钢板辊式矫直机设计计算
复合重轨矫直机的矫直力计算
1.4.2 矫直力计算公式 作用在各个辊子上的矫直力可按下式计算：
式中： 为钢轨塑性弯距， = ； 为钢轨弹 性极限弯距， = ； 为钢轨屈服极限。
对于重轨断面，其塑性断面系数为： = (1.5~ 1.7) ，取 =1.6 ，重轨钢种为 QU100 ，屈服强 度 一般为 510 ～ 550MPa，这里取 = 550MPa。
曲度。矫前弯曲度的大小一方面与轨头、轨底的温 差有关，另一方面与轨头、轨底的冷却速度快慢有 关，因此，要想降低钢轨矫前弯曲度，可以考虑降
钢轨型号
1
2
/1 2
3
/1 2
50 46 70 132 27 42 1: 4 152 13/2.5 4 12/20 15.5
1.2 截面面积、重心距
低轨头与轨底的温差大小及控制轨头、轨底的冷却 速度。而对于冷却中的弯曲需要采用矫直方法来得
纯弹性弯曲
弹塑性弯曲
纯塑性弯曲
图 2 弯曲应力状态图 Fig. 2 The bending stress graph
1.4 矫直力的计算
其矫直过程见图 5，从图中可看出, 钢轨刚咬 入 3 # 矫直辊时，钢轨踏面与 2 # 辊接触点距离钢 轨端部约为 500mm , 此时还未建立起三点弯曲矫 直关系, 因此不会引起钢轨尺寸变化。随着钢轨继 续前行, 三点弯曲矫直关系建立，进行一次弯曲矫 直。矫直过程就是不断弯曲使钢轨经历弹塑性弯曲 变形，达到平直。
得到 50 号钢轨的最大矫直力为 2827.3849kN， 弹性断面系数为 371374.6033mm，计算得到电机 功率为 160kW。某钢厂的复合钢轨矫直机，此钢 轨矫直设备的公称矫直力为 3700 kN，电机功率为 180kW。矫直力的计算误差是 23.6％，电机功率计 算误差是 11.1％，符合公称设备要求。通过此软件 可以计算不同钢轨的矫直力，为以后矫直机设备设 计提供快捷且比较可靠的计算结果，具有一定的实 际意义。
矫平机计算
2000 300 0.5 1.5 225 200 110 0.005 0.005 0.01 0.01 0.007 0.007 0.8 210000000 72000 48000 21.6 14.4 5760 0.3 1.6666667 5.2971429 0.0002 1.152 1.584 50.207143 p3最大
参数代号 参数单位 数值 n N/A 11 h mm 12 b σ v e t D d μ μ μ η E S W Ms Mw P r0 1/r0' Mn f Mf1 Mf2 N
s
mm N/mm m/s N/A mm mm mm N/A N/A N/A N/A Pa mm3 mm3 kN.m kN.m kN m m kN.m m kN.m kN.m kW
参数名称辊数校直板材厚度参数代号参数单位数值nna11hmm12宽度bmmnmm22000板材屈服极限s300校直速度板材形状系数辊距工作辊辊身直径工作辊辊颈直径滚动轴承摩擦系数滚针轴承摩擦系数滑动轴承摩擦系数电机到工作辊传动效率弹性模量扎件塑性断面系数扎件弹性端面系数塑性弯曲力矩vms0
参数名称 辊数 校直板材厚度 宽度 板材屈服极限 校直速度 板材形状系数 辊距 工作辊辊身直径 工作辊辊颈直径 滚动轴承摩擦系数 滚针轴承摩擦系数 滑动轴承摩擦系数 电机到工作辊传动效率 弹性模量 扎件塑性断面系数 扎件弹性端面系数 塑性弯曲力矩 弹性弯曲力矩 各辊压力总和 扎件钢板原始曲率 扎件钢板平均原始曲率 校直力矩 辊子与扎件之间滚动摩擦系数 辊子与扎件之间滚动摩擦力矩 滚子轴承中摩擦力矩 电机功率
其 它 参 数 ห้องสมุดไป่ตู้ 择
此处结果与轴承 的摩擦系数 E14”选取有
数值 （5 - 20）h （25- 40）hmax （80-130）hmin （12- 20）hmax （40- 60）hmin 0.90-0.95 0.70-0.94 0.75-0.90 ψ *t 19-29 11-17 7-9 （100-300）+板宽
辊式矫直过程辊间张力计算与分析
辊式矫直过程辊间张力计算与分析辊式矫直是一种常用的金属材料加工过程，通过辊道上的多个辊子对材料进行挤压和拉伸，使其产生塑性变形，从而改变材料的形状和性能。
辊间张力是辊式矫直过程中的重要参数，它直接影响到矫直效果和产品质量。
本文将对辊间张力的计算和分析进行探讨。
1.辊间张力的计算方法辊间张力是指辊道上两个相邻辊子之间的张力大小。
在辊式矫直过程中，材料在辊子上产生塑性变形，需要受到一定的张力作用才能实现。
张力的大小与辊子的直径、转速、摩擦系数以及材料的物理力学性能等因素有关。
根据张力的计算方法，可以将辊间张力分为三种情况进行分析。
（1）非稳态张力：指在辊道上材料刚进入辊缝或者刚出辊缝时瞬时产生的张力。
它的大小与辊子的直径、转速和入辊角度等因素有关。
非稳态张力的计算可以采用经验公式进行估算，如常用的金属材料矫直过程中，非稳态张力可用下式计算：T=K*α*R*ω式中，T表示张力，K为系数，α为入辊角度，R为辊子直径，ω为辊子转速。
（2）稳态张力：指在辊道上材料已经进入稳定状态下的张力。
稳态张力与非稳态张力并不完全相同，其大小与辊缝的宽度、摩擦系数以及材料的容性影响等因素有关。
稳态张力的计算比较复杂，需要进行较为精确的力学分析，可以采用材料力学中的扣力平衡原理进行求解。
（3）终态张力：指在辊道上材料已经完全从辊缝中出来后的张力。
终态张力与材料的物理力学性能、辊子的直径、转速等因素有关。
终态张力的计算可以采用经验公式进行估算，如常用的钢材辊式矫直过程中，终态张力可用下式计算：T=K'*σ*D*ω式中，T表示张力，K'为系数，σ为应力，D为钢材直径，ω为辊子转速。
2.辊间张力的分析辊间张力的大小对辊式矫直过程的影响主要体现在以下几个方面：（1）矫直效果：张力的大小决定了材料的拉伸程度，对材料的矫直效果有重要影响。
张力过小会导致材料的塑性变形不足，矫直效果较差；张力过大则会导致材料的过度拉伸，产生过度变形或者撕裂，矫直效果也不理想。
钢板辊式矫直机设计计算
1 绪论1.1 矫直理论型、管、板、带等长条状的金属条材定义为金属型材。
这些材料在轧制、锻造、挤压、拉拔、运输、冷却及各加工过程中常因外力作用，温度变化及内力消长而发生弯曲或扭曲变形。
在长度远大于宽度或厚度的条材上，纵向纤维的变形十分明显；在宽度不太小的条材上如带材横向纤维的变形有时也显而易见。
为了获得平直的成品条材必须使其纵向纤维或纵向截面由曲变直，横向纤维或横向截面也由曲变直。
实现这一要求的工艺过程称为矫直。
1.1.1矫直机在国内外的发展矫直技术属于金属加工学的一个分支，多用于金属条才加工的后部工序，在很大程度上决定着产、成品的质量水平。
18世纪末到19世纪初，欧洲进行了产业革命，逐步实现了用蒸汽机动力代替人力，机械化生产代替了手工作坊。
19世纪30年代冶铁技术发展起来，当时英国的生铁产量已由7万吨增长到19万吨，增加了2.7倍。
19世纪50年代开辟了炼钢技术发展的新纪元。
随着平炉炼钢技术的发明，钢产量的比重也显著增加。
这时已经出现了锻造机械、轧钢机械和矫直机械。
进入20世纪以电力驱动代替蒸汽动力为标志，推动了机械工业的发展。
英国在1905年制造的辊式板材矫直机大概是我过见到的最早的1台矫直机。
20世纪初已经有了矫直圆材的二辊式矫直机。
到1914年英国发明了212型五辊式矫直机，解决了钢管矫直问题，同时提高了棒材矫直速度。
20世纪20年代日本已能制造多斜辊矫直机。
20世纪30年代中期发明了222型六辊式矫直机，显著提高了管材矫直质量。
20世纪60年代中期，为了解决大直径管材的矫直问题，美国萨顿公司研制成功313型七辊式矫直机。
20世纪30—40年代国外技术发达国家的型材矫直机及板材矫直机也得到了迅速的发展，而且相继进入到中国的钢铁企业。
20世纪70年代我国改革开放以后接触到大量的国外设计研制成果。
有小到直径为1.6毫米金属丝矫直机大到直径为600毫米的管材矫直机。
有速度达到300米每分钟的高速矫直机和精度达到0.038毫米每米的高精度矫直机。
矫直机的设计计算参考
1、矫直机的设计在板材的成型剪裁加工中，剪切下的余料尺寸大小不一，其中尺寸较宽者往往变形不太大，而且由于尺寸较大，故一般总是收起堆放以留作后用。
而其中尺寸较小者，尤其是宽度在200ram 以下者，往往产生不同程度的弯曲、瓢曲、浪型及镰刀弯，没有专业设备将其矫平矫直（现有矫直机都是大型和中型尺寸的，最小矫直宽度在lO00rnm 以上），大多作为废料处理，造成很大浪费。
笔者诃查了这一生产现状，并应有关企业的要求设计了一种专门矫直矫平小尺寸边角余料的小型矫直机。
投入使用后．这些余料又可作它用，减小了材料的大量浪费，为企业节省了开支，大大降低了生产成本。
1.1 矫直原理分析板材在辊式矫直机上的矫直过程，实质上是板材通过娇直辊时，产生弹塑性变形的过程，1假设有原始曲率为1的板材通过如图1所示的三个矫直辊，，由于上排的矫辊的下压作r0 用，使板材向其相反的方向弯曲，此时板材产生的曲率称为反弯曲率1．而板材离开1矫辊后经弹性变形恢复后的曲率1称为，残余曲率，显然，弹性恢复曲率（简称弹复曲r率）1应为反弯曲率和残余曲率的代数差。
1 1 1即1 = 1一1（1）p r由上式可见， y y r0要使原始曲率为1的板村通过这三个矫直辊矫平（即使残余曲率1 =0 。
），必须使所r0 r0选择的反弯曲率等于弹复曲率。
即1 = 1（2）图1 板材在矫辊作用下的曲率变化y这就是板材矫直的基本原则。
弹复曲率1与材尺寸、材质丑原始曲率有关。
具有单值y原始曲率的板材， 当由矫辊施加适量反弯曲率反向弯曲后，1 1 12M 3 12 1对于矩型断面的板材可以由(3)式算出： =Ehh 3 2 2 h/(r 0 式中^ M 2v —— 纯弹性弯曲力矩E —— 材料弹性模量 b —— 板料宽度 h —— 板料厚度s——板材的塑性应变求出式中 1的值，即为所需的反弯曲率。
在上文所说的边角余料板材中，其形状缺陷 大多具有多值原始曲率 一般对其先采用多辊矫直加压，使之产生交变弯曲变形，以消 琮其原始曲率的不均匀率，再逐渐矫平。
拉弯矫张力辊的设计计算
拉弯矫直机组设计中张力辊主要参数的计算符可惠（中色科技股份有限公司，河南洛阳471039）[摘要]：本文介绍了拉弯矫直机组的工作原理，张力辊组在拉弯矫直机中的作用及张力辊组基本参数的计算。
[关键词]：张力辊、放大系数、功率、延伸率近年来，随着轧制技术的快速发展，薄带材的平直度已经有了较大改善。
然而，随着用户对板带材平直度的要求更加严格，矫直设备的需求也有了跨越式的发展，其中拉弯矫直设备是提升薄带材板型质量的重要设备之一，它是通过使带材产生一定的延伸量来消除带材波浪、获得良好板型。
拉弯矫直的工作原理：拉弯矫直机是综合了连续张力矫直机和辊式矫直机的特点，使带材在拉伸和弯曲的作用下，连续多次正反弯曲，在大变形矫正下，逐步产生塑性延伸并释放板材内应力，以消除板带材在冷加工时产生的波形、翘曲、侧弯和潜在的板型不良等缺陷，使厚度薄、材料硬的薄带材达到板型平整，满足高端用户的需求。
张力辊组是拉弯矫直机组中的重要设备，拉弯矫直所需的张力主要是靠张力辊组之间张力递增来实现；入口张力辊组最后一个辊和出口张力辊组第一个辊的速度差产生必要的延伸率。
张力递增倍数与带材和张力辊之间的包角、摩擦系数有关。
摩擦系数在实际运行当中也有许多变数，由于包胶辊在使用一段时间后辊面会被磨光，因此辊面与带材之间的摩擦系数会急剧下降，导致系统无法正常工作。
所以，在设计张力辊时既要满足张力要求又要防止张力辊组与带材打滑现象的发生。
下面我们以无锡某厂700mm不锈钢拉弯矫直机组张力辊的参数选择加以说明。
1 张力辊辊径张力辊组设计的基本要求是既要满足张力需要又要防止张力辊组与带材打滑现象的发生，带材包绕在张力辊上，在其包绕接触处产生摩擦力，正是这个摩擦力，使出口张力与入口张力按某种规律变化，借此改变张力值，对机组实现张力控制。
带材材质：不锈钢带材的屈服极限：σs=205~510N/mm²带材的弹性模量；E=206GPa带材厚度：h= 0.08~0.6mm带材宽度b≤550mm机组速度v：0—100—150 m/minT=30k N最大开卷张力：b最大卷取张力： c T =35 kN最大拉伸张力： n T =200kN下面以入口张力辊组为例，进行主要主要参数的计算。
辊式矫平机力能参数的确定
辊式板材矫直机的力能参数的确定摘要：从矫直原理入手，研究了矫直时金属变形理论，给出了板带材矫直机力能参数的确定方法。
关键词：矫直机；矫直理论；力能参数Research On the Power Parameter of Strip StraightenerThe Northwest Machine Factory XU Hong-jieAbstract: From the straightening principle for strip, this paper studies the theory of metal deformation and puts forwards amethod for selecting the power parameter of strip straightener. Key words: Straightener, Straightener theory, Power Parameter一.序言随着国民经济健康快速发展，各种金属板带材在各个行业获得了广泛的应用。
这些材料在轧制、锻造、挤压、拉拔、运输、冷却及各种加工过程中，常常因为外力作用，温度变化，或内力消长而发生弯曲或扭曲变形。
为了消除这些缺陷，必须用矫直机加以矫直。
我厂研制开发了适用于板带材矫直的辊式系列矫直设备。
下面以我厂研制开发的某型十七辊板材矫直机为例对它的矫直原理、主要结构、力能参数的确定等作一简要介绍。
二.技术规格a)适用材质：屈服强度σs≤260Mp的钢板或有色金属板材b)矫平板材厚度：0.3～2mmc)矫平板材最大宽度：1000mmd)矫平板材最小长度：100mme)矫平辊每分钟转速：68rpm,100rpmf)矫平板材移动速度：10m/min,14m/ming)矫平辊数n：17辊（上排8辊，下排9辊）h)矫平辊直径D：φ45mmi)矫平辊节距t：48mmj)支撑辊排数：上下各2排k)支撑辊直径：φ47mml)电机功率：主电机20KW 970rpm升降电机0.75KW 1500rpm13. 外形尺寸：3060mm×1900mm×1760mm三.工作原理金属材料在较大弹塑性弯曲条件下，不管其原始弯曲程度有多大区别，在弹复后残留的弯曲程度差别会显著减小，甚至会趋于一致。
辊式板带矫直机压下量的计算和设定
辊式板带矫直机压下量的计算和设定摘 要 本文在研究矫直辊间板带弯曲挠度的基础上，给出了压下调整量的计算方法，建立了基于反向弯曲挠度和弹复曲率计算弯曲力矩的方法，更便于考虑材料的强化和矫直机的型式及调整方案，对矫直机的设计和生产具有实际应用价值。
关键词 辊式矫直； 弯曲挠度； 弹复曲率；压下量；设定Draft Calculation and Setting for Roller Leveller of Strip and PlateLian Jia-chuang（Yanshan University ，Qinhuangdao 066004,Hebei,China ）ABSTRACT Based on the study of bending deflection of the strip and plate between leveler rollers, it is provided the calculation method of reduction schedule, and based on the calculation of opposite bending deflection and elastic restore curvature, established the calculation method of the bending moments, therefore more convenient to consider strengthened materials, types of leveller and regulation scheme, possess actual application worth for design and production of the leveller.KEY WORDS roller leveller; bending deflection; elastic restore curvature1 矫直辊间板带的弯曲挠度辊式板带矫直机的压下制度关系到板带材的矫直质量及弯曲力矩、弯曲曲率和矫直力的计算。
辊式板带矫直机压下量的计算和设定
辊式板带矫直机压下量的计算和设定摘 要 本文在研究矫直辊间板带弯曲挠度的基础上，给出了压下调整量的计算方法，建立了基于反向弯曲挠度和弹复曲率计算弯曲力矩的方法，更便于考虑材料的强化和矫直机的型式及调整方案，对矫直机的设计和生产具有实际应用价值。
关键词 辊式矫直； 弯曲挠度； 弹复曲率；压下量；设定Draft Calculation and Setting for Roller Leveller of Strip and PlateLian Jia-chuang（Yanshan University ，Qinhuangdao 066004,Hebei,China ）ABSTRACT Based on the study of bending deflection of the strip and plate between leveler rollers, it is provided the calculation method of reduction schedule, and based on the calculation of opposite bending deflection and elastic restore curvature, established the calculation method of the bending moments, therefore more convenient to consider strengthened materials, types of leveller and regulation scheme, possess actual application worth for design and production of the leveller.KEY WORDS roller leveller; bending deflection; elastic restore curvature1 矫直辊间板带的弯曲挠度辊式板带矫直机的压下制度关系到板带材的矫直质量及弯曲力矩、弯曲曲率和矫直力的计算。
辊式矫直机矫直方案的优选与压下量的计算
7 01038 01041 01050 - 11190 11228 11231 11240 11168 11170 11175 01038 01041 0105 - 11190 11228 11231 11240 11168 11170 11175 01564 - 11750 21314
8 - 01022 - 01020 - 01015 11128 11150 11148 11143 11122 11121 11117 - 01022 - 01020 - 01015 11128 11150 11148 11143 11122 11121 11117 - 01343 11500 11843
十一辊矫直机矫直的板材为热轧后或水平连 铸后的铜带卷, 可视为理想弹塑性材料。 在大量计算的基础上, 选取了四种矫直方案
相对 曲率
2 - 51000
C 0i
来进行比较。 方案一 ～ 三是上排矫直辊整体倾斜 调整时的三个方案, 整体倾斜调整的矫直机尾部 矫直辊的 ( 一般为第 n - 1 辊) 压下量的相对反弯 曲率 C Θ(n- 1) = 1, 以第二辊至第 n - 1 辊作为相对 曲率计算的起止点, 其间各辊的相对反弯曲率按 线性规律来确定。 方案四为上排矫直辊整体平行 调整时的一个方案, 四种矫直方案的计算结果列 于表 1。
5 01084 01100 01160 - 11314 11398 11414 11474 11244 11250 11270 01083 01100 01164 - 11314 11397 11414 11478 11244 11250 11271 11035 - 21250 31258
6 - 01070 - 01064 - 01044 11252 11322 11316 11296 11214 11211 11202 - 01070 - 01064 - 01043 11252 11322 11316 11295 11214 11211 11202 - 01796 21000 21796
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。
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。
矫直机的设计计算参考
1、 矫直机的设计在板材的成型剪裁加工中，剪切下的余料尺寸大小不一，其中尺寸较宽者往往变形不太大，而且由于尺寸较大，故一般总是收起堆放以留作后用。
而其中尺寸较小者，尤其是宽度在200ram 以下者，往往产生不同程度的弯曲、瓢曲、浪型及镰刀弯，没有专业设备将其矫平矫直(现有矫直机都是大型和中型尺寸的，最小矫直宽度在lO00rnm 以上)，大多作为废料处理，造成很大浪费。
笔者诃查了这一生产现状，并应有关企业的要求设计了一种专门矫直矫平小尺寸边角余料的小型矫直机。
投入使用后．这些余料又可作它用，减小了材料的大量浪费，为企业节省了开支，大大降低了生产成本。
1.1矫直原理分析板材在辊式矫直机上的矫直过程，实质上是板材通过娇直辊时，产生弹塑性变形的过程，假设有原始曲率为01r 的板材通过如图1所示的三个矫直辊，，由于上排的矫辊的下压作用，使板材向其相反的方向弯曲，此时板材产生的曲率称为反弯曲率ρ1．而板材离开矫辊后经弹性变形恢复后的曲率r1 称为，残余曲率，显然，弹性恢复曲率(简称弹复曲率) y ρ1应为反弯曲率和残余曲率的代数差。
1 1 1即y ρ1 =ρ1 一01r (1)p r 由上式可见，要使原始曲率为01r 的板村通过这三个矫直辊矫平(即使残余曲率01r =0 。
)，必须使所选择的反弯曲率等于弹复曲率。
即ρ1=yρ1 (2) 图1 板材在矫辊作用下的曲率变化这就是板材矫直的基本原则。
弹复曲率y ρ1 与材尺寸、材质丑原始曲率有关。
具有单值原始曲率的板材，当由矫辊施加适量反弯曲率反向弯曲后，可以变得平直。
这一反弯率ρ1 对于矩型断面的板材可以由(3)式算出：ρ1=⎪⎭⎪⎬⎫⎪⎩⎪⎨⎧⎥⎦⎤⎢⎣⎡+-2032)11/(2212312ρεr h Ehh M s v (3) 式中^ v M 2—— 纯弹性弯曲力矩E —— 材料弹性模量b —— 板料宽度h —— 板料厚度s ε——板材的塑性应变 求出式中ρ1的值，即为所需的反弯曲率。
矫直机矫直辊设计分析
2001年6月 沈阳工业学院学报 V o l.20N o.2第20卷第2期 JOU RNAL O F SH EN YAN G I N ST ITU T E O F T ECHNOLO GY Jun.2001文章编号:1003-1251(2001)02-0009-04矫直机矫直辊设计分析黄晓娟1,黄晓云2(11沈阳工业学院机电公司,辽宁沈阳110016;21沈阳大学) 摘 要:矫直机矫直辊辊型参数的确定,是设计矫直机的重要理论依据.本文结合已设计出的545～76焊管生产线中的六辊矫直机,阐明了矫直辊辊型设计的一种方法.关键词:矫直机;矫直辊;辊型;参数中图分类号:TH122 文献标识码:A矫直机是焊管生产线中的重要辅助设备,管材在焊接及飞剪后存在着比较明显的弯曲,以至影响在精整工序中的流动,管材经过矫直机,钢管通过互相交差倾斜的辊子,一面旋转一面前进,承受均匀的径向力和连续的纵向弯曲,使沿整根管子的长度和圆周方向发生连续的纵向和径向弹性变形和塑性变形,从而达到矫直和减小椭圆的目的,并对钢管表面起到光洁和强化作用.矫直辊是矫直机的重要部件,其辊型曲线决定了矫直质量的高低,本文结合545～76焊管生产线中的斜辊式六辊矫直机,阐述矫直辊辊型参数的确定方法.1 轿直辊的理论设计依据矫直辊的辊型是根据辊与管接触的空间几何关系确定的,在理想状态下,矫直辊与钢管轴线间有一夹角,并且二者连续紧密地接触,其接触线是一连续的空间曲线,以此曲线为母线,绕矫直辊轴线旋转所得的旋转曲面即为矫直辊的理论辊型曲面.2 矫直辊基本结构参数的确定如图1所示为545～76六辊矫直机矫直辊布局图,斜辊矫直机的基本结构参数是矫直辊腰部直径,矫直辊辊身长度,这两个参数的确定是设计矫直辊的前提.矫直辊腰部直径的大小,取决于管材对矫直辊的压力,根据载荷特性的大小来确定.在轿直钢管直径范围内,直径最小的管材刚性最差,而且转动速度最大,所以设计时应采用最小直收稿日期:2000-12-04作者简介:黄晓娟(1968—),女,黑龙江佳木斯人,工学硕士.图1 六辊矫直机矫直辊布局图径管材参数来确定辊型.矫直辊腰部直径计算式为D =62-36lg U +25(lg U )2(1)式中D ——矫直辊腰部直径,mm ,U ——载荷特性,Nm ,载荷特性取决于管材的直径、壁厚及材质的屈服极限,U =k 1ΡS W ,式中ΡS ——屈服极限,对于直缝焊管ΡS =205,W ——弹性断面系数,对于直径545,壁厚4mm的管子,W =0.88,k 1——断面系数,根据管子内外径比值确定,这里k 1=114.将上述各参数代入式(1)得:D =62-36lg (1.4×205×0.88)+25lg 2(1.4×205×0.88)(2)D =11415(mm )即矫直辊腰部直径不得小于511415mm ,对于545～76矫直机小辊腰部直径取140mm ,大辊腰部直径取180mm .长矫直辊辊身长度L 根据矫直辊腰径D 确定:1.33D +15≤L ≤1.8D +90 对于545～76矫直机矫直辊,将D =180代入L 得:254≤L ≤414图2 设计原理图L 取360mm.小矫直辊的长度一般是大矫直辊的一半,即I =1 2L .L =180mm .3 矫直辊辊身参数的确定如图2所示,假设辊身全长与管材接触,图中R g ——管材外半径,R m in ——在规定矫直范围内管材的最小半径,R ——矫直辊某断面的半径,此断面与矫直辊轴线垂直且据其中心距离为L ,R Y ——矫直辊腰部半径,Α——矫直辊安装角,即管材与矫直辊轴线间的锐角,矫直辊中心坐标:L tan Α=x +R sin ΒR y +R g =y +R co s Β(3)01沈阳工业学院学报 2001年d y d x =tan Β= x y co s 2Α(4)椭圆方程参数如下:y =R g sin 5 x =R g co s 5 co s Α(5) 将式(4)代入式(3)得tan Β=co s Α tan 5,由此得:co s Β=sin 5 (sin 25+co s 2Αco s 25)1 2sin Β=co s 5co s Α (sin 25+co s 2Αco s 25)12(6)图3 大矫直辊辊身图形 将式(5)代入式(2)中得:R ={R y +R g (1-sin 5)}(1-co s 25co s 2Α)1 2sin 5L =R g sin Αco s 5+(R y +R g )co s 2Αco t 5 sin Α(7) 对于545～76矫直机,将R g =R m in =22.5,Α=30,R y =90代入公式(5),计算大矫直辊横截面上若干坐标点见表1,表中5:椭圆方程角度参数;R :矫直辊某一横截面上圆半径,此横截面过矫直辊轴心线;L :圆心O 据某横截面的垂直距离.按表中坐标绘制大辊图形,如图3.表1 大矫直辊横截面上坐标点N o.123456789101159085807570656055504540R 9090.290.791.692.994.696.899.7103.3159.8114.1L14.328.743.659.175.693.3112.8134.7159.8189.6同样,将R g =22.5,Α=30,R y =70,代入公式(5),计算小矫直辊横截面上若干点坐标值,列于表2,并按表中坐标点绘制出图4小矫直辊图形.表2 小矫直辊横截面上坐标点N o .1234567859085807570656055R 9070.270.671.472.5747679.5L11.623.435.648.261.67691.8图4 小矫直辊辊身图形4 结束语按上述方法设计出的六辊矫直机结构简单,操作方便,安全可靠,辊型合理,辊型设计实现规范程序化,为矫直辊辊型设计提供了严谨的理论依据.11第2期 黄晓娟等:矫直机矫直辊设计分析21沈阳工业学院学报 2001年参考文献:[1]刘鸿文1材料力学[M]1北京:高等教育出版社,1986.[2]马斯基列逊A M1管材矫直机[M]1西安重型机械研究所一室译.北京:机械工业出版社,1981.The D esign and Ana lysis of Rollers of the Six-Roller Stra ighten i ng M ach i neHU AN G X iao2juan1,HU AN G X iao2yun2(1.Shenyang Institute of T echno logy,Shenyang110016,Ch ina;2.Shenyang U niversity)Abstract:T he determ inati on of the ro llers p aram eters is an i m po rtan t basis fo r design ing the straigh ten ing m ach ine.T he p ap er,com b ined w ith the545～76straigh ten ing m ach ine designed,p rovides a theo retical m ethod fo r design ing the straigh ten ing ro llers.Key words:straigh ten ing m ach ine;straigh ten ing ro ller;ro llertyp e;p aram eter。
五辊拉矫机主要尺寸计算
X = L1 + L2
(6)过渡曲线的两点高 G2
(2. 4 - 5)
G2 = K·X n
(2. 4 - 6)
例 2:取 R0 = 6000、d = 450、L1 = L2 = 500 (或 α角 ) (过渡曲线采用立方抛物线 )
α = sin- 1 (500 /6000) = 4. 78019°
(3. 2 - 1) (3. 2 - 2)
其它尺寸计算包括有最小与最大开口度尺寸计
算 、液压缸行程计算 、拉坯速度计算等 ,由于计算公
式较多 ,本文只作出简单的说明 。
4. 1最小与最大开口度尺寸
拉坯辊最小开口度 K1 应根据钢坯或引锭杆的 最小厚度 B 1选定 ,通常取 K1 = B 1 - ( 10 ～30) ;拉 坯辊最大开口度 K 2应根据钢坯或引锭杆的最大厚 度 B 2选定 。
上辊 的 中 心 位 置 由 铸 坯 的 厚 度 决 定 。以
120mm ×120mm 断面坯来说 ,设计开口度 K 0取 122 时 ,上拉坯辊应位于理论圆弧的终点半径线上 ;上矫
直辊应位于下矫直辊的垂直中心线上 。
( 1 )上拉坯辊中心尺寸 X20 = A1 - ( d + K0 ) ·sinα
(3. 1 - 1) Y20 = Y1 + ( d + K0 ) ·co sα
(3. 1 - 2)
例 4:取 A1 = 1018. 75、d = 450、K0 = 122、Y1 = 42. 52 (按照两点矫直计算结果 )
X 20 = 1018. 75 - ( 450 + 122) · sin4. 78019°= 971. 08
不变参数是根据连铸机的整体设计确定的包括基准圆弧半径1过渡曲线的设计过渡曲线见图2是由固定在机架上的c段通常都设计成直线所以本文之中的过渡曲线是指拉坯辊与自由辊两点之间的曲线
1000mm立式矫直机辊系设计
大学本科毕业设计说明书1000mm立式矫直机辊系设计1000mm vertical straightening machine roll system design学院（系）：专业：机械设计制造及其自动化（冶机）学生姓名：学号：指导教师：完成日期：学院（直属系）：时间： 2 年月 0日说明：一式两份，一份装订入学生毕业设计（论文）内，一份交学院（直属系）。
摘要本设计是根据中厚水平板矫直机的原理所设计。
矫直辊系是整个矫直系统中最重要的一个构造部分，它是直接与加工坯料相接处的部分。
它的好坏直接影响到加工精度是否符合加工要求。
其力学性能直接影响产品的质量、轧制控制系统的精度和轧机的使用寿命。
本设计主要研究的是矫直辊、矫直辊的刚度的计算、矫直机的力能参数。
以及以上机械性能对整体矫直机的影响。
关键词：矫直机、辊系、力能参数、机械性能DigestThis design is based on the level of medium thickness plate straightening machine, the principle of the design. Straightening roll system is one of the mostimportant in the straightening system structure, which is part of the processing directly with the blank place. It's good or bad will directly affect the machining precision meets the requirements. Its mechanical properties directly affect the quality of the product, the precision of the rolling control system, and the using life of rolling mill. This design mainly is the study of the straightening roller, straightening roll stiffness calculation, can force parameters of the straightening machine. And above mechanical properties on the whole the influence of the straightening machine.Keywords: straightening machine, roll system, force parameters, the mechanical properties.目录摘要 (2)Digest (3)第一章绪论 (6)1.1课题背景 (6)1.2立式矫直机的介绍 (6)1.3平行辊热矫直机的发展趋势 (6)1.4典型型钢矫直机---900型钢矫直机的详细介绍 (7)1.4.1 900矫直机的结构组成及基本参数 (7)1.4.2矫直机基本参数 (7)1.4.3矫直品种及规格 (8)1.4.4矫直机本体 (8)1.4.5联合减速机 (9)1.4.6传动装置 (9)1.4.7横移装置 (9)1.4.8 900矫直机的优点 (10)1.5本次设计的重要性 (10)第二章矫直原理 (11)2.1矫直原理 (11)2.2弯曲变形与曲率 (13)第三章矫直原理及矫直机参数设计 (16)3.1矫直原理及压下方案 (16)3.1.1辊式矫直机工作原理 (16)3.1.2压下方案的分析 (18)3.2矫直方案的选择与力能参数计算 (20)3.2.1矫直方案的选择 (20)3.2.2轴承压力 (20)3.2.3轴承的选取与校核 (21)3.3轴的校核 (23)3.3.1辊身弯曲应力校核 (23)3.3.2辊颈强度校核 (23)3.3.3轴的变形计算 (24)第四章轴向运动的计算 (27)结论 (29)参考文献 (30)致谢 (31)第一章绪论1.1课题背景型钢直是型钢生产过程中非常重要的一环，是用来消除型钢经过轧钢机和快速冷却，型钢由于温度和变形的不均匀性，和运输的各种原因，导致轧制后钢通常有一些包和波片的缺陷以满足产品标准和用户要求。
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 。
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]。
《二十一辊矫直机毕业设计说明书》[管理资料]
![《二十一辊矫直机毕业设计说明书》[管理资料]](https://img.taocdn.com/s3/m/89b16e12524de518974b7d5e.png)
二十一辊板带矫直机的设计与校核摘要轧钢生产已经成为冶金生产行业中把钢坯轧制成钢材的重要生产环节，具有产量大、品种齐全，生产过程机械化自动化程度高等许多优点，是满足国民生产需要的重要技术。
并且随着科学的发展，轧钢生产行业与传统机械业进一步紧密的结合在一起。
利用轧钢生产技术，提高轧制产品的质量，减少轧制生产时间，提高成材率，降低生产成本和材料的利用率已经成为轧钢机械设计的主要目标。
而矫直技术是提高板带钢产品表面质量和平坦度的重要环节。
本文是依据板带矫直机的生产过程和工作原理，经过现场实习，首先从二十一辊板带矫直机的总体方案评述开始，依次进行了主电机的选择计算，主传动系统的设计，工作辊与支承辊设计，矫直机压下与压上装置的设计与校核；并对矫直机的某些零件和基本结构进行了设计；并且研究了矫直机的发展方向。
关键词：轧钢生产、表面质量、矫直机、平坦度Design and Calibration of 21 Roller Board-belt Straightening MachineAbstractThe product of steelrolling has become an importanct tache of rolling billet to be steels in the metallurgy produce industry. The stongpoint of this industry is have great output of the production is the variety the produce process is very mechanization and steelrolling is a importanct technonlogy to fulfill the country with the development of steelrolling industry the industry integrate very well with the tration mechanism industry. How to make use of the steelrolling manufacture technology, enhance the rolling quality of the production, decrease the product of rolling time,enhance the rate of product useful rolled steel .The straighting techology is a important tache to enhance the surface quality and flatness of the production .This article design basis on the boardstrip straighting machine produce process and the working principle in the steel metallurgy. With practice in scene. The design is begin with the designing of the main transmission and the machine roller in the straighting machine .This article first begine with the scheme review of the collectively. Then go along with choice of the main electromotor, the design of work roller and the support roller , press down equipment and press upequipment .Following designed the local assessory and the over all structure.Besides researched the development direction of the straighting machine .Keywords: Product of steelrolling、Straighting machine、Surfacequality、Mechanization .目录1绪论------------------------------------------------------------------ 轧钢生产的国内外发展情况-------------------------------------------------一轧钢生产及产品种类-----------------------------------------------------轧钢机械的分类及标称-----------------------------------------------------矫直机在轧钢生产中的作用及发展情况---------------------------------------现场二十一辊板带矫直机的工作原理-----------------------------------------鞍山钢铁集团冷轧薄板厂---------------------------------------------------鞍钢冷轧薄板厂介绍-------------------------------------------------------典型设备-----------------------------------------------------------------主要产品-----------------------------------------------------------------厂区平面布置图：---------------------------------------------------------2 总体方案评述---------------------------------------------------------- --------------------------------------------------------------------------机座形式---------------------------------------------------------------支承辊的布置形式-------------------------------------------------------辊的材质---------------------------------------------------------------传动系统的形式---------------------------------------------------------轴承选择---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------矫直辊列的布置形式与驱动形式-------------------------------------------3 矫正机力能参数的计算 ------------------------------------------------- 1 --------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 1：----------------------------------------------------------------------- 1 ------------------------------------------------------------------------- 1 ------------------------------------------------------------------------- 1 4 主要零部件校核计算--------------------------------------------------- 1 ------------------------------------------------------------------------- 1矫直机矫直扭矩的计算---------------------------------------------------- 1 ------------------------------------------------------------------------- 1 4 压下压上装置的计算及校核 --------------------------------------------- 3 ------------------------------------------------------------------------- 3------------------------------------------------------------------------- 3压下装置的校核计算------------------------------------------------------ 3 ------------------------------------------------------------------------- 3 ------------------------------------------------------------------------- 3压上机构设计与校核------------------------------------------------------ 3 ------------------------------------------------------------------------- 3 5 斜齿圆柱齿轮减速装置设计及校核 --------------------------------------- 4 ------------------------------------------------------------------------- 4、齿轮材料、精度和齿数的选择--------------------------------------------- 4 ------------------------------------------------------------------------- 4 ------------------------------------------------------------------------- 4 ------------------------------------------------------------------------- 4求输出轴上的功率P2转速n2和T2转矩----------------------- 错误!未定义书签。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1 绪论1.1 矫直理论型、管、板、带等长条状的金属条材定义为金属型材。
这些材料在轧制、锻造、挤压、拉拔、运输、冷却及各加工过程中常因外力作用，温度变化及内力消长而发生弯曲或扭曲变形。
在长度远大于宽度或厚度的条材上，纵向纤维的变形十分明显；在宽度不太小的条材上如带材横向纤维的变形有时也显而易见。
为了获得平直的成品条材必须使其纵向纤维或纵向截面由曲变直，横向纤维或横向截面也由曲变直。
实现这一要求的工艺过程称为矫直。
1.1.1矫直机在国内外的发展矫直技术属于金属加工学的一个分支，多用于金属条才加工的后部工序，在很大程度上决定着产、成品的质量水平。
18世纪末到19世纪初，欧洲进行了产业革命，逐步实现了用蒸汽机动力代替人力，机械化生产代替了手工作坊。
19世纪30年代冶铁技术发展起来，当时英国的生铁产量已由7万吨增长到19万吨，增加了2.7倍。
19世纪50年代开辟了炼钢技术发展的新纪元。
随着平炉炼钢技术的发明，钢产量的比重也显著增加。
这时已经出现了锻造机械、轧钢机械和矫直机械。
进入20世纪以电力驱动代替蒸汽动力为标志，推动了机械工业的发展。
英国在1905年制造的辊式板材矫直机大概是我过见到的最早的1台矫直机。
20世纪初已经有了矫直圆材的二辊式矫直机。
到1914年英国发明了212型五辊式矫直机，解决了钢管矫直问题，同时提高了棒材矫直速度。
20世纪20年代日本已能制造多斜辊矫直机。
20世纪30年代中期发明了222型六辊式矫直机，显著提高了管材矫直质量。
20世纪60年代中期，为了解决大直径管材的矫直问题，美国萨顿公司研制成功313型七辊式矫直机。
20世纪30—40年代国外技术发达国家的型材矫直机及板材矫直机也得到了迅速的发展，而且相继进入到中国的钢铁企业。
20世纪70年代我国改革开放以后接触到大量的国外设计研制成果。
有小到直径为1.6毫米金属丝矫直机大到直径为600毫米的管材矫直机。
有速度达到300米每分钟的高速矫直机和精度达到0.038毫米每米的高精度矫直机。
矫直技术同其他金属加工技术一样在20世纪取得了长足的进展，相应的矫直理论也取得了很大的进步。
不过理论滞后于实践的现象比较明显。
例如矫直辊负转矩的破坏作用在20世纪下半叶才得以解决，但破坏作用的机理直到20世纪80年代才被阐明。
另外，就矫直理论的总体来看，仍然处于粗糙阶段，首先就是其基本参数的确定还要依靠许多经验算法和经验数据，如辊数、辊距、辊径、压弯量及其矫直速度等；其次是许多技术现象如螺旋弯废品、矫直缩尺、矫直噪声、斜辊矫直特性、斜辊辊形特性、拉弯变形匹配特性等都缺乏理论阐述；再次是理论的概括性不够，一套公式不仅不能包括各种断面型材，甚至不能包括同类断面而尺寸和材质不同的工件，如弯矩和矫直曲率等都缺少通用表达式。
20世纪70年代以来，矫直技术与矫直理论的发展明显加快，如拉弯矫直技术很快走向成熟；开发成功平动万能矫直技术、行星矫直技术、全长矫直技术、程序矫直技术、变凸度及变辊距矫直技术，以及双向旋转矫直技术等；完善了等距双曲线辊型设计法；创立了等曲率递减反弯辊形设计法、矫直耗能计算法、主要工艺参数计算法、两种拉弯制度的定性与定量分析法以及负转矩和超前接触分析法；尤其在利用相对值概念对各种矫直过程进行定量分析工作中取得了系统化的成果，为矫直技术数字化处理打下了基础。
从20世纪50年代起我国就有刘天明提出的双曲线辊形设计精确计算法及矫直曲率方程式。
60—80年代在辊形理论方面有许多学者进行了深入的研究并取得了十分可喜的成果，还召开了全国性的辊形理论讨论会；产生了等曲率反弯辊形的计算法。
与此同时，以西安重型机械研究所单位和重型机器厂为代表的设计制造部门完成了大量的矫直机设计研制工作，为我国生产提供了设备保证。
进入90年代我国在赶超世界先进水平方面又迈出了一大步。
我国在反弯辊形七斜辊矫直机，多斜辊薄管矫直机、3斜辊薄铜管矫直机、双向反弯辊形2辊矫直机、平行异辊距矫直机及矫直液压自动切料机等研制反面相继取得成功。
在矫直高强度合金钢方面也已经获得很好的矫直质量。
其矫直后残留挠度为0.2—0.5毫米每米。
此外从20世纪60年代以后拉伸与拉弯矫直设备得到很大的发展，对带材生产起到重要作用。
1.1.2 矫直机紧压下系统的改造当矫直机工作辊之间没有轧件时，由于上工作辊及其附件的重力作用，在上工作辊托架和压下螺丝之间．压下丝杆和螺母之间会产生间隙，这样，当轧件咬入工作辊时，会产生冲击。
为了防止选种情况发生．十一辊矫直机采用工作辊平衡系统，使上工作辊托架紧贴压下螺丝端部并消除螺丝之间的间隙，同时．这种平衡系统抬升上工作辊，调节矫直厚度，液压式平衡系统是用液压缸的推力来平衡上工作辊及附件的重量。
系统中，用蓄能器油泵来周期性地补充液体的漏损，这种液压平衡装置使用方便工作可靠，而且可以使工作辊开口度增大，便于检修和处理工作辊及导辊的一些轻微缺陷。
1.1.3 系统原理分析1.1.31 活塞处于平衡状态时当电磁换向阀Yv38- a、v37 -b 得电，液控单向阀打开．压力油通过Yv38进人油缸下腔，平衡工作辊及其附件的重量，矫直机处于工作状态（如图1）1.1.32 活塞处于下降状态时当电磁换向阀Yv38-b、h 37-b得电，液控单向阁打开．压力油经换向阀Yv-38进人油缸上腔，从而实现下降动作。
1.1.33 存在缺陷（1)配备专用的液压站，油箱、电机、油泵和阀组等占用了大量空间，增加油量消耗；（2）液压系统较复杂，维护量较大；(3)油路较复杂，经常出现祸油等事故。
1.34改造后的液压平衡系统(图2)图1.1图1.2平衡时，A阀打开，B阀关闭；下降时，A阀关闭，B阔打开。
此处的压力油来自四辊轧机的平衡液压系统，固不需百己各专用的液压站。
其优点是系统油路简单，操作简便，易于维护保养、节约空间油耗，降低生产成本1.1.35 工作油缸改造由于矫直机原来的工作压力为12MPa，轧机液平衡系统工作压力为17 MPa．故改造后的矫直机压下平衡系统的工作压力大大提高了．这就对工作油缸的密封提出了更高的要求，既不能让活塞杆和油缸端部压盖之间漏油．又不使油缸内泄，于是我们对工作油缸进行了两项改造：(1)工作油缸活塞面的密封圈更换为日本产的质量好的密封圈．以防油缸内泄；(2)油缸末端缸盖处的密封圈更换为日本产的质量好的密封圈．并且压盖厚度加厚．以加强压盖的强度．封住此处的密封圈．以防压力油外漏。
这样，油缸的密封得到加强．液压系统进一步完善，实践证明，这些改造是很有效果的。
1.1.36 油缸的固定改造前的油缸固定方式是封闭式的，如图1.3所示．(2) (3)是一体的，油缸无法从辅助件中间拆卸．改造后油缸的固定为开放式，如图4所示，(2)（3)是分开的．(3)(4)是焊接在一起的．这样，抽出柱销吊走扁担式辅助件，油缸可以从支承架中间拆卸，便于更换和检修。
图1.31.1.4 中厚板矫直技术的发展近几年来，随着控轧控冷与直接淬火的采用，轧后板温降低、板形变坏、屈服强度增大，板厚范围加宽和用户对钢板加工自动化程度的提高，要求生产厂交货钢板的平直度也更加严格。
因此，新建热矫直机都要求能力强，刚度大，自动化程度高的新型设备，经矫直后钢板平直度好，残余应力小且分布均匀，表面质量好且无压痕。
而且做到操作安全可靠，作业率高，换辊方便且快速，一道次矫直，矫速快，矫直时间短，提高自动化水平，以及要求投资省。
首先，新型矫直机刚度都很大，即框架辊跳和矫直辊挠度小。
结构设计成非常紧凑，将框架立柱采用预紧力连结，当矫直时使立柱受载后伸长很小，另外，横梁产生挠曲变形以测得矫直力大小来调节液压缸加以补偿。
矫直辊产生挠度以弯辊方式加以克服，始终保持了平行恒辊缝以达到最佳平直度的水平。
最后，使矫直机刚度达10O0O～20000kN／mm 以上，总的辊跳达2～3mm 以下；而横梁与矫直辊挠度达0．2～0．3mm 以下。
并且，不允许有振动现象，不然也会影响到矫直质量。
其次，采用HAGC装置以控制辊缝，使达到恒辊缝的要求，并以厚度计AGC方式，从矫直力信号使进口与出口辊缝闭合和打开，满足了板子头尾部的矫直要求。
有的矫直机将每个矫直辊压下进行单独调整，使压下操作灵活自由，将每根矫直辊都处于最佳工作状态。
这样，矫直机辊数可以减少，设备重量减轻。
还有矫直机的矫直辊也单独传动，可避免个别矫直辊的扭矩过大，将接轴和齿轮损坏了。
当矫直辊发生速差时，矫直辊在钢板表面引起打滑现象而损伤板面。
为了自进口至出口压下量逐渐减小，而使辊缝逐渐增大，因此，都设有矫直辊组倾斜机构，一般都采纳压下机构兼做倾斜机构的上辊组倾斜方式，比较合理的结构将下辊组也设置倾斜机构，以便做到最佳的弯曲变形程序，最后达到矫出不平直度极小的钢板。
新型矫直机上都附设有制动装置和过载保护装置，以便事故时快速停车和保护电动机与传动系统。
矫直辊的维护与材质对矫直钢板表面质量和换辊周期有很大的影响。
选用材质是以耐磨性、传动强度及受压强度来考虑。
为了防止矫直辊缺陷的产生，与支撑辊材质保持有一定的硬度差，如矫直辊硬度选用65～72HB时，则支撑辊取4O～57HB左右。
最近，为了延长换辊周期，增加矫直辊的耐磨性和耐冲击性，将矫直辊辊身选用13Cr不锈钢，使换辊周期由矫2O～30万t增至40～70万t。
热矫时为了防止热裂熔化磨损，辊子冷却很重要。
辊子冷却有矫直辊或支撑辊外部单独冷却，也有和矫直辊内部水冷并用。
外部水冷用喷头对矫直辊喷冷却水，将高温钢板接受热去除方式，目前得到广泛地应用。
内部水冷将矫直辊做成空心，通过旋转接手将冷却水通入矫直辊内部进行辊子冷却。
目前，矫直机已普遍采用计算机模型控制，并与轧机过程机相连结，模型可根据矫直钢板厚度、宽度、平直度状况及温度来设定辊缝，调整好横梁液压缸位置，保证打开，闭合及咬钢速度的稳定，自动将过载保护系统和厚度计控制弹跳补偿系统切入工作状态。
我国中厚板轧机很多，但矫直机性能都比较低，仍保留有二重式老的辊式矫直机，这种矫直机刚度非常差，无法满足高平直度钢板的矫直要求。
应该认识到轧制后热钢板是无法达到平直度标准规定的最低要求，热矫乃是轧制工序后续的一部分。
目前，国内许多厂都在改造矫直机，也有的厂准备采用新型矫直机，把我国中厚板矫直技术提高一步，矫直机这项不显目的设备的重要性已被大家所认识。
2 矫直机的选型由于条材的种类的不同，弯曲的形态不同，所要求的矫直方法也不尽相同。
工业上人们已经研制成功的矫直方法主要有压力矫直法、平行辊矫直法、斜辊矫直法、转毂矫直法、平动矫直法、拉伸矫直法、拉弯矫直法及其他一些特殊的矫直方法。
压力矫直机法是将条材的弯曲部位放置在两个支点之间用压头对弯曲部位进行反向压弯。
当压弯量选定合适时，压头抬起后条材弹复变直，完成一维弯曲的矫直任务。