板材辊式矫直机驱动扭矩数学模型及实验研究
中厚板辊式矫直过程算法模型修正开题报告
中厚板辊式矫直过程算法模型修正开题报告一、课题背景中厚板经济发展和国防建设中起着极其重要的作用,广泛应用于钢铁、机械制造、船舶、化工、航空航天等领域。
由于生产、运输等过程中,中厚板易受形变变形,因而需要进行矫直操作,使其达到设计要求的形态和尺寸。
目前常见的矫直方法有辊式矫直、拉力矫直等,而辊式矫直由于其矫直精度高、效率高等特点而备受青睐。
然而,在实际中厚板辊式矫直过程中,由于中厚板本身硬度高、板材自身应力存在、辊子间隙不同等因素,矫直操作会带来非常显著的塑性变形,进而影响辊式矫直的矫直效果。
因此,准确预测中厚板矫直效果,对于改进矫直过程、提高生产效率、降低成本具有重要的意义和价值。
二、研究目的本文旨在考虑以上因素,针对中厚板辊式矫直过程建立数学模型,修正并完善现有模型在实际应用中因为存在的模糊性或不足导致的误差,得到更加准确的矫直预测结果。
同时,本文将探讨辊子间隙对于中厚板矫直效果的影响,并以模型预测结果为基础,提出改进矫直设备、工艺的建议。
三、研究内容和方法首先,本文将建立数学模型,考虑中厚板本身硬度、板材自身应力等因素对于矫直效果的影响,同时考虑辊子间隙的影响,进而计算中厚板矫直后的形变量,得到矫直效果预测结果。
其次,根据所建立的模型,利用有限元分析软件进行模拟计算,模拟中厚板在矫直过程中的形变变化。
最后,利用实验验证研究结果,以检验所建立模型的有效性。
四、研究意义通过建立该模型,可以对中厚板辊式矫直过程产生的变形量进行精确预测,从而避免因矫直导致的质量损失和资源浪费,并为改进辊式矫直设备、工艺提供可靠的理论依据。
与此同时,本文的研究成果对钢铁、机械制造、航空航天等领域的应用具有实际指导作用。
《钛合金管材复合辊型矫直机辊型曲线及仿真研究》范文
《钛合金管材复合辊型矫直机辊型曲线及仿真研究》篇一一、引言随着制造业的快速发展,钛合金管材因其优良的机械性能和耐腐蚀性,在航空、航天、医疗、化工等领域得到了广泛应用。
然而,钛合金管材在生产过程中往往需要经过矫直工序,以消除其内部应力和提高其直线度。
复合辊型矫直机作为一种高效的矫直设备,其辊型曲线的设计对矫直效果具有重要影响。
本文将针对钛合金管材复合辊型矫直机的辊型曲线及其仿真进行研究,以期为实际生产提供理论依据。
二、钛合金管材的特性和矫直需求钛合金管材具有高强度、轻质、耐腐蚀等特性,但在生产过程中,由于各种因素的影响,管材往往会产生弯曲、扭曲等形变。
这些形变不仅影响管材的外观质量,还会降低其使用性能。
因此,需要对管材进行矫直处理,以提高其直线度和使用性能。
三、复合辊型矫直机及其辊型曲线设计复合辊型矫直机是一种高效的管材矫直设备,其工作原理是通过多个辊子的组合作用,使管材在通过矫直机时发生塑性变形,从而达到矫直的目的。
辊型曲线的设计是复合辊型矫直机的关键,它直接影响到矫直效果和管材的表面质量。
辊型曲线的设计需要考虑多个因素,如管材的材质、直径、壁厚、弯曲程度等。
通常,辊型曲线设计包括直线段、曲率递增段、曲率递减段等部分。
其中,直线段用于初步调整管材的行进方向;曲率递增段和曲率递减段则通过逐渐改变辊子的曲率半径,使管材在通过矫直机时发生塑性变形,从而达到矫直的目的。
四、仿真研究为了更准确地设计辊型曲线,提高矫直效果,我们可以采用仿真研究的方法。
仿真研究可以通过建立数学模型或利用计算机软件模拟实际工作过程,对不同辊型曲线下的矫直效果进行预测和分析。
在仿真研究中,我们可以设置不同的辊型曲线参数,如直线段长度、曲率半径、曲率变化率等,然后模拟管材在矫直机中的行进过程,观察管材的形变情况。
通过对比不同参数下的矫直效果,可以找到最佳的辊型曲线设计方案。
五、实验验证与结果分析为了验证仿真研究的准确性,我们可以进行实际实验。
辊式矫直机矫直功率试验研究
第25卷第3期2007年5月物理测试P hysics Examination and T estingV ol.25,No.3M ay 2007作者简介:刘志亮(1962 ),男,硕士,副教授; E mail:zhiliangliu@; 修订日期:2006 09 27辊式矫直机矫直功率试验研究刘志亮1, 张文志1, 王英杰2(1.燕山大学机械工程学院,河北秦皇岛066004;2上海宝钢技术中心,上海210900)摘 要:在充分考虑矫直机生产工艺特点的基础上,从矫直基本原理入手,根据弹塑性弯曲理论,给出了在具体矫直方案下矫直力、矫直功率的计算方法和试验装置及检测方法.关键词:矫直机;功率;计算中国分类号:T G333.3 文献标识码:A 文章编号:1001 0777(2007)03 0012 03Research of Power Experimentation in Roll StraightenerLIU Zhi liang, ZH ANG Wen zhi, WANG Ying jie(1.Co lleg e of M echanical Engineering ,Y anshan U niver sity,Q inhuangdao 066004,H ebei,China;2.T echnique Center,Bao shan Iro n and St eel Co L td,Shang hai,210900,China)Abstract:Based on the bending t heo ry of elastics and plastics,the calculating method for str aig htening for ce and pow er,as w ell as ex per imental dev ice and measure technique w ere presented in t his paper.Beginning w ith the r e sear ch on the mechanism of deformat ion of the str aig htener section ,str ucture principles and design featur es o f t he machine w ere sy stematica lly ex po unded.Key words:straightener;pow er;calculation随着技术的发展,对板材质量要求越来越高,矫直已成为不可缺少的重要工序。
中厚板辊式矫直过程模型研究
中厚板辊式矫直过程模型研究
中厚板矫直是一个加载卸载交变进行的弹塑性弯曲过程,由于钢板与矫直辊系的接触呈几何非线性关系,因此精确分析矫直过程难度很大。
传统矫直分析基于弯曲梁理论,存在一定局限性,控制精度不高。
因此,建立高精度矫直系统分析方法十分必要。
本文以某中厚板厂矫直机过程自动化模型设定系统开发为背景,主要研究内容概括如下:(1)查阅大量国内外有关中厚板矫直过程控制文献资料,调研我国中厚板矫直机使用现状,完成中厚板矫直机过程控制系统的需求分析;(2)研究弹塑性变形基本理论,分析辊式矫直机的工作原理,对比分析不同矫直方案适用的工作条件;(3)建立中厚板矫直过程数学模型,主要包括弹塑性应力应变关系模型、温度与弹性模量和屈服应力关系模型、弯矩模型、矫直力模型、应变增量模型、矫直轨迹模型、压下量模型、残余曲率与残余应力模型以及矫直速度设定模型;(4)设计和开发中厚板矫直仿真系统,根据钢板矫直前的实际数据计算合理的矫直规程数据,同时操作员可从人机界面上查看矫直规程设定数据,触发保存永久记录命令,将输出数据保存到数据库;(5)基于矫直机仿真程序,分析并总结压下量、初始厚度、屈服强度、弹性模量、初始曲率、弯辊、张力等矫直条件对塑性变形率、残余曲率、残余应力和矫直力的影响规律;(6)回归塑性变形率、相对残余曲率和残余应力模型;通过上述研究工作,建立中厚板矫直数学模型,开发中厚板矫直机过程模型仿真系统,仿真系统离线数据验证已经完成,但矫直机过程控制系统的在线应用还有待进一步验证和完善。
两辊型张力辊组的张力模型分析
两辊型张力辊组的张力模型分析【摘要】张力辊组是板材轧制过程一种重要的生产设备,我们通过对张力辊组的控制来实现对板材的张力控制。
本文通过对张力辊组的结构、受力等方面的分析,总结出张力辊组在运行过程中的受力数学模型,为整个系统的力平衡模型提供了计算依据。
【关键词】张力辊组;张力;数学模型一、张力和张力控制的含义在板材轧制的过程中我们经常会提到一个词——张力,那么张力到底是什么呢?下面我们用一幅图来说明张力到底是什么(见下图1-1)。
图1-1卷辊张力示意图如上图所示,我们把沿着辊面的切线方向产生的力就叫做张力。
同样,我们把通过控制辊的转速、转矩、辊径的大小等其他相关因素来控制张力的大小变化的方法就叫做张力控制,简单来说,张力控制就是使张力的实际值维持在设定的目标值附近的过程,而其的作用就是在生产过程中,使张力保持在我们的生产需求范围内,抑制来自于外部干扰引起的张力波动,从而更好地保证产品的印刷、分切、卷取等质量。
提到张力控制,我就必须引入另一个张力控制的重要指标:转矩。
如图1-1中所示,转矩与张力之间的关系就是:T=FD/2 (1-1)式中:T表示转矩,单位为牛·米F表示张力,单位为牛D表示辊径或卷径,单位为米在实际生产应用中,我们通过张力检测装置来测量张力的大小变化,通过控制前后电机的速度差来控制张力的大小变化,而转矩的大小控制就是靠辊道、卷取等设备的驱动电机的扭矩输出来控制的。
二、张力辊组的工作原理及其特点张力辊组在张力控制系统中是一种比较常见的执行机构,俗称S 辊,在连续的带材生产机组有着较为广泛的应用,如冷轧的酸连轧机组、镀锌机组、彩涂机组、重卷机组等。
其主要作用就是实现整个带钢张力控制系统中的张力的分隔和调节。
它是主要依靠带钢与辊面之间产生的摩擦力来工作的,当带钢缠绕在张力辊上时,在其包角处会产生一个较大的摩擦力,这就就与张力辊的出、入口产生了张力差,当我们改变棍子的包角、驱动电机的转矩等相关因素时,张力辊的出、入口张力值就会随之改变,从而达到系统实现张力控制的目标。
中厚板辊式矫直过程算法模型修正
中文摘要中文摘要近年来,我国的钢铁工业经历了前所未有的发展,板带材的产量也逐年增长。
随着人们对板带材的质量要求不断提高,中厚板矫直机作为改善板材质量的关键设备也显得越来越重要。
但是由于我国对矫直技术的研究起步较晚,因此对矫直技术的研究仍存在不足之处,导致国内的矫直机在矫直质量、矫直效率及自动化水平上与国外相比仍有一定的差距。
本课题以实验室“十一辊全液压矫直平台”项目为依托,对中厚板辊式矫直机的关键技术进行了研究。
根据矫直理论和辊式矫直原理,本文对中厚板矫直机进行了工艺参数分析,通过理论分析,分析了包辛格效应和中性层偏移对矫直过程的影响,建立了截面分层的矫直内弯矩算法,并建立了十一辊矫直机矫直解析模型,从而可以计算出辊式矫直机的各种力能参数,并给出了矫直过程中截面上各种应力与应变的分布规律。
然后通过有限元分析软件Marc对辊式矫直过程进行了模拟。
最后,对中厚板辊式矫直机进行了实验研究,设计了矫直力的测试装置,并对矫直力进行了现场测试。
通过对比我们发现,矫直过程的分层计算方法与有限元模拟得到的矫直力与实测值差距很小,证实了分层计算方法与有限元模拟的可行性。
总之,本文采用分层计算、有限元模拟以及实验研究等方法对辊式矫直过程进行了研究,其结果可以对我国中厚板辊式矫直技术的发展提供理论依据和科学指导。
同时,本文采用的分层计算方法为矫直理论的进一步发展提供了新的研究手段。
关键词:辊式矫直机;矫直力;分层计算;测试中文摘要ABSTRACTABSTRACTIn recent years, steel industry in our country undergo a unprecedented development, the production of strip also keeps a higher increase each year. Along with the unceasing enhancement of users to the strip quality requirement, the leveler as a key equipment for ensuring strip quality, determine the productivity and quality of the strip. But because of the slow development of straightening theory, the weak links of in researching straightening technology, the straightening equipments in the country still has a gap compared with foreign.This topic takes straightening project in testing laboratory as a backing, has conducted the research to technologies of strip roller straightened. According to the straightening theory and the roller straightening principle, this paper carried on processing parameter analysis by using roller straightened to straightening strip, analyzed the influence of the packet singh effect and neutral layer migration to the process of straightening, the calculation model of leveling process is developed. By the calculation mode, all kinks of straightening force was worked out, and also given the stress and strain distribution laws of leveling process. Finally, a straightening force testing equipment was designed, and straightening force was tested. The gap of straightening force among layered calculation, the test value and layered calculated value, the results confirmed the correctness of layered calculation.In short, this paper combined analysis calculation, layered calculation and experimental methods to study the process of strip roller straightening, the result could provide the development of strip roller straightening technology. Meanwhile, the layered calculation methods used in this paper provides a new means of research for the further development of the straightening theory.Key words : Roller straightener ; Straightening force ; Layered calculation ; TestABSTRACT目录目录第一章绪论 (1)1.1 研究背景 (1)1.2 国内外中厚板辊式矫直机研究概况 (2)1.2.1 国外中厚板辊式矫直机发展概况 (2)1.2.2 国内中厚板辊式矫直机发展概况 (3)1.3 中厚板辊式矫直过程研究概况 (3)1.4 本文的研究目的及研究内容 (4)1.5 本章小结 (5)第二章辊式矫直机矫直基本理论 (7)2.1 弹塑性弯曲理论 (7)2.1.1 研究弹塑性弯曲所引用的假设 (7)2.1.2弹塑性弯曲的定义 (7)2.1.3 弹塑性弯曲的曲率 (8)2.1.4板材在弹塑性弯曲中的力矩及曲率方程 (10)2.2 辊式矫直机简介 (11)2.2.1辊式矫直机工作原理 (11)2.2.2辊式矫直机的结构特点 (12)2.2.3辊式矫直机的分类 (12)2.3 辊式矫直机的矫直方案 (15)2.4 本章小结 (16)第三章中厚板辊式矫直过程数学模型的建立 (19)3.1 中厚板辊式矫直机压下模型的建立 (19)3.1.1入、出口矫直辊压弯量的确定 (19)3.1.2各矫直辊处板材弯曲曲率的确定 (22)3.1.3矫直过程中内力矩方程 (22)3.1.4矫直力的计算 (24)3.2 中厚板辊式矫直机弹塑性弯曲过程中的分层计算方法 (24)3.2.1关于包辛格效应 (33)3.2.2关于中性层偏移 (35)3.2.3分层计算方法的建立 (37)目录3.3 中厚板辊式矫直机连续弯曲过程矫直模型的建立 (40)3.4 实例计算及结果分析 (42)3.5 本章小结 (48)第四章中厚板辊式矫直过程的有限元模拟 (50)4.1有限元模型的建立 (50)4.1.1模型的简化 (50)4.1.2单元类型的选择 (51)4.1.3材料模型的选择 (51)4.1.4网格划分 (52)4.1.5接触的处理 (53)4.1.6载荷工况的定义及作业参数的定义 (54)4.1.7 后处理 (56)4.2模拟结果分析 (56)4.2.1中厚板辊式矫直过程分析 (56)4.2.2 中厚板辊式矫直过程应力应变分析 (57)4.2.3中厚板辊式矫直过程中矫直力分析 (62)4.3本章小结 (63)第五章中厚板辊式矫直过程的实验研究 (64)5.1 实验的目的 (64)5.2 实验设备简介 (64)5.3 实验仪器简介 (66)5.4实验步骤 (66)5.5实验结果分析 (68)5.6本章小结 (70)结论 (72)参考文献 (74)致谢 (74)攻读学位期间发表的学术论文目录 (74)第一章绪论第一章绪论1.1研究背景矫直,简单的说就是利用材料的弹塑性性质,使轧件在矫直辊间受压产生正向或反向的弹塑性弯曲变形,在弹复后变直或减少原有的弯曲程度,使之成为合格产品的工艺过程。
《2024年中厚板矫直机矫直辊变形及弯辊模型研究》范文
《中厚板矫直机矫直辊变形及弯辊模型研究》篇一一、引言中厚板矫直机是金属板材加工过程中不可或缺的重要设备,其核心工作原理是利用矫直辊对板材进行压力矫直。
在矫直过程中,矫直辊的变形及弯辊模型的研究对于提高矫直效率、保证产品质量具有重要意义。
本文旨在深入探讨中厚板矫直机矫直辊的变形问题及弯辊模型的研究,以期为相关领域的科研和工程实践提供理论支持。
二、矫直辊变形问题分析1. 变形原因分析矫直辊在长期使用过程中,由于受到板材的压力、摩擦力以及热应力的作用,会产生一定的变形。
这些变形主要包括辊面磨损、辊身弯曲以及辊颈偏移等。
其中,辊面磨损会导致矫直效果下降,辊身弯曲会影响矫直精度,而辊颈偏移则可能导致矫直辊的振动和噪声。
2. 变形对矫直过程的影响矫直辊的变形会对矫直过程产生不利影响。
首先,变形会导致板材的矫直精度下降,使板材的几何尺寸和形状无法满足生产要求。
其次,变形还会增加矫直过程中的能耗,降低设备的运行效率。
此外,严重的变形还可能导致设备故障,影响生产安全。
三、弯辊模型研究为了解决矫直辊的变形问题,本文提出了弯辊模型的研究。
弯辊模型是一种通过调整矫直辊的弯曲程度来补偿其变形的方法。
该模型基于弹性力学和塑性力学原理,通过分析矫直辊的受力情况和变形规律,建立数学模型,实现对矫直辊弯曲程度的精确控制。
1. 弯辊模型建立弯辊模型的建立需要考虑多个因素,包括矫直机的结构参数、矫直辊的材料性能、板材的力学性能等。
通过分析这些因素对矫直辊变形的影响,建立数学模型,实现对矫直辊弯曲程度的精确计算。
在建立模型过程中,需要运用弹性力学和塑性力学的原理,对矫直过程中的应力、应变等物理量进行准确描述。
2. 弯辊模型的应用弯辊模型的应用可以有效提高矫直精度和效率。
通过调整矫直辊的弯曲程度,可以补偿其变形对板材的矫直效果的影响。
同时,弯辊模型还可以实现对矫直过程的实时监控和优化,提高设备的运行效率和生产安全。
在应用过程中,需要根据实际情况对模型参数进行优化和调整,以适应不同的生产需求。
提高辊式矫直机矫直能力的研究
提高辊式矫直机矫直能力的研究摘要:随着科技的飞速发展,机械工业和国民经济的各个领域都在不断提升,对钢材产品的质量也日益提高。
矫直作为轧制生产过程中必不可少的一环,其目的在于纠正轧件的弯曲和扭曲,以满足客户的需求。
矫直机的设计和使用必须考虑其结构特征和力学特性,这些特征的正确性将会对其使用效果产生重大影响。
根据特定的矫正条件和精度标准,我们可以得出最低的弯曲次数限制。
尽管增加弯曲次数会提升矫正质量,但会导致机器的尺寸、重量、加工、维修以及能源消耗等方面的变化,因此,为了获得更好的矫正效果,我们必须明确矫正轧件的最优弯曲次数。
经过深入研究与广泛应用,我们发现,当型钢的矫正截面模数超出辊式矫正机的范围时,可以采取更有效的措施来改善矫正变形区域,从而提升矫正机的性能。
关键词:辊式矫直机;矫直能力;方式研究引言:热轧H型钢具有优异的性能和强度,它被广泛应用于各种建筑物,如高层建筑、工业厂房、电站、桥梁和车辆,并且具有较低的成本。
根据国家标准GB/T11263-201Z,热轧H型钢和剖分T型钢可以分为宽翼缘、中翼缘和窄翼缘,以及钢桩专用型。
根据CB/T706-2008《热轧型钢标准》,我们可以生产出各种类型的工字、槽钢等边角钢以及其他复杂的型钢。
为了达到最佳的质量,马钢长材事业部南区拥有2条型钢生产线,其中3台矫直设备,其中悬臂式矫直机2台,水平式压力矫直机1台,它们能够提供准确的尺寸、完美的断面形状和长度的均匀性。
此外,矫直工艺也是必不可少的,它们能够帮助钢材更加牢固地固定在位。
负责维护2条生产线的平衡和精确度。
1.存在的问题在大型钢铁生产线中,如356x406x340/287,矫直截面模数可达到2900cm,显著高于其他类型钢铁生产线的矫直机的最大模数244cm。
此外,在小型钢铁生产线中,如L25角钢,矫直截面模数的最小值为“224cm”,最大值为“364cm”,也显著高于其他类型钢铁生产线的矫直机的最大模数220cm【1】。
中厚板矫直机接轴扭矩在线监测系统的研究中期报告
中厚板矫直机接轴扭矩在线监测系统的研究中期报
告
目前,中厚板矫直机在行业中的应用越来越普遍。
为了提高产品的
质量和生产效率,需要对矫直机的工作状态进行实时监测和控制。
其中,接轴扭矩是影响中厚板矫直机性能的重要参数之一。
本研究旨在研究中厚板矫直机接轴扭矩在线监测系统。
在前期研究
的基础上,我们进行了实验并进行了初步的数据分析。
实验装置由中厚板矫直机、扭矩传感器和数据采集系统组成。
我们
使用了三个不同直径的中厚板进行了测试,在不同的拉伸力下进行了扭
矩实验。
实验过程中,我们记录了矫直机在不同阶段下采集到的扭矩值
和转速值。
通过数据分析,我们发现矫直机在不同阶段下扭矩值和转速值的变
化情况,并将这些值与矫直机的工作状态进行了关联。
在数据的基础上,我们还建立了数学模型,预测了不同条件下的扭矩值和转速值。
这些结
果表明,使用接轴扭矩在线监测系统可以有效监测中厚板矫直机的工作
状态,并提高其生产效率和产品质量。
在后续研究中,我们将进一步优化数据分析和模型建立,进一步提
高系统的性能。
我们将测试更多的中厚板,以验证模型预测值的准确性。
同时,我们还将进行系统的实际应用,并对其性能进行评估。
五辊矫直机矫直力矩计算模型对比研究
Ab ta t h a e i l a k b u h a c l t n o i e r l s r i h e e ’ o c a a t r.Ac o d n o t e s r c :T e p p rma n y t l s a o tt e c l u a i ffv — o l ta g t n r s f r e p r me e s o c r i g t h
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一 的轧件 , 其原始平均 曲率为 :
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式 中( ) r面 的数 值 , 于钢板 ,t = 1- 0 。 0 对 ( )l 0 3 o l (
五 辊矫 直 机矫 直辊 上 的作 用 力大 小可 以通 过 带钢 弯 曲变形 时所 需 力矩 来计 算 。矫 直辊 对带 钢 的压 力 等 于带 钢 对辊 面的 反作用 力 。 根据 图 1 所示 ,各辊 子 上 的力 可根据 冷 轧 带钢 断 面
的力矩 平衡 条件 求 出 , 即
P: M2 P: 一2 + ) P= ( + M M4 l生 ' ( 2 3 3 鱼.M22 )
鱼 ( M,2 ) 2 + M ,
^ 1 n
J= Mw ∑ = p - 57 - ,
f‘
( + ) 肘
对 带 ,面 矩 , 争b= w = h 于 钢截 为 形 he , b 2M帆
一
带钢 的屈 服 极 限 ;一 面 形状 系数 ;一 钢 的 宽 e断 6带
《2024年钛合金管材复合辊型矫直机辊型曲线及仿真研究》范文
《钛合金管材复合辊型矫直机辊型曲线及仿真研究》篇一一、引言随着工业技术的不断进步,钛合金管材因其优异的性能在航空、医疗、能源等领域得到了广泛应用。
然而,在生产过程中,管材的矫直问题一直是制约其产品质量和性能的关键因素。
因此,对钛合金管材复合辊型矫直机的研究显得尤为重要。
本文将重点探讨钛合金管材复合辊型矫直机的辊型曲线及其仿真研究,以期为相关领域的研究和应用提供理论支持。
二、钛合金管材矫直机概述钛合金管材矫直机是一种用于矫直管材的设备,其核心部分为复合辊型。
复合辊型的设计直接影响到矫直效果和管材的表面质量。
因此,研究复合辊型的辊型曲线及其仿真过程对于提高矫直机的性能具有重要意义。
三、辊型曲线设计1. 理论依据:钛合金管材的矫直过程涉及材料力学、弹性力学等理论。
在设计中,需根据管材的材质、尺寸、弯曲程度等因素,合理确定复合辊型的形状和尺寸。
2. 辊型曲线类型:根据矫直需求和管材特性,常用的辊型曲线包括直线型、曲线型和混合型。
其中,曲线型辊型能够更好地适应管材的弯曲程度,提高矫直效果。
3. 设计流程:首先,根据管材的材质和尺寸确定矫直机的参数。
其次,结合材料力学和弹性力学理论,设计出合适的复合辊型曲线。
最后,通过仿真软件对设计进行验证和优化。
四、仿真研究1. 仿真软件:采用专业的仿真软件对钛合金管材的矫直过程进行模拟。
通过建立三维模型,可以直观地观察管材在矫直过程中的变形情况。
2. 仿真过程:在仿真过程中,需设置合理的参数,如矫直机的转速、进给速度、复合辊型的形状和尺寸等。
通过调整这些参数,可以优化矫直效果和管材的表面质量。
3. 结果分析:通过仿真结果,可以观察到管材在矫直过程中的变形趋势和矫直后的形状。
通过对结果的分析,可以评估复合辊型的设计效果,并进一步优化设计。
五、结论通过对钛合金管材复合辊型矫直机辊型曲线及仿真研究,我们可以得出以下结论:1. 合理的复合辊型设计能够显著提高钛合金管材的矫直效果和表面质量。
板材辊式矫直机驱动扭矩数学模型及实验研究
中文摘要中文摘要矫直作为一种精整技术,在冶金工业中得到了广泛应用。
辊式矫直机作为重要的矫直设备,其应用也日益广泛。
各国学者在辊式矫直设备的理论设计方法和计算模型方面做了大量的研究工作,但关于辊式矫直机传动理论的研究还不够细致,未能系统化地解释传动受力工况和设计依据。
这使得工程中确定驱动扭矩的方法常为估算,严重地影响了矫直技术的发展,也降低了矫直设备的生产能力。
本文以实验室“全液压辊式矫直机实验平台建设项目”为依托,通过对板材弹塑性弯曲变形过程的研究,并根据矫直机采用的集中驱动的传动方式特点,将矫直辊间的耦合作用引入到了驱动扭矩的解析模型当中,用数学方法解释了矫直过程中板材打滑及负扭矩现象,完善了辊式矫直驱动扭矩的数学模型。
为了掌握真实的矫直辊驱动扭矩分布特点及规律,设计、制备了一套测扭矩实验装置,并采用实验方法对矫直机全部十一根矫直辊的驱动扭矩进行了测试。
通过对实验数据的分析,得出矫直过程中驱动扭矩在矫直辊间的分布特点,并把实际的矫直过程分为钢板的咬入、稳态矫直及甩尾3个阶段。
针对每个阶段的特点,在咬入阶段主要分析了矫直冲击载荷产生的原因,以及冲击载荷对矫直驱动扭矩的影响;在稳态矫直阶段,分析了集中传动各电机的驱动扭矩分配,及其与总驱动扭矩之间的关系;在甩尾阶段分析了出口侧电机单独矫直时,驱动扭矩在辊系中的分布特点,最后通过驱动扭矩解析模型计算值与实测值的对比,验证了驱动扭矩解析模型的准确性。
总之,本文通过解析计算与实验测试相结合的方法,对板材辊式矫直机驱动扭矩进行了研究。
揭示了驱动扭矩分布的特点及规律,完善了矫直驱动扭矩模型,有利于矫直工艺参数的制定,对矫直理论的完善和矫直设备的发展都具有重要的现实意义和理论意义。
关键词:板材辊式矫直机;驱动扭矩;辊间耦合;实验测试IABSTRACTABSTRACTStraightening as a finishing technology, which is widely applied in metallurgy industry, and roll leveler is the important equipment of leveling, its’ application becomes more extensive. At the moment, although many people do related research about theoretical design method and computing model of straightening machine, but transmission theoretical of roll leveler haven't been understand completely until now, transfer loading conditions and the design basis can’t be system atic explicated, the method of determination of driving torque is usually estimated in engineering design, This has seriously affected the development of leveling theory, and production capacity of leveling machine is also lowered.This topic based on the project of experimental platform construction of all hydraulic roll leveler, established the leveling mathematical model by studying the process of elastic-plastic bent deformation, the coupling between the rollers are led into torque analytical model which based on conservation of energy, plate's sliding in roll cassettes and minus torque is explained by mathematical model, a perfect leveling mathematical model has been established.In order to grasp real torque distributional characteristics and change rule, a experiment device which uses to measure torque is designed and produced, The principles of the experiment and the calibration method of driving torque are explained in detail, and then driving torque of 11-rolls is measured by experimental method.Distributional characteristics of driving torque in leveling process is obtained by analyzing the experimental data, the whole leveling process is divided into plate’s biting stage, steady-state leveling stage and drifting stage in the analysis process. In t he stage of plate’s biting, the cause for impact load and its effectives bout driving torque is analyzed; In the stage of steady-state leveling, driving torque distribution of motor in the concentrative drive leveler is analyzed; In the drifting stage, the distribution of diving torque in levelingIIIABSTRACTrolls is analyzed when the outlet side group leveling alone. The accurate model is verified by compared the experimental value with theoretical value.In all, leveling process is studied by means of the combination of both theoretical and experimental methods, the characteristics and regularities are founded, driving torque of straightening model is developed. The results is good for leveling process parameters setting, the perfection of leveling theory and the development of leveling equipment which are of great theoretical and practical significance.Key words: Plate roll leveler ; Driving torque ; Coupling between rollers ;Laboratory testIV目录目录第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2国内外板材辊式矫直机发展概况 (1)1.2.1 国外板材辊式矫直机发展概况 (1)1.2.2 国内板材辊式矫直机发展概况 (4)1.3辊式矫直过程及矫直理论的研究进展 (5)1.4本文的研究目的及研究内容 (6)1.5本章小结 (6)第二章板材辊式矫直的基本理论 (9)2.1 板材弹塑性弯曲的基本理论 (9)2.1.1 弹塑性弯曲中的基本假设 (9)2.1.1 弹塑性弯曲的定义 (10)2.1.3 板材弹塑性弯曲曲率 (11)2.1.4 板材弹塑性弯曲的力矩和曲率方程 (13)2.2 板材辊式矫直机简介 (16)2.2.1 板材辊式矫直机的工作原理 (16)2.2.2 板材辊式矫直机的种类 (16)2.3 板材辊式矫直机矫直方案简介 (19)2.4 本章小结 (20)第三章板材辊式矫直过程数学模型的建立 (21)3.1 板材辊式矫直机压下量模型的建立 (21)3.2 板材辊式矫直机矫直力模型的建立 (23)3.3 板材辊式矫直机矫直驱动扭矩模型的建立 (25)3.3.1 驱动扭矩模型的对比研究 (27)3.3.2 矫直辊间的扭矩耦合模型 (29)3.3.3 板材在矫直辊间的滚动摩擦扭矩模型 (32)3.3.4 矫直辊轴承的摩擦扭矩模型 (32)3.4 板材辊式矫直机矫直功率计算 (33)3.5 扭矩实例计算及结果分析 (33)3.6 本章小结 (33)V目录第四章板材辊式矫直驱动扭矩的实验研究 (37)4.1 全液压辊式矫直机实验平台简介 (37)4.2 驱动扭矩测试的原理及方法 (39)4.2.1 应变片的接桥 (39)4.2.2 集电环的设计 (41)4.2.3 数据采集系统的安装 (43)4.3 矫直辊驱动扭矩的标定 (44)4.3.1 驱动扭矩的标定方法 (44)4.3.2 标定矫直辊驱动扭矩的符号说明 (45)4.3.3 十一根矫直辊驱动扭矩的标定 (45)4.4 本章小结 (47)第五章板材辊式矫直驱动扭矩实验数据分析 (48)5.1 实验方案的确定 (48)5.1.1 实验材料的准备 (48)5.1.2 实验规程的设定 (48)5.2 实验过程 (50)5.3 测试结果与分析 (50)5.3.1 驱动扭矩原始记录曲线 (50)5.3.2 矫直驱动扭矩趋势分析 (58)5.4 板材矫直过程驱动扭矩分析 (59)5.4.1 钢板咬入过程的驱动扭矩分析 (59)5.4.2 稳态矫直下的驱动扭矩分析 (61)5.4.3 甩尾阶段的驱动扭矩分析 (63)5.4.4 负扭矩现象分析 (64)5.4.5 驱动扭矩解析值与实测值的对比分析 (65)5.5 本章小结 (66)第六章结论 (67)参考文献 (71)致谢 (75)攻读学位期间发表学术论文及科研情况.............................................. 错误!未定义书签。
十五辊组合矫直机关键技术及理论模型的研究
十五辊组合矫直机关键技术及理论模型的研究十五辊组合矫直机关键技术及理论模型的研究摘要:十五辊组合矫直机是一种广泛应用于金属加工行业中的设备,可用于对薄板材料进行矫正。
本文通过对十五辊组合矫直机关键技术及理论模型的研究,旨在探索其工艺原理和优化方法,为矫直机的进一步改进和开发提供理论依据。
一、引言随着工业制造技术的发展,对材料加工质量的要求也越来越高。
在金属加工行业中,薄板的加工和表面质量一直是工程技术人员所关注的焦点。
而十五辊组合矫直机作为薄板矫直的关键设备,其研究对于提高金属薄板加工质量具有重要意义。
二、十五辊组合矫直机的工艺原理十五辊组合矫直机采用多辊组合矫直机构,通过调节辊轴的位置和间距,使薄板在通过辊轴时受到过大的压力和应力,从而达到矫正的效果。
其工艺原理主要包括辊轴构型设计、功率分配、矫直力计算等方面。
在矫直机设计过程中,需要考虑到材料的性质、矫直过程中的应力分布等因素,以保证矫直效果的可靠性和稳定性。
三、十五辊组合矫直机的关键技术1. 辊轴构型设计:辊轴的构型设计对矫直机的矫直效果具有重要影响。
合理的辊轴构型设计可以提高矫直机的矫直精度和效率。
例如,采用非线性辊轴设计能够解决薄板矫直过程中的应力分布不均匀问题,提高矫直机的矫直精度。
2. 功率分配:功率分配是指将电机输出的功率合理分配到各个辊轴上的过程。
合理的功率分配可以提高矫直机的矫直力,从而提高矫直效果。
可以通过数学建模和实验方法来确定合理的功率分配方案。
3. 矫直力计算:矫直力是指作用在薄板上的力,其大小直接影响矫直机的矫直效果。
通过数学模型和实验方法,可以计算出薄板在矫直过程中受到的矫直力,从而确定矫直机的参数和工艺参数。
4. 控制技术:针对十五辊组合矫直机的特点和要求,需要设计相应的控制系统来实现对矫直机的控制。
通过采用先进的控制技术,可以实现对矫直机的速度、力度等参数的精确控制,提高矫直效果。
四、十五辊组合矫直机的理论模型十五辊组合矫直机的理论模型是对矫直机工艺原理和关键技术的数学描述和建模。
辊式矫直机矫直扭矩计算方法研究
辊式矫直机矫直扭矩计算方法研究王树环;王效岗;谢仕鸿;杨晓君【摘要】辊式矫直机矫直扭矩的计算主要是根据矫直弯矩与矫直曲率之间的关系积分得到的,但由于传统公式不易于计算,故本文采用一些假设条件简化了矫直扭矩的计算.通过在某钢厂十一辊辊式矫直机上测得的矫直辊上的矫直扭矩以及电机功率的数据,验证了基于假设条件下的矫直扭矩的计算方法的可行性,对实际生产具有指导意义.【期刊名称】《中国重型装备》【年(卷),期】2011(000)001【总页数】4页(P1-3,9)【关键词】辊式矫直机;矫直扭矩;简化算法【作者】王树环;王效岗;谢仕鸿;杨晓君【作者单位】太原科技大学,山西,030024;太原科技大学,山西,030024;太原科技大学,山西,030024;太原科技大学,山西,030024【正文语种】中文【中图分类】TG333.2+3矫直机是通过一组上下交错排列的矫直辊对板带材施加不同弯矩,使其发生多次弹塑性变形,从而达到消除或均匀材料残余应力的目的。
矫直过程的精确分析以及精确的矫直机力能参数是合理设计和使用矫直机的重要依据。
辊式矫直机在生产高强度、大规格钢板时,矫直机主传动系统及传动轴经常出现断裂事故。
传动扭矩是矫直机传动系统设计的主要依据。
扭矩的计算受诸多条件的影响[1],如集中驱动的矫直机要考虑负转矩的影响,如果矫直辊集中传动,转速相同,则在矫直板材的过程中产生负转矩。
负转矩现象将造成板材在矫直辊面上打滑[2],引起噪音,从而降低了板材的矫直质量,所以不能忽略了轧件对相关各辊传动扭矩的耦合关系。
辊式矫直机矫直扭矩的一般计算方法主要是根据矫直弯矩与矫直过程中矫直曲率之间的关系积分得到的,但由于对弯矩-曲率曲线的积分不易计算,故本文采用一些假设条件简化了矫直扭矩的计算。
通过在某钢厂十一辊辊式矫直机上测得的矫直辊上的矫直扭矩以及电机功率的数据,验证了基于一些假设条件下的矫直扭矩的计算方法的可行性,对实际生产具有指导意义。
《超细管材十辊矫直机辊型设计与精度分析》范文
《超细管材十辊矫直机辊型设计与精度分析》篇一一、引言随着现代工业的飞速发展,对管材的精度和表面质量要求越来越高。
超细管材作为一种重要的工业材料,其生产过程中的矫直工艺显得尤为重要。
十辊矫直机作为超细管材矫直的重要设备,其辊型设计与精度分析对提高管材的矫直质量和生产效率具有重要意义。
本文旨在研究超细管材十辊矫直机的辊型设计及其精度分析,以期为相关研究和应用提供参考。
二、十辊矫直机的工作原理与特点超细管材十辊矫直机主要由十根辊筒组成,各辊筒间设有相对运动的导板。
当管材穿过各辊筒间时,通过调整各辊筒的相对位置和运动状态,使管材在经过多次弯曲和矫直过程中达到所需的精度和表面质量。
其特点包括矫直效率高、精度高、适用范围广等。
三、辊型设计(一)辊筒类型与材料选择根据超细管材的特点和矫直需求,选择合适的辊筒类型和材料。
常用的辊筒类型包括钢制辊筒、陶瓷辊筒等。
其中,钢制辊筒具有较好的硬度和耐磨性,适用于大部分的矫直需求;而陶瓷辊筒具有较低的摩擦系数和较高的耐热性,适用于对表面质量要求较高的场合。
(二)辊筒尺寸设计根据超细管材的直径、壁厚等参数,确定各辊筒的直径、长度等尺寸。
同时,还需考虑各辊筒间的间距,以保证管材在矫直过程中能够顺利通过且达到理想的矫直效果。
(三)辊筒形状设计针对不同的矫直需求,设计不同的辊筒形状。
常见的辊筒形状包括平面型、弧形等。
在十辊矫直机中,各辊筒的形状需相互配合,以达到最佳的矫直效果。
四、精度分析(一)矫直精度的影响因素影响超细管材十辊矫直机精度的因素主要包括设备本身的精度、操作人员的技能水平、环境因素等。
其中,设备本身的精度是影响矫直精度的关键因素,包括各辊筒的制造精度、安装精度等。
(二)精度检测与评估方法采用合适的检测设备和评估方法对超细管材的矫直精度进行检测和评估。
常用的检测设备包括影像测量仪、数字显微镜等;评估方法包括对比法、统计分析法等。
通过这些方法和设备,可以有效地检测管材的矫直精度和表面质量。
辊式矫直机矫直扭矩计算方法研究
f 1  ̄ ( ) t
t ST 可 由下式求 得 :
,
辊 传动扭 矩 的耦合关 系。辊式 矫直 机矫 直扭矩 的
矫直机 是通 过一组 上下 交错 排列 的矫直 辊对
板带 材施加 不 同弯矩 , 使其 发生 多次 弹塑性 变形 ,
1 矫 直扭 矩 的计 算原 理
从而达到消除或均匀材料残余应力的目的。矫直 过程 的精 确分析 以及 精确 的矫 直机力 能参 数是合 理设 计和使 用矫 直机 的重要 依据 。辊式 矫直 机在 生产 高强度 、 大规 格钢 板时 , 矫直 机主传 动 系统及
影响 , 果矫 直 辊 集 中传 动 , 速相 同 , 在矫 直 如 转 则
板材 的过程 中产 生负转 矩 。负转 矩现象 将造 成板 材在矫 直 辊 面 上 打 滑 J 引 起 噪 音 , 而 降 低 了 , 从
板 材 的矫直 质量 , 以不 能忽 略 了轧 件对 相 关 各 所
设 在 第 i 下 , 位 长 度 轧 件 的弯 曲变 形 总 曲率 辊 单 。在 为 ,则其 弯 曲变 形功 。, 已知 轧件力 矩方 程 rc
可 以按 照功 能相 等 的原 理来 确定 , 轧件 弯 曲 即 变形所 做 的 功 A 应 该 和 矫 直 辊 在 矫 直 扭 矩 帆 的作用 下使 轧件 前进 所做 的功 A 相等 。
如 图 1所示 , 直 过 程是 一 个 连 续 弯 曲 的过 矫
程, 每个 矫直 单 元 都 可视 为一 个 矫 直单 元 。 假
传动 轴经 常出现 断裂 事故 。传动 扭矩是 矫直 机传
动系 统设计 的 主要 依 据 。扭 矩 的计 算受 诸 多条件 的影 响¨ , 如集 中驱 动 的 矫直 机 要 考 虑 负转 矩 的
《中厚板矫直机矫直辊变形及弯辊模型研究》范文
《中厚板矫直机矫直辊变形及弯辊模型研究》篇一一、引言在现代化的工业生产过程中,矫直机是处理金属中厚板的关键设备,其性能的优劣直接关系到产品的质量。
矫直辊作为矫直机的核心部件,其工作状态下的变形情况以及弯辊模型的准确性,对矫直效果具有决定性影响。
因此,对中厚板矫直机矫直辊的变形及弯辊模型进行研究,不仅有助于提高矫直效率,还能为矫直机的优化设计提供理论依据。
二、矫直辊的变形研究1. 变形原因分析矫直辊在工作过程中,由于受到金属板的压力、摩擦力以及辊身内部应力等多种力的作用,会产生一定的变形。
其中,金属板对矫直辊的压力是导致其变形的主要原因。
此外,矫直辊的材料性能、制造精度以及使用环境等因素也会对其变形产生影响。
2. 变形表现形式矫直辊的变形主要表现在辊身的弯曲、扭转以及局部的凹陷或凸起。
这些变形都会对矫直效果产生影响,严重时甚至会导致矫直机故障。
三、弯辊模型研究为了更准确地描述矫直辊在工作过程中的变形情况,建立弯辊模型是必要的。
弯辊模型主要是通过数学方法描述矫直辊在受到外力作用时的变形情况。
1. 模型建立弯辊模型的建立需要考虑多种因素,如矫直辊的材料性能、几何尺寸、受力情况等。
通过建立数学方程,描述矫直辊在受到外力作用时的弯曲、扭转等变形情况。
同时,还需要考虑矫直过程中的摩擦力、热力耦合等因素对矫直辊变形的影响。
2. 模型应用弯辊模型的应用主要包括两个方面:一是用于预测矫直辊在工作过程中的变形情况,为实际生产提供指导;二是用于优化矫直机的设计,提高矫直效率和质量。
通过分析弯辊模型的计算结果,可以找出影响矫直效果的关键因素,为矫直机的优化设计提供依据。
四、研究方法及实验验证1. 研究方法本研究采用理论分析、数值模拟和实验验证相结合的方法。
首先,通过理论分析建立弯辊模型,描述矫直辊的变形情况;然后,利用数值模拟软件对模型进行验证和优化;最后,通过实验验证模型的准确性和可靠性。
2. 实验验证为了验证弯辊模型的准确性,我们设计了一系列实验。
五辊矫直机矫直力矩计算模型对比研究
图1作用在辊式矫直机上的压力五辊矫直机矫直力矩计算模型对比研究陈连运(中冶赛迪工程技术股份有限公司,重庆400013)1引言辊式矫直机主要是利用轧件的残余曲率差值的收敛特性进行矫直,也就是轧件经过多次交变的弹塑性弯曲后,其残余曲率逐渐趋向于一致,形成单值残余曲率,进而矫平。
五辊矫直机是辊数最少的矫直机,主要应用在冷轧带钢的连续热镀锌机组,连续退火机组的入口段。
主要作用是对带钢头部进行矫直,方便机组穿带。
在有色金属的退火机组中,五辊矫直机也有应用,主要是对板带进行全线的粗矫。
矫直力矩是矫直机的重要力能参数,直接关系到矫直功率大小的选择,将其计算模型进行对比研究,对提高板带矫直质量具有重要意义。
2力能参数计算2.1矫直力计算五辊矫直机矫直辊上的作用力大小可以通过带钢弯曲变形时所需力矩来计算。
矫直辊对带钢的压力等于带钢对辊面的反作用力。
根据图1所示,各辊子上的力可根据冷轧带钢断面的力矩平衡条件求出,即P 1=2M 2P 2=2(2M 2+M 3)P 3=2(M 2+2M 3+M 4)P 4=2t (2M 4+M 3)P 5=2t M 4上下排辊子总压力为:ΣP =5iΣP i =8t (M 2+M 3+M 4)=8t 42ΣMi式中:t -辊距;M i -第i 辊子的弯曲力矩。
带钢在第2辊时,压下量较大,带钢处于塑性弯曲,M 2为塑性弯曲力矩,M 2=M s ;带钢在第4辊时,压下量较小,带钢处于弹性弯曲,M 4为弹性弯曲力矩,M 4=M w ;带钢在第3辊时,带钢处于弹-塑性弯曲,M 3为近似等于M s 和M w 平均值,M 3=(M w +M s )/2M w -轧件的屈服力矩;M s -轧件的塑性弯曲力矩。
将以上代入各辊子受力公式可得出:P 1=2t M s ,P 2=2t (2.5M s +0.5M w )P 3=2t (2M s +2M w ),P 4=2t (2.5M w +0.5M s)P 5=2t M w ,ΣP =12t (M w +M s)对于带钢,截面为矩形,M s =σs bh 2=eM w ,M w =σs bh 2σs -带钢的屈服极限;e -断面形状系数;b -带钢的宽度;h -带钢的厚度;2.2矫直力矩计算方法2.2.1计算方法一基于以下假设条件:(1)带钢在各矫直辊的弯曲变形均为塑性弯曲;(2)弹性弯曲变形对能量消耗不影响;(3)对原始曲率为0~±1(r 0)min的轧件,其原始平均曲率为1r 0=12(r 0)min,式中(r 0)min 的数值,对于钢板,(r 0)min =(10~30)/h 。
《2024年中厚板矫直机矫直辊变形及弯辊模型研究》范文
《中厚板矫直机矫直辊变形及弯辊模型研究》篇一一、引言中厚板矫直机是钢铁生产线上重要的设备之一,用于对轧制后的中厚板进行矫直处理。
矫直辊作为矫直机的核心部件,其性能直接影响到矫直效果和产品质量。
然而,在实际生产过程中,矫直辊常常会出现变形和弯曲等问题,这些问题不仅影响矫直效果,还可能对设备造成损害。
因此,研究矫直辊的变形及弯辊模型具有重要的理论和实践意义。
本文将就中厚板矫直机矫直辊的变形及弯辊模型进行研究,以期为实际生产提供理论支持。
二、矫直辊的变形原因分析矫直辊的变形主要是由于长期受到力的作用以及使用过程中的热处理和化学处理等多种因素引起的。
首先,长期承受力的作用导致矫直辊表面和内部发生塑性形变;其次,矫直辊在热处理过程中可能产生热应力导致形变;最后,矫直辊表面的腐蚀、氧化等因素也会对其结构产生影响,进而导致变形。
三、矫直辊的弯辊模型研究为了更好地理解矫直辊的变形过程并对其进行有效控制,建立弯辊模型是关键。
本文将通过以下步骤对弯辊模型进行研究:1. 确定影响矫直辊变形的因素:包括矫直力、矫直速度、温度等。
2. 建立数学模型:根据矫直辊的物理特性和实际工作情况,建立数学模型,描述矫直辊的变形过程。
3. 模型验证:通过实际生产数据对模型进行验证和修正,确保模型的准确性和可靠性。
4. 模型应用:将弯辊模型应用于实际生产中,通过调整矫直力、速度等参数,实现对矫直辊变形的有效控制。
四、实验研究及结果分析为了验证弯辊模型的准确性和有效性,本文进行了以下实验研究:1. 实验设计:选取不同规格的中厚板进行矫直实验,记录矫直过程中的各项参数及矫直辊的变形情况。
2. 数据分析:对实验数据进行整理和分析,得出不同条件下矫直辊的变形规律及影响因素。
3. 结果分析:将实验结果与弯辊模型进行对比,验证模型的准确性。
同时,分析实验过程中出现的问题及原因,为进一步优化弯辊模型提供依据。
五、结论与展望通过对中厚板矫直机矫直辊的变形及弯辊模型进行研究,本文得出以下结论:1. 矫直辊的变形主要受矫直力、温度、速度等因素的影响。
辊式矫直过程辊间张力计算与分析
辊式矫直过程中辊间张力计算与分析王效岗,李乐毅,黄庆学(太原科技大学重型机械教育部工程研究中心,山西太原030024) 摘要:辊式矫直是改善板型、消除残余应力,获得合格金属板带材的重要工艺环节。
辊间张力是辊式矫直过程中辊间板材附加力。
辊间张力对矫直过程有重要影响。
本文通过分析并建立辊间张力计算模型,通过实验研究对其计算方法进行验证。
研究表明矫直过程辊间张力是多辊传动或工作时普遍存在,计算模型表明在矫直过程中如果能测量到传动扭矩,那么辊间张力是可以通过计算得到的;由于辊间张力,在矫直过程中驱动扭矩分布与理论计算存在较大的差别。
传动扭矩是矫直过程中弯曲变形的能力来源,其传递是通过矫直辊与板材接触摩擦来实现的,矫直辊与板材相对运动状态为蠕滑行为,但有可能出现打滑。
关键词:矫直;张力;计算模型;实验The calculation model and analysis on tension between rollers in roller levelingWang xiao-gang1,Li Leiyi,Huang qin-xue(Engineering Research Center for Department of Heavy Machinery Education,Taiyuan University of Science and Technology, ShanXi Taiyuan 030024)Abstract: Because roller levelling is to remove the flatness defects and induce the residual stress, it is an important step to get qualified plate and sheet. In the levelling process , There are the additional tension between rollers, additional tension have an important influence on the leveling process. In this paper, the mode and experimental of tension between rollers in roller leveling is studies. The result shows that there are the tension between the rollers in multi-roller drive and calculation model shows that the tension between the rollers is calculated by the measure to drive torque.In same time, the result shows that there is a larger inconsistencies of the drive toque distribution between the fact load and the theoretical calculation by the tension between rollers. The capability sources of bending deform is the driving torque in the levelling process, the force transfer between roller and plate is realize Through the implementation of contact friction. There are the creep behavior and slip behavior between roller and plate.Key words: Leveling; tension; model; Experiment辊式矫直过程是一个非线性的多道次弯曲的弹塑性变形过程,通过交错布置辊系的反复弯曲,改善板型、消除残余应力,获得合格金属板带材[1-2]。
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中文摘要中文摘要矫直作为一种精整技术,在冶金工业中得到了广泛应用。
辊式矫直机作为重要的矫直设备,其应用也日益广泛。
各国学者在辊式矫直设备的理论设计方法和计算模型方面做了大量的研究工作,但关于辊式矫直机传动理论的研究还不够细致,未能系统化地解释传动受力工况和设计依据。
这使得工程中确定驱动扭矩的方法常为估算,严重地影响了矫直技术的发展,也降低了矫直设备的生产能力。
本文以实验室“全液压辊式矫直机实验平台建设项目”为依托,通过对板材弹塑性弯曲变形过程的研究,并根据矫直机采用的集中驱动的传动方式特点,将矫直辊间的耦合作用引入到了驱动扭矩的解析模型当中,用数学方法解释了矫直过程中板材打滑及负扭矩现象,完善了辊式矫直驱动扭矩的数学模型。
为了掌握真实的矫直辊驱动扭矩分布特点及规律,设计、制备了一套测扭矩实验装置,并采用实验方法对矫直机全部十一根矫直辊的驱动扭矩进行了测试。
通过对实验数据的分析,得出矫直过程中驱动扭矩在矫直辊间的分布特点,并把实际的矫直过程分为钢板的咬入、稳态矫直及甩尾3个阶段。
针对每个阶段的特点,在咬入阶段主要分析了矫直冲击载荷产生的原因,以及冲击载荷对矫直驱动扭矩的影响;在稳态矫直阶段,分析了集中传动各电机的驱动扭矩分配,及其与总驱动扭矩之间的关系;在甩尾阶段分析了出口侧电机单独矫直时,驱动扭矩在辊系中的分布特点,最后通过驱动扭矩解析模型计算值与实测值的对比,验证了驱动扭矩解析模型的准确性。
总之,本文通过解析计算与实验测试相结合的方法,对板材辊式矫直机驱动扭矩进行了研究。
揭示了驱动扭矩分布的特点及规律,完善了矫直驱动扭矩模型,有利于矫直工艺参数的制定,对矫直理论的完善和矫直设备的发展都具有重要的现实意义和理论意义。
关键词:板材辊式矫直机;驱动扭矩;辊间耦合;实验测试IABSTRACTABSTRACTStraightening as a finishing technology, which is widely applied in metallurgy industry, and roll leveler is the important equipment of leveling, its’ application becomes more extensive. At the moment, although many people do related research about theoretical design method and computing model of straightening machine, but transmission theoretical of roll leveler haven't been understand completely until now, transfer loading conditions and the design basis can’t be system atic explicated, the method of determination of driving torque is usually estimated in engineering design, This has seriously affected the development of leveling theory, and production capacity of leveling machine is also lowered.This topic based on the project of experimental platform construction of all hydraulic roll leveler, established the leveling mathematical model by studying the process of elastic-plastic bent deformation, the coupling between the rollers are led into torque analytical model which based on conservation of energy, plate's sliding in roll cassettes and minus torque is explained by mathematical model, a perfect leveling mathematical model has been established.In order to grasp real torque distributional characteristics and change rule, a experiment device which uses to measure torque is designed and produced, The principles of the experiment and the calibration method of driving torque are explained in detail, and then driving torque of 11-rolls is measured by experimental method.Distributional characteristics of driving torque in leveling process is obtained by analyzing the experimental data, the whole leveling process is divided into plate’s biting stage, steady-state leveling stage and drifting stage in the analysis process. In t he stage of plate’s biting, the cause for impact load and its effectives bout driving torque is analyzed; In the stage of steady-state leveling, driving torque distribution of motor in the concentrative drive leveler is analyzed; In the drifting stage, the distribution of diving torque in levelingIIIABSTRACTrolls is analyzed when the outlet side group leveling alone. The accurate model is verified by compared the experimental value with theoretical value.In all, leveling process is studied by means of the combination of both theoretical and experimental methods, the characteristics and regularities are founded, driving torque of straightening model is developed. The results is good for leveling process parameters setting, the perfection of leveling theory and the development of leveling equipment which are of great theoretical and practical significance.Key words: Plate roll leveler ; Driving torque ; Coupling between rollers ;Laboratory testIV目录目录第一章绪论 (1)1.1研究背景 (1)1.2国内外板材辊式矫直机发展概况 (1)1.2.1 国外板材辊式矫直机发展概况 (1)1.2.2 国内板材辊式矫直机发展概况 (4)1.3辊式矫直过程及矫直理论的研究进展 (5)1.4本文的研究目的及研究内容 (6)1.5本章小结 (6)第二章板材辊式矫直的基本理论 (9)2.1 板材弹塑性弯曲的基本理论 (9)2.1.1 弹塑性弯曲中的基本假设 (9)2.1.1 弹塑性弯曲的定义 (10)2.1.3 板材弹塑性弯曲曲率 (11)2.1.4 板材弹塑性弯曲的力矩和曲率方程 (13)2.2 板材辊式矫直机简介 (16)2.2.1 板材辊式矫直机的工作原理 (16)2.2.2 板材辊式矫直机的种类 (16)2.3 板材辊式矫直机矫直方案简介 (19)2.4 本章小结 (20)第三章板材辊式矫直过程数学模型的建立 (21)3.1 板材辊式矫直机压下量模型的建立 (21)3.2 板材辊式矫直机矫直力模型的建立 (23)3.3 板材辊式矫直机矫直驱动扭矩模型的建立 (25)3.3.1 驱动扭矩模型的对比研究 (27)3.3.2 矫直辊间的扭矩耦合模型 (29)3.3.3 板材在矫直辊间的滚动摩擦扭矩模型 (32)3.3.4 矫直辊轴承的摩擦扭矩模型 (32)3.4 板材辊式矫直机矫直功率计算 (33)3.5 扭矩实例计算及结果分析 (33)3.6 本章小结 (33)V目录第四章板材辊式矫直驱动扭矩的实验研究 (37)4.1 全液压辊式矫直机实验平台简介 (37)4.2 驱动扭矩测试的原理及方法 (39)4.2.1 应变片的接桥 (39)4.2.2 集电环的设计 (41)4.2.3 数据采集系统的安装 (43)4.3 矫直辊驱动扭矩的标定 (44)4.3.1 驱动扭矩的标定方法 (44)4.3.2 标定矫直辊驱动扭矩的符号说明 (45)4.3.3 十一根矫直辊驱动扭矩的标定 (45)4.4 本章小结 (47)第五章板材辊式矫直驱动扭矩实验数据分析 (48)5.1 实验方案的确定 (48)5.1.1 实验材料的准备 (48)5.1.2 实验规程的设定 (48)5.2 实验过程 (50)5.3 测试结果与分析 (50)5.3.1 驱动扭矩原始记录曲线 (50)5.3.2 矫直驱动扭矩趋势分析 (58)5.4 板材矫直过程驱动扭矩分析 (59)5.4.1 钢板咬入过程的驱动扭矩分析 (59)5.4.2 稳态矫直下的驱动扭矩分析 (61)5.4.3 甩尾阶段的驱动扭矩分析 (63)5.4.4 负扭矩现象分析 (64)5.4.5 驱动扭矩解析值与实测值的对比分析 (65)5.5 本章小结 (66)第六章结论 (67)参考文献 (71)致谢 (75)攻读学位期间发表学术论文及科研情况.............................................. 错误!未定义书签。