钢管矫直机角度精确控制

辊安装角为 ３ 。， ３ 工作角度调整范围为 ２ 。～ ８ ， ８ ３。
换辊时角度可调 到 ９ 。 ， ０ 调角机构由电机驱动蜗轮 丝杆升降机 ， 推动转盘转动， 带动矫直辊转动 。如图 ２ 所示 ， 调角机构铰接于 Ｂ点 ， 通过 Ｃ 点推动矫直辊 及转盘绕 Ａ点进行旋转 ， 在蜗轮丝杆升降机下方装
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文章编号：６ ２ １５ （０ １０ － ０ ４－ １７ — １２ ２ １ ）５ ０ ６ － ２ － ０
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钢管矫直机角度精确控制
郑 国强
（ 太原重工股份有 限公司技术中心 ， 山西 太原 ０ ０ ２ ３０ ４）
Ｎｌ３ Ｔ ｏ２ ．０ ｔ３ ５１ ａ１ ， １
有编码器 ， 可以测 出升降机蜗轮的转数 ， 计算出矫直
辊角 度 。
作者简介 ： 国强 （ ９７ ， ， 郑 １７ 一） 男 现在太原重工股份有限
图 ２ 调角机构
公司技术中 心主要从事无缝钢管设备和工艺的研究 、 设计工作 ，
工 程 师 。Ｔ ｈ０ ５ — ３ ５９ —７ ５Ｅ ｍａ ｚｑ０ ＠ｓ ａ ｏ ｅ ３ １６ ６ ９ ４ ８ １ 。 － ｉ ｇ０ ３ ｉ ． ｒ ｈ ｎ ｃｎ
Ｐｉ ｅ Ｓ ｒ ｉ ｈ ｅ ｉ ｇ Ｍ ａ ｈ ｎ ｇ ｅ Ｃｏ ｔ ｏ ｌ ｇ Ａｃ ｕ ａ ｅｙ ｐ ｔ ａ ｇ ｔ ｎ ｎ ｃ ｉ ｅ Ａｎ ｌ ｎ ｒ ｌ ｎ ｃ ｒ ｔ ｌ ｉ
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６ ３ ３６ ７ ７ ．１
堕 ：
（） ６
、
现场调试 时， 将标准试棒放人矫直机， 使矫直辊 靠 紧试棒 ， 保证辊形 曲线 与试 棒 的接触率 不小于 ８％， ０ 此时将 ｎ 设为 ０ ， 将此公式 编入程序后， 角度将
被计算出并显示。
４ 结 语
Ｒ的长度其实就是蜗轮升 降机的安装长度 、 行 程、 底座、 耳环长度之 和 ， 但蜗轮升降机的原始安装 长度 （ 即行程为 ０ ） 时 不在矫直辊允许 的角度范 围 之内， 也就是说矫直辊无法调到此角度 ， 而角度现场 是无法测量的 ， 因此必须给出一个准确 的角度 ， 以方
Ｂ点坐标由图知 （ ４０ 一 ３ ） 由此可得 ： 一 ７ ，１１０ ，
。
＝
４ ［９１５． （ ．—． ］ － １９—４５－６９９１ｎ２２ — ８ ３ ２ ８３＋５）
—
１ ９ ５． ２ （８． ＋ ．ｎ １ ４ ５一 ６９ ９ １ ） ９ ８ ３ ３ ５
ｘ ｆ ７２ ９ ％ ＝０． ２ ８ （ ４０）＋（ １１０ ２Ｒ 卅 ７ ２ ３ ）＝
（） ３ （） ４
６３ ３６ ７ ７ ．１
由（ ） （ ） １ 式、 ２ 式得 ：
将（ ） ３ 代入（ ） 量 ４ 得：
（） ５
ｃ （志 ８ ｉ ｎ
）９ ９ ＝ｃ ＋・ 。 ａｓ ２ ０ Ｔｉ ４ ｎ
由图 ２ ， 知 两圆有两个交点 ， 而我们要求 的 为 值较大者 ， （ ） 将 ５ 带人 （ ） ３ 化简得 ：
＝
３ ２２ ／ １ ８７６ （ ９ ８ ４．５２ Ｒ ） ４ ９４ ４ １９１ ５６６ ２１．
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６３ ３ １ ７ ６７
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＋ ９ ０。（ ｎ ０时，＝ ５ ２． ９ 当 ＝ ４ ａ ３。）
摘
要： 介绍 了钢管矫 直机 Ｐ Ｃ 角度控制计算方法， 了传统的用点阵进行计算， Ｌ 克服 精度较低， 不准确的缺 控制
角度
文献标识码 ： Ｂ 收稿 日期 ：０１ ０ — １ ２ １ － ８ ０
点， 高 了管材矫直的质量 。 提 关键词 ： 钢管 矫直机
中图分类号 ： Ｇ３３２３ Ｔ ３． ＋
由图 ２ 可知：＋ ＝ ＋０ ｙ由机械结构确定 ， ａ ｙｆ ９ 。， ｌ 在
此 ７６． １ 。 （ ＝０ ９ ５ １ 不同设备 值不同 ）代人后得 ： ，
２ １年第 ５ ０１ 期
郑国强： 钢管矫直机角度精确控制
ａ ／ ２ ．０ 。 ＝ ＋ ９ ９ ３ ４
（ ） １
过 Ｃ点做中心线垂线 Ｃ ，在△ Ｄ中， ａｓ Ｄ ＡＣ ｌ ｉ ｆ ｃｎ ＝
（ 编辑 ： 苗运平 ）
便安装调试时电气控制系统找零位。考虑到此矫直 机矫直辊辊形 曲线是按 ３。 ， ２ ３ 管径设计的 ， ５ ｑ ７． ｂ １
并带有 ２ ３ 标准试棒 ，因此将矫直辊转到 ３。 ７． １ ５ 时的 长度作为零点。 现在需要求出当 ａ ３ 。时 ， ＝５ Ｒ的长度 。由 （ ） １
因角度与转数的关系不是线性的关系， 因此 ， 精度较 低，以太原重工股份有限公司为包头钢铁集团公司 设计制造的 ０ ７ 斜辊钢管矫直机为例 ，介绍用高 ２３ 数的方法计算的过程 。
３ 角 度控制计 算
包钢 ０ ７ 钢管矫直机为六辊全驱动 的立式斜 ２３ 辊矫直机， 辊系的布置形式为 ２ ２２ 见图 １ ， －— （ ） 矫直
直效果 ， 每一种规格管径对应一个角度 ， 角度的调整 通过调角机构来完成 ， 因此 ， 调角控制的精度直接影 响到矫直的质量。
２ 角 度控制 的方 法
角度控制 目前 比较先进 的主要采用 ｐ Ｃ编程 Ｌ ． ’ 计算 ， 数字显示控制 。 Ｌ Ｐ Ｃ计算的精确度主要取决于 － 计算公式的正确性 ， 传统一般采用点阵的方法计算，
设蜗轮升降机蜗轮转数为 ｎ ，由 《 重型机械标 准》 查知 ，ＷＬ ０ Ｓ ２ 蜗轮升降机蜗轮每转一转， 蜗杆行 走 １ ｍ， ｏ任意时， ．ｎ 当 ／ ５ｌ 那么 Ｒ ６９ ９ １ ｎ ＝ ８． ＋ 。 ， ３ ５ 将此式
代人 （ ） ６ 得：
— — —
标， 由图 ２ 分析知： Ｃ点的运动轨迹为以 Ａ 为半径 ， Ｃ 绕 Ａ点旋转 ， 同时以 Ｂ Ｃ为半径 ， Ｂ点旋转 ， 绕 即为 两个圆的交点。 ｃ点坐标为 （ Ｙ ，Ｃ长度为 Ｒ， 设 ， ）Ｂ
式得 ：＝． １ ／ ５ ９。带人 （ ） ３ ５ ２ 式得：Ｄ ６． Ｃ ＝ ８ ８即ｘ ６． 。 ４ ＝８ ８ ４ 再带人 （ ） ３ 式得 一 ９． ６２ 由图知 Ｙ ６ ９ ４ （ ５ 取负值 ） ， 故Ｃ 点坐标 （ ８ ８一 ９ ． ６２ ， ６． ，６９ ４ ）那么 Ｒ ６ ９ ９ ４ ５ ＝ ８． 。 ３
Ｋｅ ｒｓｐｐ，ｔ ｉｈｅｅ，ｎ ｅ ｙｗｏｄ：ｉｅ ｓａ ｔ ｒａｇ ｒｇ ｎ ｌ
（ ＤＡＣ ， Ｃ由机械结构确定， Ｃ ／ ）Ａ 在此 Ａ ＝ ０． ， ： Ｃ ７ ２ ９得 ８ ３ ｃｉ Ｃ ／０ ．９ ／ ａｓ （ Ｄ７２８ ） ＝ ｎ （） ２ 至此 ， wk.baidu.com要求 出 Ｃ Ｄ长度 ， 即可求 出角度 。 以 点为原点建立坐标系 ｘ Ｙ，Ｄ长度 即为 Ｃ ， Ｃ 点的 ｘ 坐
１ 角度控 制 的必要 性
斜辊式钢管矫直机既矫直辊与矫直轴线成一定 角度倾斜布置 ， 钢管通过矫直机时 ， 使得钢管绕 自 身 轴线旋转 ， 呈螺旋状向前移动 ， 经过多次弹塑性弯曲 来矫直钢管。 矫直辊辊形为双包络线曲线 ， 一种辊形 曲线能覆盖全部的产品规格 ， 通过变化矫直辊的倾 斜角来满足各种管径的钢管矫直并且取得 良好 的矫
Ａｂ ｔａ ｔＴ ｅ ｓｒ ｃ ： ｈ ｍｅｈ ｄ ｆ ｔ ｅ ｉｅ ｔ ｉｈｅ ｅ Ｐ Ｃ ｎ ｌ ｏ ｔ ｌ ａｃ ｌｔｓ ｔｏ ｏ ｈ ｐｐ ｓｒ ｇ ｔｎ ｒ Ｌ ａ ｇｅ ａ ｃ ｎｒ ｃ ｌｕａｅ ｗａ ｉｔ ｄ ｃ ｄ ｏ ｓ ｎｒ ｕ ｅ ． ｏ Ｏｖ ｒａ ｈ ｃ ｕ ａ ｙ ｔａ ａｔ ｅｃ ｃ ｌｔ ｌｗ ａ ｄ ｉａ ｃ ｒｃ ｆｔｅ ｃ ｎｒ１ Ｔ ｅ ｓｒｉｈｅ ｉｇ ｅｃｍｅ ｔｅ ａ ｃ ｒ ｃ ｈ ｔｌｔｃ ａ ｕａｅ ｏ ｎ ｎ ｃ ｕ ａ ｙ ｏ ｏ ｔｏ． ｈ ｔ ｇ ｔｎｎ ｉ ｌ ｈ ａ ｑ ａｉ ｆ ｈ ｉ ｅｗａ ｒｖ ｄ ｕ ｔ ｏ ｅｐｐ ｓｉ ｏ ｅ ． ｌ ｙ ｔ ｍｐ
通过用 Ａ ｔ Ａ ｕ Ｃ Ｄ作轨迹， ｏ 取点进行验证， 用此公 式进行计算角度可以精确到 １ ０ ，与以前采用 的 ／ ００ １ 点阵方法相比精度高多了， 当然， 角度的精度还与机械 加工 、 装配精度有关 ， 不过计算的已经足够了。 通过使 用此方法进行计算 ， 大大提高了矫直机的角度 自动控 制精度， 对钢管的矫直质量的提高有很大帮助。