17辊六重式中板矫直机技术分析

17辊六重式中板矫直机技术分析

摘要：以一台高精度六重式铝板矫直机为例，对矫直厚度较大的铝板矫直机进行了完整的技术分析，包括六重式辊系布置特性、矫直主要力能参数、矫直机结构分析。

关键词: 高精度中板六重式矫直机

1、前言

随着国际经济与有色金属工业的发展，国内外各铝业公司对高精度铝板矫正机的需求已进入到了一个新的阶段，市场对铝板交货状态要求的不断提高，精整设备的使用也逐步增加，目前对高精度铝板矫直机的设备需求也越来越多。本文以一台可矫直宽度2.2米以内，板厚2.5～8 mm，屈服极限≤360 Mpa的铝合金板材的17辊六重式铝板矫直机进行技术分析。

2、六重式辊系布置及结构特性

目前国内板材矫平设备多采用四重式辊系布置，即由上工作辊和上支承辊两排列及下工作辊和下支承辊两排列，上下共四排列共同组成四重式辊系结构（图一）

图一

四重式辊系的主要问题是：板带进入矫直机后，矫直力通过工作辊传到支承辊上，理论上分析支承辊承担全部矫直力，在矫直过程中，矫直力通过支承辊压在工作辊上，2作用到板带表面上，由于支承辊是短辊型，在有支承辊接触的工作辊表面上由于板材受力大，从而出现了明显的压痕，对有色板材来讲，板面存在压痕的缺陷是绝对不允许的。因此四重式辊系板材矫直机是无法满足生产高精度板材工艺要求的。

六重式的辊系布置如图二所示，它采用上下工作辊、上下中间辊、上下支承辊，共六排辊列组成六重式辊系结构。

图二

由图二看出，在支承辊上承受的矫直力，通过中间辊传到工作辊辊面上，而中间辊与工作辊辊面相同，但其直径稍小一些。这样就是板材在矫直过程中沿整个板宽上受力均匀。从而就避免了短支承辊与工作辊直接接触，在接触处因受力分布不均而出现的压痕现象。各辊系均由优质调质合金钢制造的高精度零部件组成。在矫直过程中，还采用了湿法矫直新工艺。在各排辊系间和板上喷洒乳化液，使各辊系始终保持清洁状态，且可对板材起冷却作用。这样会使高精度板材的表面得到更进一步的提高。

3、17辊六重式中板矫直机的基本技术参数：

在本文中以以下技术参数进行技术分析

3.1工作方式：平行、倾斜式。

3.2 压下方式：整体上下调整，同时沿进出料方向可倾斜调整。

3.3 传动矫正辊数： 17辊

3.4 矫正辊直径：Φ100 mm

3.5 矫正辊辊矩： 110 mm

3.6 矫正辊辊身长度：2100 mm

3.7 矫正辊数量： 17根，上8下9

3.8 中间辊辊数： 19辊

3.9.中间辊直径：Φ70 mm

3.10中间辊辊矩： 110 mm

3.11支承辊辊径：Φ190 mm

3.12支承辊排数：上、下各5排

3.13矫正辊辊面标高：＋1100 mm

3.14上辊系的倾动：上辊系能够向入口和出口方向倾斜调整，

倾动量±3mm。

3.15矫正辊传动方式：集中传动。

3.16压下平衡机构：采用弹簧平衡方式。

3.17传动装置：齿轮机座采用稀油循环润滑。

3.18矫正速度：～10 m/min （最大15 m/min）

3.19上工作辊列行程：向下5mm；向上30mm；

最大开口度约200mm。(视换辊要求而定)

3.20上支承辊调整量：±1.5mm。

3.21下支承辊调整量：向下1.5mm；向上2.5mm。

3.22 压下速度：～0.6 mm/S

3.23摆动机构：摆动量3mm

3.24矫平精度≤2mm/M2

4、17辊六重式中厚板矫直机的主要力能计算参数

衡量一台矫平设备性能好坏的重要指标即板材矫后平直度，而平直度与板材在矫直过程中的塑性变形有关。以下计算得出的设备力能参数均以板材在矫直过程中在横截面上沿高度方向（即板厚）产生80%以上塑性变形区，并使板材上下表面变形应力均匀为依据。

项目代号单位CASE1 CASE1

最小板厚hmin mm 2.5 2.5

最大板厚hmax mm 8 5

最大板宽bmax mm 2150 2150

弹性模量 E Kg/mm221000 21000

屈服极限δs Kgf/mm236 36

矫直速度V m/s 0.25 0.25

最小辊径tmin mm 83.08389 51.92743

最大辊径tmax mm 233.3333 233.3333

辊数N 最大29 17 17

辊径 D mm 100 100

与接轴连接处辊径 d mm 60 60

辊颈do mm 60 60

辊距t mm 110 110

总矫直力∑P Kgf 1125818 439772.7 第二辊相对强制曲率Cq2 4.5~6 5 5 第二辊塑性变形折算系数a2 8.2 3.2

塑性变形折算系数 a （查表）15 15

塑形变形力矩MⅠKg--M 398.0571 248.7857

滚动摩擦力矩MⅡKg--M 225.1636 87.95455

轴承摩擦力矩MⅢKg--M 337.7455 131.9318 工作辊与板材摩擦系数 f 0.0002 0.0002 0.0002

轴承摩擦系数μ0.01 0.01 0.01

总扭矩∑M Kg--M 960.9662 468.6721

单棍最大反力Pmax Kgf 67549.09 26386.36

单棍最大扭矩Mmax Kg--M 251.3791 66.26747

辊颈扭转应力τ<18 16.29309 4.295114

总功率N KW 52.31927 25.51659