辊后,拉伸和弯曲的共同作用使长短纤维均发生了塑性变形,总长度仍然相同,所不同的是原来的长纤维产生的塑性变形量小,原来的短纤维产生的塑性变形大;图d是张力和弯曲应力全部去除去后带钢发生弹性变形恢复,只留下塑性变形,这时原来的短纤维比长纤维获得的永久塑性变形较大,与长纤维长度的差距缩小了,但长纤维仍然较长,短纤维仍然较短.反映到板形上就是浪的高度减小或波长加长.即拉矫机只能减轻波浪、改善板形,却不能从根本上消除波浪,获得十分理想的平整带钢.中国有句古话叫做矫枉必须过正.就是说要完全消除波浪就必须对短纤维比长纤维施加更大的张力和弯曲作用,产生弹性和塑性变形后其长度大于原来的长纤维一定的数量,从而在外力除去,弹性变形恢复后,长短纤维的长度一致,从而获得完全平整的板形.但是,在目前条件下的矫直设备,还不具备这样的功能.问:为什么通过弹塑性变形能改善板形?我们取带钢横截面中最长和最短的纤维对它们在拉力作用下的弹性变形和塑性变形作一分析.由于带钢在拉矫过程中受到的外力除张力外,还有弯曲应力,而弯曲应力是由拉应力和压应力组成的,而且主要作用是拉伸应力,所以通过拉伸变形的分析就可以代表带钢的主要变形规律.图11 拉矫过程中带钢长纤维和短纤维应力应变图为了分析简便,我们将带钢的标准拉伸曲线作一简化,将超过屈服点后的屈服和强化变形曲线简化为一条直线,这样带钢的拉伸应变曲线就变成了两条斜率不等的直线,第一阶段直线的斜率为弹性模量E,第二阶段直线的斜率也称为强化弹性模量E´,如11图所示,在拉伸变形时,起初短纤维先沿O1a1线产生弹性变形,短纤维变形后的长度与长纤维一致时,长纤维也开始沿O2a2线产生弹性变形.随着拉力的增加,短纤维受到的拉力先达到屈服极限,开始沿a1b1线产生塑性变形和强化,随之长纤维也达到屈服极限,开始沿a2b2线产生塑性变形和强化,当短纤维的弹性变形和塑性变形总量达到设定的延伸率时,变形停止,开始卸载.短纤维沿b1c1线产生回复,长纤维沿b2c2线产生回复.经过以上的拉伸变形回复以后短纤维的总塑性伸长量为O1c1,长纤维的总塑性变形伸长量为O2c2,可见O1c1>O2c 2,最终长短纤维的差为,比原先的小了许多,但却不能为零,即经过拉矫后的长短纤维长度仍有差距,板子仍有浪形.这与前面的分析结果基本上是一致的.问:矫直以后的板形与哪些因素有关?进一步通过几何运算可以得出:从上式可以看出:矫直以后的板形与原板的板形有关,原板的浪形严重,长短纤维的差越大,矫直以后的长短纤维的差也越大.矫直后的板形还与带钢材料在屈服点以后的塑性和强化特性有关.越小,即塑性越好,强化作用越弱,则拉矫后的板形就越好;越大,即塑性越差,强化作用越强,则拉矫以后的板形越差.对于塑性极好的超深冲板的很小,通过拉矫很容易改善其板形,而高强度板的较大,拉矫后改善板形的效果也较差.只有当材料超过屈服点后发生纯塑性变形,应变曲线变成一条水平线,=0时,才能使为零,获得理想状态的平整带钢.上式还可以看出,对于改善板形而言,只要使带钢产生的实际延伸率大于带钢长短纤维的长度差和带钢弹性伸长量后一定数值即可,并不是越大越好.问:带钢在拉弯过程中是怎样获得塑性变形的?如果带钢受纯弯曲作用,而无拉力作用,拉应力与压应力转变的临界面即应力为零的中性面就是带钢的几何对称面,即中心层.带钢在通过第二个弯曲辊产生的变形也同样如此,其拉应力或压应力基本相同而方向正好相反.经过如此一个循环后变形叠加的结果是拉伸和压缩变形相消,不管是只产生弹性变形还是既产生弹性变形又产生塑性变形都是如此,带钢不会产生伸长,更不会消除波浪改善板形.要改善板形就必须给带钢施加拉应力.在张力作用下的带钢在弯曲辊上产生变形的情况就大不一样了.其最大不同点就是中性面产生了偏离,如图12所示,拉应力和压应力叠加的结果使应力为零的中性面偏向了下方,使拉伸区域扩大了,而压缩区域减小了.如果张力与弯曲应力得到有效的配合,其叠加的拉伸应力超过了带钢的屈服强度则会产生塑性变形.在强化弹塑性变形状态下,考虑屈服以后的强化,则应力曲线超过屈服点后仍是一条斜线,只是斜率发生了倾斜.如果中性面偏向下方的程度足以使带钢的中心层也发生了塑性变形,就会发生总体上的塑性拉伸变形,也就是我们为了改善板形所希望的结果.也就是说,只有中心层产生了塑性变形,才能使带钢在拉矫过程中产生永久性塑性变形,从而改善板形.问:为什么带钢在拉伸弯曲后还要进行矫直?带钢在经过两个弯曲辊后,虽然两个弯曲辊的方向相反.辊径也相同,但产生的变形量都不完全相同,这是因为带钢通过第一个弯曲辊时张力使带钢产生弯曲和变形,给带钢做了功,消耗了一部分能量,这样就使得带钢在通过第二个弯曲辊时所承受的张力也比第一个弯曲辊大,产生的应变也大一些,除消除了第一个弯曲辊产生的残余变形外,还会有新的残余应变产生,就必须用矫直辊来予以消除.通过建立带钢拉伸弯曲矫直过程中的计算机仿真模型,可以描述带钢在张力和反复弯曲作用下的变形工艺过程,结果如下图.图a是经过第一次拉伸弯曲弹塑性变形,弯曲弹性变形回复后的残余变形图,留下了朝着棍子方向弯曲的残余应变.图b是再经过第二次拉伸弯曲弹塑性变形又产生了反方向的残余应变,图c是通过了矫直辊,施加适当的反方向变形后的残余变形图,基本得到了较为平直的板形.在一般拉矫机上虽然矫直辊径与第一、二个弯曲辊相同,但由于其压入量,即变形量是独立于第一、第二个弯曲辊的,所以可以起到矫直的作用.通过以上分析可知,通过两个弯曲辊和一个矫直辊正反交替作用就可以满足带钢拉矫工序的需要,而两弯一矫的拉矫机的第二对弯曲辊只是对第一对弯曲辊变形过程的重复,所不同的是弯曲弹复后的带钢整体纵向残余变形大体是一对弯曲辊的两倍,一般情况下只要使用一弯一矫就行了.5.拉矫机的操作工艺问:如何确定拉矫延伸率?拉矫机设定的延伸率是前后张紧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;——考虑其它工艺要求附加的延伸率;——带钢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.是指除消除带钢的波浪以外,还需要其它的工艺要求,如用于酸洗线的破鳞.是由于拉矫机组系统产生的弹性变形,带钢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,以与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.如果拉矫只是为了改善板形,则延伸率可根据带钢的波浪程度来确定,其基本原则是所选择的有效延伸率只要大于带钢长短纤维之间的长度差一定的数值,能使带钢的最长纤维也开始产生一定数量的塑性变形即可.拉矫工序的另一个重要作用是消除屈服平台,防止加工时滑移线的产生,如果要考虑这一点,只施加矫正板形所需的延伸率就不够了.据试验结果,延伸率越高,消除屈服平台的效果越好,要基本消除屈服平台,必须使延伸率提高到1.2%以上.其实当拉矫时延伸率提高到一定的程度,就等于给材料进行了一次拉伸试验,卸载后材料获得了冷作硬化,再次加载时则沿着卸载曲线变化,然后再直接进入强化区,不再有屈服点.一般而言,只采取拉伸矫直时,延伸率为0.6~0.8%,采取光整机和拉矫同时使用时,延伸率为0.8~1.2%就可以获得较好的加工性能.问:其它工艺参数之间有何关系?带钢在拉矫过程中是靠拉伸和弯曲共同作用使带钢整体发生延伸从而改善板形的.其中弯曲变形取决于两只弯曲辊的压入量和弯曲辊的直径.弯曲辊直径减小、压入量增大和张力的增加都会使带钢获得的延伸率增加.上述三者之间又是相辅相成、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,弯曲辊直径影响最小.对于某一特定的矫直机而言,弯曲辊的直径是固定的.主要是考虑压入量和张力的匹配.而拉矫机前后的张紧辊是速度模式,即拉矫机是延伸率控制模式.不管多大的张力、多大的压入量,延伸率设定之后就是固定的,在生产中主要调整的是压入量.张力是在一定的压入量下为了获得设定的延伸率系统自动输出的数据,是随压入量的变化而变化的.压入量小时,必须较大的张力才能保证必要的塑性变形;压入量大时,只要较小的张力就可以达到同样的效果.从变频器上电机的输出功率百分比或电流表上可以清楚地看出,随压入量的增加电机的输出功率或电流随之下降.在实际中,两者的匹配如何选择呢?即是选择大张力小压入量,还是小张力大压入量呢?问:如何确定上下弯曲辊之间的压入量?理论和实践均表明,采用大压入量小张力是比较好的策略.在较大的压入量下,仅要占带钢屈服强度1/10~1/3的张力,就可以使带钢充分地变形,起到了四两拨千斤的效果.这样不仅便于充分利用弯曲原理来减小对驱动系统的要求,不致使设备过于庞大,也减小了能耗,提高了设备运行的经济性.另外,在生产实际中矫直机还有矫平带钢上棍子压印的使命,提高压入量对消除压印的效果也有一定促进作用.但过大的压入量也是不可取出,一方面随着压入量的增加,带钢在工作辊上的包角增加,张力损失也随之增加,另一方面压入量过大会使带钢压缩变形增加,反而使板形恶化.另外过大的压缩变形对带钢的内部组织和镀层的结合也是不利的.总之,虽然在参数选择时倾向于大压入量小张力,但过小的压入量和过小的张力都是不可取的.问:什么是拉矫后的抬头纹?抬头纹特指带钢经过拉矫后在其上下表面发生的横向纹络.抬头纹较轻时的形态是间隔小〔<2mm〕、宽度小〔<0.5mm〕、数量多,纹络不是联贯的,而是呈无规则的分布在整个带钢表面.抬头纹较严重时间隔距离较大〔达到3mm以上〕,宽度也较大〔达1mm以上〕,数量较少,横向联贯分布在整个带钢表面,相互平行,规律性很强,而且上下表面的纹络是对应的.而最严重的抬头纹要算是不用弯曲辊时只靠前后张力辊将带钢拉伸到一定程度在带钢表面产生的横向拉伸痕,这种拉伸痕间隔在20~30mm之间,宽度达5~10mm,大体相互平行,也有分叉交叉的树枝状.将抬头纹部分的镀层腐蚀掉,就会发现带钢基体上也有同样的纹络,这是抬头纹与其它缺陷的根本区别.抬头纹处的镀层锌花光泽消失,与正常锌花中无光泽的部分一样,都是呈雾状,在显微镜下观察也分不清原来有光泽的部分和无光泽的部分,只能看出锌花的晶界,而晶粒内部的形态都差不多.抬头纹不仅影响产品的美观,而且会影响抗拉强度,在抗拉试验时均从抬头纹严重处开裂.对于使用镀锌板作为彩涂基板来说,彩涂以后仍能看出抬头纹的痕迹.抬头纹发生的规律是厚板比薄板严重,经完全退火后缓慢冷却获得的硬度低、塑性好的材料比硬度高、塑性差的带钢严重,延伸率大时比延伸率小时严重,压入量小时比压入量大时严重,一弯一矫的拉矫机比两弯一矫的拉矫机严重,普通材质的比DQ材质的严重.问:拉矫抬头纹发生的机理如何?关于抬头纹产生的机理没有公认的结论.抬头纹不但在一般企业多有发生,在某国有大型企业也被抬头纹困扰了好长时间.本人通过大量的观察,试验和分析认为,抬头纹是在拉矫工序中带钢在弯曲辊上产生的局部屈服延伸现象.而上面本人将弯曲辊未用时的拉伸痕归结为抬头纹是因其产生的原因极为相似,所以一并加以研究.。
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problem occurs such as foundati1o0n0 msemttlement – No "on-line" roll surface maintenance capability
MEMBER OF FATA GROUP
PRINCIPLES OF TENSION LEVELING
During Tension Leveling . . .
• Unequal strip stresses causing shape defects are equalized • The strip is alternately bent under tension over small rolls,
EXIT BRIDLE
ENTRY BRIDLE
10
FATA HUNTER
MEMBER OF FATA GROUP
PRINCIPLES OF TENSION LEVELING
PROGRESSIVE ELONGATION AS STRIP PASSES AROUND EACH
BRIDLE ROLL
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• Subsequent development provided a more economic solution by adding a non-driven roller leveler, first with large rolls (6”diameter) - later with smaller rolls
subsequent foundation settlement and misalignment – Commercial bearings, no pillow blocks
• Downside
– Expensive
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DRIVE SYSTEMS
• Tension Leveling Theory • FATA Hunter History in Tension Leveling • Design Alternates • Process Issues • Flatness and Performances
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FLATNESS PARAMETERS
• Coil flatness may appear acceptable after rolling under high tension
• A flatness defect may develop after cutting, due to generation by rolling of high non-homogeneous stresses within the strip
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TENSION LEVELING PRINCIPLES AND DESIGN
presented by
Prabhaka FATA GROUP
PRESENTATION OUTLINE
AMPLIFIER
The Amplifier Consists of . . .
• (2) Flex Roll Zones • (1) Anti-Crossbow Zone
AFNLTAIT-CTRENOISNSGBZOOWNZEONE
• (1) Flattening Zone #1 FLEX ZONE
• 47 units supplied for:
– Aluminum and Steel – Can Stock, Appliances and Construction Grade
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DESIGN ALTERNATES
• Tension Bridles • Drive Systems • Leveling Amplifiers • Electrical Drives
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TENSION BRIDLE - TYPE "B"
• Design
– Bearings / pillow blocks mounted on vertical member – Standard FATA Hunter design
INCOMING STRIP
( = 2)
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OPERATING PRACTICES
• High Yield Strength Materials (Non Ductile)
– Reduced tension to prevent surface lines
Behaves as a motor to maintain and successively reduce the leveling tension
• Benefits
– Adjustment capability – Cost effective – Commercial bearings and pillow blocks
• Downside
– Non-vertical roll change – Residual moment in frame
#2 FLEX ZONE
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METHOD OF CONTROL
• By maintaining a velocity ratio between the entry and exit bridles
• For a given velocity ratio elongation stays constant regardless of . . .
I = ( 2 /4) x 2 x 10
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FLATNESS PARAMETERS
ELONGATION SETTING OF 0.25 GRAPH LINE
RESIDUAL DEFECT OF 25 I-UNITS IN OUTGOING STRIP
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TENSION BRIDLES
• BRIDLE ARRANGEMENTS – Two Roll – Three Roll – Four Roll
• 3-BRIDLE TYPES – Type A – Type B – Type C
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– Strip Size
– Mechanical Properties
– Metallurgical Properties
– Line Speed
• Work roll penetration is dictated by strip alloy
(yield strength), thickness and incoming flatness
• Excessive Elongation
– May create cross-bow or canoe-shape
– Removal by slight additional reverse bending
• Bending Over Small Rolls
– May create coil set
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TENSION BRIDLE - TYPE "C"
• Design
– Precision machined frame – Bearing blocks mounted on angle pads
• Benefits
– Excellent rigidity – Vertical roll maintenance – Maximum adjustment flexibility for
causing stress amplification beyond the elastic limit • These stresses being greater than the yield strength, cause
permanent elongation of the longitudinal fiber lengths
• Bridle Drive Configurations
– Rigid Drive: Mechanical
– Hybrid:
Combination of mechanical/electrical drives
– All Electrical: Individual electrical drives
– Removal by series of bends/reverse bends over larger diameter rolls