矫直机ppt
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矫直机优秀课件
15-托盘；16-平衡弹簧；17-手轮；18-压下螺母丝；19-出、入口导辊
44
12.4.3.2 型材辊式矫直机旳构造
图12-19 悬臂式矫直机孔型构造及辊套图 (a)-整体式；(b)-组合式
45
⑴ 悬臂式（或开式）矫直机
图12-20 9辊550悬臂式辊式型钢矫直机
1-机架；2、3-矫直辊；4-压下装置；5-轴向调整装置；
42
⑶ 可调矫直辊挠度旳矫直机
图12-17可调矫直辊扰度矫直机示意图
43
图12-20 11-260／300×2300 钢板矫直机工作机座 1-压下传动装置；2、9-支承辊调整螺丝；3、7-上、下支承辊；4、8-上、下台架； 5、6-上、下工作辊；10-紧鼓螺母；11-立住；12-压下螺母；13- 内齿圈；14-平衡螺母；
z0
1 R 0.5hmin
hmin 6
2 D hmin
S
E
取 D / t 0.95，则有：
t max
0.33 Ehmin
S
36
②最小辊距tmin —受到辊面接触应力及矫直辊扭转强度限制。
接触应力按近似圆柱体与平板接触应力公式计算：
j max 0.418
PE bR
2 S
取 D / t 0.95 ，则有：
y
23
12.3 压力矫直机旳矫直原理
将具有原始曲率 1/ r0 旳轧加工件放在压力矫直机两固定支点
上，由活动压头对弯曲部位施加外力 P ，使之在压头和支点间形 成反弯。假如选择旳反弯曲率合适，则加工件经弹复后变直。
能使具有原始曲率旳矩形截面加工件得以矫直所需要旳合适旳 反弯曲率可按下式计算：
2
图12-7 加工件弹塑性弯曲时应变与曲率关系
44
12.4.3.2 型材辊式矫直机旳构造
图12-19 悬臂式矫直机孔型构造及辊套图 (a)-整体式；(b)-组合式
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⑴ 悬臂式（或开式）矫直机
图12-20 9辊550悬臂式辊式型钢矫直机
1-机架；2、3-矫直辊；4-压下装置；5-轴向调整装置；
42
⑶ 可调矫直辊挠度旳矫直机
图12-17可调矫直辊扰度矫直机示意图
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图12-20 11-260／300×2300 钢板矫直机工作机座 1-压下传动装置；2、9-支承辊调整螺丝；3、7-上、下支承辊；4、8-上、下台架； 5、6-上、下工作辊；10-紧鼓螺母；11-立住；12-压下螺母；13- 内齿圈；14-平衡螺母；
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1 R 0.5hmin
hmin 6
2 D hmin
S
E
取 D / t 0.95，则有：
t max
0.33 Ehmin
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②最小辊距tmin —受到辊面接触应力及矫直辊扭转强度限制。
接触应力按近似圆柱体与平板接触应力公式计算：
j max 0.418
PE bR
2 S
取 D / t 0.95 ，则有：
y
23
12.3 压力矫直机旳矫直原理
将具有原始曲率 1/ r0 旳轧加工件放在压力矫直机两固定支点
上，由活动压头对弯曲部位施加外力 P ，使之在压头和支点间形 成反弯。假如选择旳反弯曲率合适，则加工件经弹复后变直。
能使具有原始曲率旳矩形截面加工件得以矫直所需要旳合适旳 反弯曲率可按下式计算：
2
图12-7 加工件弹塑性弯曲时应变与曲率关系
第7章 矫直机(胡彬)
第7章 矫直机
7.1 矫直机的作用与类型 7.2 弹塑性弯曲矫直基本理论 7.3 辊式矫直机 7.4 拉伸弯曲矫直机
7.1 矫直机的作用与类型
7.1.1 矫直的任务和作用 轧件在轧制、冷却和运输过程中，由于各种因 素如变形、温度和冷却不均匀的影响，往往产 生弯曲问题： 其弯曲形式见教材P232图12-1和12-2。 为了消除这些缺陷，轧件需要在矫正机（矫直 机）上进行矫正。
辊式矫直机上，根据每个辊子使金属产生的变形程度的不 同，矫直方案可分为小变形量矫直方案、大变形量矫直方 案。
（1）小变形量矫直方案 在矫直机上各辊子的反弯曲率的选择原则： 进入该辊的轧件上的最大原始曲率经反弯弹复后， 应完全消除，即该部位得以平直。
此方案的矫直过程如图：
小变形量矫直方案的特点： 轧件经过每一个矫直辊后其残余曲率范围和 曲率值都逐渐减小即：
7.1.2 矫直机的类型及发展
反弯矫直：根据原始弯曲程度和弯曲形态，选择支 点位置，调整打击力大小，使其反弯，以达到最 后矫直的目的。 为了满足各类轧材的矫直任务，矫直机的种类： 教材P232图12-3 压力矫直机； 连续辊式矫直机； 管、棒材矫直的矫直机； 拉伸矫直和拉伸弯曲矫直机组等。
7.2 弹塑性弯曲的基本概念
得
h2 1 2 M S b s ……..(1) 4 3 EC
按材料力学中曲率与力矩的关系：
ct
1
y
My EJ
………(2)
式中：My-弹性内力矩。
将（1）式代入（2）得：
1 s ct y EJ 4 3 EC 1
1 ct c f c r
1
显然当c=0时，
7.1 矫直机的作用与类型 7.2 弹塑性弯曲矫直基本理论 7.3 辊式矫直机 7.4 拉伸弯曲矫直机
7.1 矫直机的作用与类型
7.1.1 矫直的任务和作用 轧件在轧制、冷却和运输过程中，由于各种因 素如变形、温度和冷却不均匀的影响，往往产 生弯曲问题： 其弯曲形式见教材P232图12-1和12-2。 为了消除这些缺陷，轧件需要在矫正机（矫直 机）上进行矫正。
辊式矫直机上，根据每个辊子使金属产生的变形程度的不 同，矫直方案可分为小变形量矫直方案、大变形量矫直方 案。
（1）小变形量矫直方案 在矫直机上各辊子的反弯曲率的选择原则： 进入该辊的轧件上的最大原始曲率经反弯弹复后， 应完全消除，即该部位得以平直。
此方案的矫直过程如图：
小变形量矫直方案的特点： 轧件经过每一个矫直辊后其残余曲率范围和 曲率值都逐渐减小即：
7.1.2 矫直机的类型及发展
反弯矫直：根据原始弯曲程度和弯曲形态，选择支 点位置，调整打击力大小，使其反弯，以达到最 后矫直的目的。 为了满足各类轧材的矫直任务，矫直机的种类： 教材P232图12-3 压力矫直机； 连续辊式矫直机； 管、棒材矫直的矫直机； 拉伸矫直和拉伸弯曲矫直机组等。
7.2 弹塑性弯曲的基本概念
得
h2 1 2 M S b s ……..(1) 4 3 EC
按材料力学中曲率与力矩的关系：
ct
1
y
My EJ
………(2)
式中：My-弹性内力矩。
将（1）式代入（2）得：
1 s ct y EJ 4 3 EC 1
1 ct c f c r
1
显然当c=0时，
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。
t min 0 . 43 h
矫直机模型研究 ppt课件
矫直机模型研究（2）
目录
2
前言 模型理论简介 ♦ 钢板头尾控制策略
前言
前言
4
•名词解释 压下量——在生产中 操作员通常用”压下量“ 英语ROLL GAP ”辊缝“
•矫直机介绍 对带有一定曲率的板材进行矫直，主要是通过矫直辊给钢材以正方 向的弯曲，使得钢材产生弹塑性变形以此来达到矫直的目的
前言
21
plane_model
//2011-06-07@llb if if operator use higher bending ,we have to open the gap a little bit
if (plt.thick <=20 && fabs(res.centerElevation)>=0.6) { if (bendingOffSet) plt.prs.dwnsGapPre[iTP] = res.adaptedNoLoadExitGap
res.tailOutSpeed=sugestedRef.TailOutSpeed()==.0?0.5:sugestedRef.TailOutSpeed ();
res.threadingSpeed=sugestedRef.ThreadSpeed()==.0?0.5:sugestedRef.ThreadSp eed();
胡克定律应用的一个常见例子是弹簧。 在弹性限度内，弹 簧的弹力 F 和弹簧的长度变化量 x 成线性关系，即：
F = -kx 式中k 是弹簧的劲度系数（或称为倔强系数），它 由弹簧材料的性质和几何外形所决定，负号表示弹簧所产 生的弹力与其伸长（或压缩）的方向相反，这种弹力称为 回复力，表示它有使系统回复平衡的趋势。满足上式的弹 簧称为线性弹簧。
目录
2
前言 模型理论简介 ♦ 钢板头尾控制策略
前言
前言
4
•名词解释 压下量——在生产中 操作员通常用”压下量“ 英语ROLL GAP ”辊缝“
•矫直机介绍 对带有一定曲率的板材进行矫直，主要是通过矫直辊给钢材以正方 向的弯曲，使得钢材产生弹塑性变形以此来达到矫直的目的
前言
21
plane_model
//2011-06-07@llb if if operator use higher bending ,we have to open the gap a little bit
if (plt.thick <=20 && fabs(res.centerElevation)>=0.6) { if (bendingOffSet) plt.prs.dwnsGapPre[iTP] = res.adaptedNoLoadExitGap
res.tailOutSpeed=sugestedRef.TailOutSpeed()==.0?0.5:sugestedRef.TailOutSpeed ();
res.threadingSpeed=sugestedRef.ThreadSpeed()==.0?0.5:sugestedRef.ThreadSp eed();
胡克定律应用的一个常见例子是弹簧。 在弹性限度内，弹 簧的弹力 F 和弹簧的长度变化量 x 成线性关系，即：
F = -kx 式中k 是弹簧的劲度系数（或称为倔强系数），它 由弹簧材料的性质和几何外形所决定，负号表示弹簧所产 生的弹力与其伸长（或压缩）的方向相反，这种弹力称为 回复力，表示它有使系统回复平衡的趋势。满足上式的弹 簧称为线性弹簧。
矫直机ppt课件
中板。
33
（3）可调矫直辊挠度的矫直机 支持辊是分段式的。矫直时根据板材的浪弯或瓢曲的部
位不同，通过调整某列支持辊，使工作辊的相应部位预先产 生挠度，有针对性地矫直板材的中部或边部缺陷。
图3.2-20 可调矫直辊挠度的矫直机示意图
34
2.型钢矫直机
➢ 用途 用来矫直各种断面
的工字钢、角钢、槽钢 及钢轨等。
以辊形的凸凹变化实现对短圆材的矫直，还能矫直圆 材两端和压光圆材表面
典型的7辊辊系，在生产中大量使用，可以看作是两种 原始形态的阿氏辊系 （a）与（b）的综合
41
辊系中两端辊主要起压扁矫直和圆整作用，中间辊保证 较长的塑性弯曲区，可获得良好的表面质量和矫直质量。
辊系可以增大第3对辊处塑性弯曲区的长度，使这 种辊系可以真正成为管棒材两用的矫直辊系
17
（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
28
二、辊式矫直机的结构
1. 板材辊式矫直机
（1）平行辊列矫直机 下排辊子固定不动，上排辊子可以调整
图3.2-17 平行辊列矫直机示意图
29
为了防止矫直辊在矫直过程中产生挠曲变形，在矫直辊 上设有支持辊，通常下工作辊和下支持辊固定不动，上工作 辊和上支持辊可集体地在高度方向上调节。
图3.2-18 具有支持辊的平行辊列矫直机示意图
z z dF
2
h 2 z0
z s dF
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（3）可调矫直辊挠度的矫直机 支持辊是分段式的。矫直时根据板材的浪弯或瓢曲的部
位不同，通过调整某列支持辊，使工作辊的相应部位预先产 生挠度，有针对性地矫直板材的中部或边部缺陷。
图3.2-20 可调矫直辊挠度的矫直机示意图
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2.型钢矫直机
➢ 用途 用来矫直各种断面
的工字钢、角钢、槽钢 及钢轨等。
以辊形的凸凹变化实现对短圆材的矫直，还能矫直圆 材两端和压光圆材表面
典型的7辊辊系，在生产中大量使用，可以看作是两种 原始形态的阿氏辊系 （a）与（b）的综合
41
辊系中两端辊主要起压扁矫直和圆整作用，中间辊保证 较长的塑性弯曲区，可获得良好的表面质量和矫直质量。
辊系可以增大第3对辊处塑性弯曲区的长度，使这 种辊系可以真正成为管棒材两用的矫直辊系
17
（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
28
二、辊式矫直机的结构
1. 板材辊式矫直机
（1）平行辊列矫直机 下排辊子固定不动，上排辊子可以调整
图3.2-17 平行辊列矫直机示意图
29
为了防止矫直辊在矫直过程中产生挠曲变形，在矫直辊 上设有支持辊，通常下工作辊和下支持辊固定不动，上工作 辊和上支持辊可集体地在高度方向上调节。
图3.2-18 具有支持辊的平行辊列矫直机示意图
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矫直机培训(操作)
辊型曲线与棒材贴合的越好，辊型磨损越均匀，矫
直辊使用寿命越长。
角度不调整造成的问题：
角度偏小：产生压痕，矫直出来的棒材表面一圈亮一 圈暗；或者有螺旋纹的产生。
角度偏大：造成辊型磨损不均匀，长期使用将辊型磨 出凹坑，从而在矫直棒材时产生棒材表面的压痕和擦 伤。
Hale Waihona Puke 六、 辊 型深凹辊型
双曲线
双曲线
浅凹辊型
双曲线 双曲线
七、矫直盲区
老式六辊矫直机盲区=辊距 两辊矫直机盲区=辊长的一半 七辊矫直机盲区=辊长的一半
八、矫不直
反弯量过小 矫直前
矫直后
反弯量过大
反弯量 调整功能
九、表面压痕、擦伤等问题
角度过小
辊型磨损
棒材高速旋转时，接触台架划伤。
十、头部撞伤
原因：进入中间被动辊时撞击所致。
量。
注意：矫直棒材靠的是反弯量的调节，而不
是压下量的调节。压下量只是提供棒材前进 的动力，防止打滑。棒材直径越大，压下量 越大。因为当棒材直径增大时，使其前进需 要的动力越大，所以压下量越大。
五、角度
误区：角度不需要调整。
为什么角度要调整？
辊型曲线是根据各规格棒材直径设计而成的，调整 角度就是调整辊型与棒材的接触面，接触面越宽， 矫直效果越好。
调整：增大1#辊角度，减小4#辊角度，使棒材入 料时尽量水平进入中间被动辊。
十一、换辊
当矫直辊淬火层磨损剩余5mm时，即建议更换。 换辊时最好是成对更换。
十二、维护关键点
辊缝、角度调整机构最容易出问题，最主要问题就是 超限调整。
辊缝、角度要在规定范围内调整。
要经常检查辊缝、角度限位开关的可靠性，以及辊缝、 角度编码器的准确性。
第6章 矫直机
压力矫直的过程：
上海理工大学 陈泽中
15
压力矫直机的发展
在结构上由机械传动发展到液压传动； 在操作上已由人工操作发展到计算机程序控 制，使压力矫直实现了自动化。
计算机可以根据对原始弯曲挠度f0的跟踪检测， 按照数学模型计算出所应施加的反弯力和适当的压
下行程， 就可实现加工件一次夹紧完成三维矫直， 可保证最佳的控制状态和矫直质量。
图6—20所示为9辊550悬臂式型钢矫直机。 结构：
由机架1，矫直辊2、3，上辊压下机构4，轴向调整机构 5，连接轴6，减速机7，齿形联轴器8及主电机9等部件 组成的。 该矫直机的五个下辊通过减速机和连接轴由电动机传 动，四个上辊是被动的。 上辊的升降调节是由电动机通过蜗轮减速机及压下螺 丝实现的(也可手动调节)。 上、下辊的轴向调节也是由电动机通过蜗轮减速器及 辊轴上的丝扣实现的。
上海理工大学 陈泽中
12
矫直设备的发展
目前，国外对矫直理论，矫直设备的研究 正在扩展和深化。
如向大截面型材，超薄壁管材，特殊截面异型 材和高强度合金材的矫直方向发展， 同时也向提高矫直精度，减少残余应力，减少 功率消耗以及提高数学模型精度的方面深入。
上海理工大学 陈泽中
13
6．2 压力矫直机的矫 直原理
压力矫直
亦称反弯矫直， 是出现最早的一种矫直方法。 将具有原始曲率(1／r0)的加工件放在压力矫直机两固定支点上，由 活动压头对弯曲部位施加外力P，使之在压头和支点间形成反弯。 如果选择的反弯曲率合适，则加工件经弹复后变直。 对于每根加工件来说，由于原始弯曲程度和弯曲部位都互不相 同，所以矫直时需施加的反弯曲率也应随之变化。 压力矫直机通常是采取改变压下行程和固定支点间距离的方法得 到需要的反弯曲率，以使各种程度的原始曲率得到矫直。
矫直机设备工艺及电气控制原理图(全套)
216435ⅡⅠ0ⅡⅠⅡ0ⅠⅡEEEE-KM2331-KM2351七辊矫正机 主电机自耦降压起动七辊矫正机升降电机上升1931七辊矫正机七辊矫正机FF下料3号旋臂吊行走电机\P型号:减速机ZDY1/11-4\P与减速机整体供货的配套电机\PP=0.2KW U=380V AC\PI=1A N=1380r/min下料3号旋臂吊回转电机\P型号:电机Y100L1-4\PP=2.2KW U=380V AC\PI=5.0A N=1430r/min下料3号旋臂吊升降电机\P型号:减速机ZD1/22-4\P与减速机整体供货的配套电机\PP=1.5KW U=380V AC\PI=3.7A N=1380r/min七辊矫正机文 件 号数处H0标 记G日 期1字签234任设5主审校计主室任计设查查审准标期日6核查工艺审七辊矫正机电气原理图78量=重9D4015.01.00例+比gK张张共第H1124G12七辊矫正机FE-M112~3MU1122V1122W1122DC246U112112-KM16813456V1121W1121-KM16821-Q1123510210/9BA0L21L11L3112文 件 号G标 记H处数F日 期签字下料1号旋臂吊升降电机\P型号:减速机ZD1/22-4\P与减速机整体供货的配套电机\PP=1.5KW U=380V AC\PI=3.7A N=1380r/minV1161V1162W1142-M114~3MU1142V1142-M116M3~U1162W1141-KM1692462-KM16915634354612U1141V1141-Q114351241256341234-KM1711U1161-Q11613W1162FE612-KM171256W116156345DC下料1号旋臂吊回转电机\P型号:电机Y100L1-4\PP=2.2KW U=380V AC\PI=5.0A
矫直机分析 ppt课件
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11
y
ppt课件
11
12.2.2 弹塑性弯曲力矩计算
12.2.2.1 应变一曲率关系
图12-7 加工件弹塑性弯曲时应变与曲率关系
ppt课件
12
⑴ 因为被矫轧件为理想弹塑性体矩形断面轧件，则假定：
① 轧件发生弹塑性变形时，轧件的外力矩等于其内力矩； ② 平面假设一轧件弯曲前后其横截面仍为平面； ③ 材料无加工硬化。
MS EI
3 S Eh
可见，弹复曲率 随1 总变形曲率 的1 增加而增大， 且弹复曲率 的1 增量随总y 变形曲率的增加rC而减小。
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ppt课件
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12.3 压力矫直机的矫直原理
将具有原始曲率 1/ r0 的轧加工件放在压力矫直机两固定支点
上，由活动压头对弯曲部位施加外力 P ，使之在压头和支点间形 成反弯。如果选择的反弯曲率合适，则加工件经弹复后变直。
由材料力学可知，
1 M内 M
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2
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/
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zdA
对于矩形截面加工件，设截面宽为 b ，高为 h，则：dA bdz ，则
M
s
2 3
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y
ppt课件
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12.2.2 弹塑性弯曲力矩计算
12.2.2.1 应变一曲率关系
图12-7 加工件弹塑性弯曲时应变与曲率关系
ppt课件
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⑴ 因为被矫轧件为理想弹塑性体矩形断面轧件，则假定：
① 轧件发生弹塑性变形时，轧件的外力矩等于其内力矩； ② 平面假设一轧件弯曲前后其横截面仍为平面； ③ 材料无加工硬化。
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可见，弹复曲率 随1 总变形曲率 的1 增加而增大， 且弹复曲率 的1 增量随总y 变形曲率的增加rC而减小。
y
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12.3 压力矫直机的矫直原理
将具有原始曲率 1/ r0 的轧加工件放在压力矫直机两固定支点
上，由活动压头对弯曲部位施加外力 P ，使之在压头和支点间形 成反弯。如果选择的反弯曲率合适，则加工件经弹复后变直。
由材料力学可知，
1 M内 M
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对于矩形截面加工件，设截面宽为 b ，高为 h，则：dA bdz ，则
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矫直机
2、轧件弹塑性弯曲过程中的曲率变化
轧件弯曲过程可以用曲 率变化来说明，主要使用以 下几个曲率。 （1）原始曲率1/r0：轧件在 矫直弯曲前所具有的曲率。r0 为轧件原始弯曲半径。曲率 的方向用正负号表示。“＋” 表示弯曲凸度向下，“－” 表示弯曲凸度向上。等于零 表示轧件的原始状态是平直 的。
（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。
三、轧件弯曲时的弯曲力矩
假设：矫直弯曲时，对轧件施加的外力矩等于其内力矩；轧 件弯曲前后的横截面仍保持为一平面，并且在横截面内的变 形大小与到中性层的距离成正比。 不考虑加工硬化，视金属为理想弹塑性体，在塑性变形区内 的应力值为金属屈服强度s 。
弯曲轧件所需外加力矩为：
M 2 z z dF 2 z s dF
又称阿氏辊系，用于矫直管、棒材，其长辊为驱动辊、 短辊为压弯辊
是阿氏辊系的演化，专用于管材的矫直
以辊形的凸凹变化实现对短圆材的矫直，还能矫直圆 材两端和压光圆材表面
典型的7辊辊系，在生产中大量使用，可以看作是两种 原始形态的阿氏辊系 （a）与（b）的综合
辊系中两端辊主要起压扁矫直和圆整作用，中间辊保证 较长的塑性弯曲区，可获得良好的表面质量和矫直质量。
3. 斜辊矫直机
上述上下工作辊轴线平行的辊式钢板矫直机和辊式型钢 矫直机，在矫直管、棒等圆形断面轧件时存在两个致命的缺 点： 第一，只能矫直圆材垂直于辊轴的纵向剖面上的弯曲；
强力矫直机介绍
与矫直机Level 1PLC旳接口有： • 控制打开每个设备手动供水阀 • 根据每个设备要求控制流量
案例分析
• 一、问题现象 • 近期以来，强力矫直机经常出现空载自动爬行时，速度自动变为
零，主机停止运营旳情况，操作人员再次复位后系统恢复正常，为生 产操作带来了不便，在一定程度上影响了生产节奏。 • 二、事件原因分析 • 经过多方面努力派查，先后排除了油气故障、物料跟踪错误旳原因后， 终于查找出矫直机空载自动爬行时速度变为零旳根本原因是：矫直机 旳空载爬行扭矩超出设定范围。系统控制程序中设定：在CMD5、 CMD6同步没有信号（也就是说没有钢板爬行旳时候），假如扭矩不 小于350（N/M）时，矫直机主机速度变为零。系统扭矩旳计算为: • T=9550 * P/n，其中：T为扭矩，P为电机旳输出功率（KW），n是 转速。当转速设定好后，转速n是一种不变化旳数值，而变化旳就只 有输出功率P，输出功率旳变化是根据负载旳变化而变化旳，空载爬 行时负载变大旳原因很可能是辊系轴承已经损坏或其他外界原因，使 空载爬行时负载变大，当扭矩超出350（N/M）时，速度变为零，主 机停止运营。
齿轮润滑系统
确保润滑油在齿轮减速机和小齿轮座中循环。 • Level 1PLC控制润滑设备： • 油加热 • 油位观察 • 压力观察 • 开启\停止泵 HMI上有专用显示屏，操作人员可控制和观察润滑
设备 泵 : 2个在用，1个备用
干油系统
• 该润滑系统为设备集中供给干油，自动润 滑。尤其是矫直辊轴承要用该系统润滑。
制停机）并迅速停止液压HGC缸。 • 液压室区：每个入口1个按钮（共2个）停止全部旳泵。 • 蘑菇形按钮配有2个常闭（NC）接点，压下后被栓住。开栓经过转动
按钮（无按键）完毕。 • 一种接点连接到Level 1PLC控制设备，另一种接到MCC内旳安全继
案例分析
• 一、问题现象 • 近期以来，强力矫直机经常出现空载自动爬行时，速度自动变为
零，主机停止运营旳情况，操作人员再次复位后系统恢复正常，为生 产操作带来了不便，在一定程度上影响了生产节奏。 • 二、事件原因分析 • 经过多方面努力派查，先后排除了油气故障、物料跟踪错误旳原因后， 终于查找出矫直机空载自动爬行时速度变为零旳根本原因是：矫直机 旳空载爬行扭矩超出设定范围。系统控制程序中设定：在CMD5、 CMD6同步没有信号（也就是说没有钢板爬行旳时候），假如扭矩不 小于350（N/M）时，矫直机主机速度变为零。系统扭矩旳计算为: • T=9550 * P/n，其中：T为扭矩，P为电机旳输出功率（KW），n是 转速。当转速设定好后，转速n是一种不变化旳数值，而变化旳就只 有输出功率P，输出功率旳变化是根据负载旳变化而变化旳，空载爬 行时负载变大旳原因很可能是辊系轴承已经损坏或其他外界原因，使 空载爬行时负载变大，当扭矩超出350（N/M）时，速度变为零，主 机停止运营。
齿轮润滑系统
确保润滑油在齿轮减速机和小齿轮座中循环。 • Level 1PLC控制润滑设备： • 油加热 • 油位观察 • 压力观察 • 开启\停止泵 HMI上有专用显示屏，操作人员可控制和观察润滑
设备 泵 : 2个在用，1个备用
干油系统
• 该润滑系统为设备集中供给干油，自动润 滑。尤其是矫直辊轴承要用该系统润滑。
制停机）并迅速停止液压HGC缸。 • 液压室区：每个入口1个按钮（共2个）停止全部旳泵。 • 蘑菇形按钮配有2个常闭（NC）接点，压下后被栓住。开栓经过转动
按钮（无按键）完毕。 • 一种接点连接到Level 1PLC控制设备，另一种接到MCC内旳安全继
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在压力矫直机、辊矫直机及拉伸弯曲矫直机中，轧件 经过弹塑性及弯后矫平的。为此，简要介绍弹塑性弯曲的 基本概念及轧件的反弯曲矫直原理。
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，
-
-
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。
-
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。
-
（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。
-
（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
-
-
8.1 矫直机的类型
矫直原理：使钢材的弯曲部位承受相当大的反向弯 曲或拉伸，使该部位产生一定的弹塑性变形，当外力去 除后，钢材经过弹性回复，然后达到平直。
根据矫直机的结构特点，矫直机可以分为压力矫直 机、辊式矫直机、管棒材矫直机、张力矫直机（拉伸矫 直机）及拉伸弯曲矫直机等类型。
-
1、压力矫直机
（3）e图为上辊整个倾斜调整辊式矫直机，这种调整方式 可以使被矫钢板的反弯曲率从大到小，符合矫直金属的 变形规律，该矫直机多用于矫直厚度为4mm以下的板带 材。
（4）f图为上排工作辊局部倾斜调整的矫直机，这种调整 方式可增加钢材大变形弯曲次数，多用于矫直薄板。
-
3、管棒材矫直机
（1）g图为一般斜辊式矫直机 。这种矫直机的工作辊具有 类似双曲线的空间曲线的形 状，两排工作辊轴线互相交 叉。管棒材在矫直时边旋转 边前进，从而获得对轴线对 称的形状。
（2）k图、l图、m图均 为拉伸矫直机，其用途如 教材。
-
5、拉伸弯曲矫直机
➢ 原理：当带材在小直径辊子上弯曲时，同时施加张力， 使带材产生弹塑性延伸，从而矫平。
➢ 特点：能耗小，矫直质量高。 ➢ 用途：一般用在连续作业线上，可矫直各种金属带材。
也可用在酸洗机组上进行破鳞。
-
矫直机
-
8.2 弹塑性弯曲的基本概念及轧件的 反弯矫直
-
（2）轧件的弹塑性弯曲
当轧件在矫直弯曲变形时，轧件中同时存在弹性变形 和塑性变形，因此为弹塑性弯曲变形。包括弹塑性弯曲变 形阶段和除去外负荷后的弹-性恢复阶段。
2、轧件弹塑性弯曲过程中的曲率变化
轧件弯曲过程可以用曲 率变化来说明，主要使用以 下几个曲率。 （1）原始曲率1/r0：轧件在 矫直弯曲前所具有的曲率。r0 为轧件原始弯曲半径。曲率 的方向用正负号表示。“＋” 表示弯曲凸度向下，“－” 表示弯曲凸度向上。等于零 表示轧件的原始状态是平直 的。
➢ 特点：生产率高且易于 实现机械化，在型钢车 间和板带车间获得广泛 应用。
➢ 类型：类型较多
-
（1）c图为上辊单独调整辊式矫直机，上排每个工作辊可 单独调整，调整方式比较灵活。多用于辊数较少且辊距 较大的矫直机，如矫直型钢和钢管。
（2）d图为上辊整体平行调整辊式矫直机，前后设有单独 调整的上工作辊，主要起导向作用，以利于被矫钢材的 导入和导出。多用于矫直厚度为4-12mm以上的钢板。
第8章 矫直机
矫直的必要性： 轧件在轧制、冷却和运输过程中，由于各种因素的影响，往往
产生形状缺陷。如钢轨、型钢和钢管经常出现弧形弯曲；某些型钢 （如工字钢）的断面会产生翼缘内并、外扩和扭转等；板材和带材 则会产生纵向弯曲（波浪形）、横向弯曲、边缘浪形和中间瓢曲以 及镰刀弯等。为了消除这些缺陷，轧件需要在矫直机上进行矫直。
。它等于反弯曲率与残余曲率的代数差，即：
1/ y ＝1/ －1/r
（3.2-1）
-
二、轧件矫直基本原理
根据（3.2-1）式，要使原始曲率为1/r0的轧件得到矫 直，即残余曲率1/r=0，则必须选择适当的外力矩，使反 弯曲率在数值上等于弹复曲率。
矫直的基本原理：轧件的矫直弯曲变形过程分为弹塑 性弯曲变形和弹复变形两个阶段。弹塑性弯曲变形阶段 是在弯曲力矩M的作用下，将具有原始曲率1/r0的轧件向 反方向弯曲，其反弯曲率为1/ ；当外力矩去除后，进入 弹复阶段。此时在轧件的弹性内力矩的作用下，轧件弹 性恢复（弹复曲率为1/y)，最终得残余曲率1/r。如果所 取的反弯曲率在数值上等于弹复曲率，则弹复后的轧件 将得到矫直。
（2）h图为313型辊式矫直机 。这种矫直机的设备重量轻 ，易于调整和维修，用于矫 直管、棒材时，效果很好
（3）i图为偏心轴式矫直机， 用来矫直薄壁管。
-
4、拉伸矫直机
原理：对轧件施加超过材 料屈服极限的张力，使之 产生弹塑性变形，从而将 轧件矫平。 类型
（1）j图为夹钳式拉伸矫 直机，一个夹钳固定，一 个夹钳可动。由于单张矫 直，生产率低，端部会造 成较大的废料头，金属损 耗较大。
服从虎克定律。 E
-
② 弹塑性弯曲：表层应力超过材料的屈服极限，产生塑性 变形，而中性层的应力仍然小于等于材料的屈服极限。 外力去除后，各层的变形可弹性恢复一部分。
③ 纯塑性弯曲（假想的弹塑性弯曲极限状态）：整个材料 断面的纵向纤维应力都超过了材料的屈服极限，都处于 塑性变形状态。在外力去除后，在弹性内力矩作用下， 纵向纤维的变形只能恢复弹性变形部分。
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
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8.1 矫直机的类型
矫直原理：使钢材的弯曲部位承受相当大的反向弯 曲或拉伸，使该部位产生一定的弹塑性变形，当外力去 除后，钢材经过弹性回复，然后达到平直。
根据矫直机的结构特点，矫直机可以分为压力矫直 机、辊式矫直机、管棒材矫直机、张力矫直机（拉伸矫 直机）及拉伸弯曲矫直机等类型。
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1、压力矫直机
（3）e图为上辊整个倾斜调整辊式矫直机，这种调整方式 可以使被矫钢板的反弯曲率从大到小，符合矫直金属的 变形规律，该矫直机多用于矫直厚度为4mm以下的板带 材。
（4）f图为上排工作辊局部倾斜调整的矫直机，这种调整 方式可增加钢材大变形弯曲次数，多用于矫直薄板。
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3、管棒材矫直机
（1）g图为一般斜辊式矫直机 。这种矫直机的工作辊具有 类似双曲线的空间曲线的形 状，两排工作辊轴线互相交 叉。管棒材在矫直时边旋转 边前进，从而获得对轴线对 称的形状。
（2）k图、l图、m图均 为拉伸矫直机，其用途如 教材。
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5、拉伸弯曲矫直机
➢ 原理：当带材在小直径辊子上弯曲时，同时施加张力， 使带材产生弹塑性延伸，从而矫平。
➢ 特点：能耗小，矫直质量高。 ➢ 用途：一般用在连续作业线上，可矫直各种金属带材。
也可用在酸洗机组上进行破鳞。
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矫直机
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8.2 弹塑性弯曲的基本概念及轧件的 反弯矫直
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（2）轧件的弹塑性弯曲
当轧件在矫直弯曲变形时，轧件中同时存在弹性变形 和塑性变形，因此为弹塑性弯曲变形。包括弹塑性弯曲变 形阶段和除去外负荷后的弹-性恢复阶段。
2、轧件弹塑性弯曲过程中的曲率变化
轧件弯曲过程可以用曲 率变化来说明，主要使用以 下几个曲率。 （1）原始曲率1/r0：轧件在 矫直弯曲前所具有的曲率。r0 为轧件原始弯曲半径。曲率 的方向用正负号表示。“＋” 表示弯曲凸度向下，“－” 表示弯曲凸度向上。等于零 表示轧件的原始状态是平直 的。
➢ 特点：生产率高且易于 实现机械化，在型钢车 间和板带车间获得广泛 应用。
➢ 类型：类型较多
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（1）c图为上辊单独调整辊式矫直机，上排每个工作辊可 单独调整，调整方式比较灵活。多用于辊数较少且辊距 较大的矫直机，如矫直型钢和钢管。
（2）d图为上辊整体平行调整辊式矫直机，前后设有单独 调整的上工作辊，主要起导向作用，以利于被矫钢材的 导入和导出。多用于矫直厚度为4-12mm以上的钢板。
第8章 矫直机
矫直的必要性： 轧件在轧制、冷却和运输过程中，由于各种因素的影响，往往
产生形状缺陷。如钢轨、型钢和钢管经常出现弧形弯曲；某些型钢 （如工字钢）的断面会产生翼缘内并、外扩和扭转等；板材和带材 则会产生纵向弯曲（波浪形）、横向弯曲、边缘浪形和中间瓢曲以 及镰刀弯等。为了消除这些缺陷，轧件需要在矫直机上进行矫直。
。它等于反弯曲率与残余曲率的代数差，即：
1/ y ＝1/ －1/r
（3.2-1）
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二、轧件矫直基本原理
根据（3.2-1）式，要使原始曲率为1/r0的轧件得到矫 直，即残余曲率1/r=0，则必须选择适当的外力矩，使反 弯曲率在数值上等于弹复曲率。
矫直的基本原理：轧件的矫直弯曲变形过程分为弹塑 性弯曲变形和弹复变形两个阶段。弹塑性弯曲变形阶段 是在弯曲力矩M的作用下，将具有原始曲率1/r0的轧件向 反方向弯曲，其反弯曲率为1/ ；当外力矩去除后，进入 弹复阶段。此时在轧件的弹性内力矩的作用下，轧件弹 性恢复（弹复曲率为1/y)，最终得残余曲率1/r。如果所 取的反弯曲率在数值上等于弹复曲率，则弹复后的轧件 将得到矫直。
（2）h图为313型辊式矫直机 。这种矫直机的设备重量轻 ，易于调整和维修，用于矫 直管、棒材时，效果很好
（3）i图为偏心轴式矫直机， 用来矫直薄壁管。
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4、拉伸矫直机
原理：对轧件施加超过材 料屈服极限的张力，使之 产生弹塑性变形，从而将 轧件矫平。 类型
（1）j图为夹钳式拉伸矫 直机，一个夹钳固定，一 个夹钳可动。由于单张矫 直，生产率低，端部会造 成较大的废料头，金属损 耗较大。
服从虎克定律。 E
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② 弹塑性弯曲：表层应力超过材料的屈服极限，产生塑性 变形，而中性层的应力仍然小于等于材料的屈服极限。 外力去除后，各层的变形可弹性恢复一部分。
③ 纯塑性弯曲（假想的弹塑性弯曲极限状态）：整个材料 断面的纵向纤维应力都超过了材料的屈服极限，都处于 塑性变形状态。在外力去除后，在弹性内力矩作用下， 纵向纤维的变形只能恢复弹性变形部分。