拉伸弯曲矫直机
矫直机
矫直机第1章前言拉伸弯曲矫直机应用于精整机组中,对薄带材进行矫直.目前,国外已经开发生产出多种机型,并已广泛应用.我国尚在研制开发阶段,需加速发展独立成套.1.1 拉弯矫直机及其发展由于冷轧带钢中存在较大的残余应力,使得板面产生波浪和翘曲,不能满足用户的使用要求,需要对其进行矫直.板带材的矫直设备主要有以下三种形式:辊式矫直机,拉伸矫直机和拉弯矫直机.辊式矫直机对中厚板矫直效果良好,而对于薄带材则效果较差;拉伸矫直机依靠夹紧装置或张力辊组产生拉伸变形,使带材产生一定的塑性变形而达到矫直的目的,但由于张力较大,会降低带材的机械性能.基于以上原因便产生了拉弯矫直机,他综合了拉伸矫直机和辊式矫直机的优点,用较小的张力使带材产生较大的塑性变形,达到矫直带材的目的.这种设备对于薄带材矫直效果非常好,便于成卷作业,在薄带材矫直中逐渐取代了其他两种形式的矫直机.早期的拉弯矫直机只是拉伸矫直机和辊式矫直机的简单组合,见图 1.1a,矫直效果并不显著.后来出现了如图1.1b所示类型的拉弯矫直机,这种矫直机既减少了矫直辊的数量,又达到了较好的矫直精度.经过不断的开发研究,近年来又出现了多重拉弯矫直机,如图1.1c,使用了两组以上的矫直辊组,并增加了支撑辊的数目,提高了矫直辊的抗弯刚度和强度,这样就可以矫直高强度的薄带材.拉弯矫直机的设计制造方法,在国外已较为成熟,而国内只作过小型样机及理论探讨,还未达到在生产中应用的程度.设计拉弯矫直机的难点是矫直理论相当复杂,张力辊组的速度和张力控制也较复杂.图1.11.2 翁格勒拉弯矫直机的结构与特点下面通过武钢冷轧厂从德国(Ungerer) 机器制造有限公司引进的拉伸弯曲矫直纵横剪机组来认识一下这一类矫直机的结构特点。
1.2.1 拉弯矫直机的特点拉伸弯曲矫直机主要由三部分组成。
一部分是带有弯辊调节装置的23 辊式矫直机本体;另一部分是张力辊组(也称S 辊组) 和传动部分。
1.2.1.1 弯曲矫直机弯曲矫直机为23 辊式,辊径为25mm。
拉矫机使用说明书
拉弯矫直机使用说明书襄樊市博亚机械有限公司热镀锌1.设备用途拉弯矫直机作为带材的精整设备，对带材进行拉伸弯曲矫直作业，消除带钢的浪形、瓢曲、镰刀弯等板型缺陷，提高板形质量。
这台拉矫机配置有两对弯曲辊盒，两个矫直辊盒，四套转向辊。
其主要特点：●机架刚性好，工作平稳可靠，设备精度高。
●安装、检修、调试都很方便。
●配备两对弯曲辊盒，可以同时使用，也可以一用一备。
●拉矫机在过焊缝时上辊盒可以快速打开，焊缝过后可以快速压下。
●下矫直辊与转向辊配合工作可以矫正带钢横弯。
●上矫直辊与转向辊配合工作可以矫正带钢纵弯。
●换辊小车采用油缸驱动，一次可以拉出一个或多个（全部）辊盒。
上辊盒可以在小车上翻转,方便换辊。
2.设备组成2．1 机械部分主机架：主机架由两侧牌坊、上下横梁、下辊盒轨道等组成。
牌坊用厚60mm的优质钢板精加工而成，上下横梁均为箱式结构。
主机架有足够的强度与刚度，安装位及定位面有良好的精度。
主机架上配置有走线槽与电气接线端子盒，接近开关信号线与电机动力线分开布设（以免干扰）。
辊系：由两对弯曲辊盒与下矫直辊盒、上矫直辊盒组成。
这是拉矫机的核心部分。
辊座用钢板焊接成箱式结构，抗变形能力强。
支承辊安装块与辊座采用气体保护焊焊接，支承辊安装块上的圆弧面最后一道工序是磨削加工，可以确保支承辊的安装精度。
工作辊、中间辊常用材料为GCr15。
辊面中频淬火。
工作辊辊面硬度可达HRC62~64，淬火深度为2～3mm。
压下装置：这台拉矫机有两组压下装置。
每组压下装置由两个油缸以及托板等组成。
油缸驱动托板压下或抬起，带动上弯曲辊盒上下动作。
上下升降装置：下弯曲辊盒、下矫直辊盒、上矫直辊盒的上下动作分别由上下升降装置来实现，每套升降装置包括两台升降机、减速电机、顶头、球笼式联轴器等。
这种结构确保下弯曲辊盒、下矫直辊盒、上矫直辊盒在工作中调整压入量很方便，在检修的时候调整工作辊间的平行度也很方便。
换辊小车：换辊小车由车架、滚轮、上下辊盒的牵引装置以及驱动小车的油缸组成。
鞍钢冷轧厂1700mm拉伸弯曲矫直机
钢 卷 内径
一—卜 一 ＋ 一 ＋ 一 ＋ 一＋ 一＋ —＋ 一＋ 一 ４－ －－－６－ －６ － － － ４－ －＋ 一－ － ＋ 一 ＋ 一－６－ ４－－－ －－ 十 一 十 一 ＋ 一－ － 一－ － － －一 － － ４．一 －－ ４ ４ ４．一 ４ ６ －＋ 一一 －－ － 卜 ４．一十
则
８ ｙ＋ｘ
．
Ｄ呵
器
由 此 可 知 ， 带 材 中 性 层 的 应 变 为
８ ＿ －
Ｄ ． —工
，
１
Ｊ
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
，
．
／
图７
７
图６
…
（— ） １ ８
ｔ８ 丽 ２ ｇ＝ ｈ ／
＝ ｈＤ 而／
假设 回 弹 是 绕 中 性 层 进 行 的 ，则 即为 回 弹 后 带 材 的 变 形 ，以 此 类 推 ，带 捌 经 过ｎ 矫 直 辊 后 总 延 伸 率 为 个 则 每 个 辊 子 的 包 角 为
力 辊 的 放 大 系数 为
… … … … … … … … … … … … … … … … … ·
另外 ，根 据 功 能 原 理 ，还 可 以 得 到 总 延 伸 率 的 另 一 个
表 达 式
ｓ ＝
、
（ 一ｌ ） １ ３
该 张 力放 大 系 数 ，满 足 张 力 辊 组 中张 力 变 化 的要 求 。
理 想 状 态 ，总 足 希 望 带 材 绕 过 张 力 辊 时 不 产 生 塑 性 变 形 ，带 材 最 外 层 纤 维 的 应 力小 于 或 等 于
ＤＩ：
．
．即 ：
……
拉伸弯曲矫直机参数分析(精整)
拉弯矫直机参数分析一．中性层偏移量A的确定钢带在张力的作用下经过弯曲辊时，断面外侧会产生很大的拉伸，内侧产生相对小一些的压缩，为了保证内外力的平衡，中性层必然会向下偏移：如下图：通过计算得A=δt×h/(2δs) 如取δt =1/3δs时A=1/6 h式中：δt—钢带的张应力h—钢带的厚度δs—钢带的屈服极限实际拉矫过程中，一次应变量不超过10倍屈服时的应变量，如取δs=300MPa 时，屈服应变量为δs/E=300×10^6/(2×10^11)=0.15%，那么一次应变量不超过1.5%，对于一般的钢带，其δb时的延伸在20%以上，所以一次应变在相对很窄的延伸范围内完成，强化可以忽略，即认为屈服极限是定值（根据反变特性，如由拉升到压缩，屈服极限会略有下降，多次弯曲后，由于屈服平台没了，屈服极限是有所下降的）。
本文全部计算不包括硬态板。
二．弯曲曲率半径（R0）与应变的关系中性层的应变：A/R0 最外层的应变：(h/2+A)/ R0 最内层的应变：(h/2-A)/ R0钢带经过一个弯曲辊产生两次变化，首先钢带由平直逐渐弯曲到曲率半径R0，此时处于钢带与工作辊的接触处，然后由曲率半径R0逐渐展开至平直。
钢带上表面与下表面既经过最大拉伸，又经过最大压缩。
则经过一个弯曲辊中性层的总应变为：2×A/ R0如果有n个弯曲辊，则总应变为：2×n×A/ R0钢带经过拉矫机后无张力状态下会弹性回复，其应变为:δt/E实际延伸率可得：ε=n×δt×h/ (R0×δs)-δt/E如取n=4 δs=300MPa δt=100MPa h=0.2mm E=200GPa(碳钢)当R0=13时，延伸率为2% 最外层最大应变1%当R0=15时，延伸率为1.73%三．张力损失张力损失绝大部分消耗在弯曲时塑性变形上，这部分的损失为（（1+λ^2）×h /(4××R0)-δs/E)×2×n ×100% λ=δt/δs用以上的数据，当R0=13时，张力损失为9.1% 辊系部分的张力损失很小，不超过1%则总张力损失为（（（1+λ^2）×h /(4××R0)-δs/E)×2×n+0.01）×100% 四．一定张力下，包角与带钢曲率半径的关系以钢带与辊的接触点为支点，那么一侧的钢带受到以下三个力矩的作用：M1为拉伸应力产生的正力矩M2为压缩应力产生的负力矩M3为张应力产生的平衡力矩有M1-M2=M3利用积分可得出包角α=2×ACCOS((R0+h (1+2×λ)/6/λ)/(R0+h(1+2×λ-λ^2)/4/λ))注：此公式对于较大辊距，较大张力精度高五．包角与弯曲辊的咬入量C的关系取辊距为B则咬入量C=2×R0（1-COSα）+（B-2×R0×SINα）TANα六．拉矫参数与拉矫前后板型的关系对于60I的板型，其纤维长短的变化率只有0.06%，按现有的资料提到的公式，拉矫机只要产生0.06%的延伸率就可将60I板型的钢带矫得很好，而在实际过程中，这是不可能的。
拉伸弯曲矫直机原理、结构及应用
拉伸弯曲矫直机原理、结构及应用【摘要】拉伸弯曲矫直机是近代发展起来的一种新型矫直设备，它综合了辊式矫直机和拉伸矫直机的优点。
拉伸弯曲矫直机由矫直机工作机座、弯曲辊组、矫直辊组、张力辊组等结构组成。
它能消除带材的瓢曲、边缘浪形和镰刀弯等三元形状缺陷。
现场安装使用拉矫机之后，带材的平直度由原来的15I提高到4I，板形质量得到了明显改善。
【关键词】拉拉伸弯曲矫直机张力延伸率1前言拉伸弯曲矫直机组（简称“拉矫机”）是为适应带材高要求的平直度需要发展起来的一种新型矫直设备，它综合了辊式矫直机和拉伸矫直机的优点，它的工作特点是在张力辊拉伸和弯曲辊连续交替反复弯曲的联合作用下使带材产生塑性延伸而获得板带矫直，它能消除带材的瓢曲、边缘浪形和镰刀弯等三元形状缺陷，明显提高了板形质量。
2拉矫机原理2.1辊式矫直的原理板材在辊式矫直机上矫直时，板材是在矫直辊的压力作用下发生纯弯曲弹塑性变形，其中性层即零应力轴线仍然是矩形截面的几何轴线。
2.2张力矫直的原理带材在连续张力机上矫直时，在张力辊的张力作用下，横截面产生均匀的拉伸应力，而获得均匀的塑性伸长。
2.3拉伸弯曲矫直的原理连续拉伸弯曲矫直机综合了连续张力矫直机与辊式矫直机的特点，其是在张力辊的拉伸和弯曲辊连续交替反复弯曲的联合作用下使带材产生塑性延伸而获得矫直的工艺过程。
矫直过程是使处于张力作用下的带材，经过弯曲辊剧烈弯曲时，带材由于弯曲应力和拉伸应力的联合作用产生弹塑性延伸变形，从而使三元形状缺陷得以消除，随后再经矫直辊将残余曲率矫平。
弯曲辊的作用使得带钢单面受到塑性延伸变形，并且造成整个横截面上的应力不均，根据这种变形原理，带张力的带钢至少要通过两个弯曲辊，进行整个板面均匀的延伸，再经过一个矫直辊，对残余应力进行重新分布均衡。
为了适应不同厚度带钢的矫直需要，要设置两组弯曲-矫直辊。
3拉矫机的结构拉矫机由张力辊组与拉伸弯曲机座组成，据不同的工艺要求和现场条件，这两组有多种形式。
拉弯矫直机和平整机对改善板型的作用
对于拉矫来说，由于其具有纵向、横向垂直于表 面的厚度方向三个自由度的变形，所以其时效性 比经过光整后的时效性要优越许多。
拉伸弯曲矫直：拉伸弯曲矫直可以使薄板同 时产生纵向和横向的变形，从而能充分改善薄板 的平直度和材料性能。在拉伸弯曲矫直过程中， 每次拉弯的拉伸量与弯曲量匹配不同，而产生变 形性质上的变化。如拉力越大，其弯曲的弹性区 厚度越小，同时中性层的偏移量越大。若弯曲曲 率越大，则中性层的拉伸变形将比纯拉伸变形增
拉弯矫直延伸生产线设备用于消除卷板带 材的不良板形，例如双边波浪、单边波浪、中间 波浪、两肋波浪、翘曲及瓢曲和潜在板形不良等。
拉弯矫直机使带材在拉伸和连续交变弯曲的联 合作用下产生塑性延伸从而获得较好矫正效果 的设备。在辊式矫直单元的入口和出口侧各配有 四个张力辊组，使得张力平稳，减少波动，带材 在张力辊组的作用下张力被放大，达到矫直带材 所需张应力，矫直单元形式为两列弯曲矫直组件 和平衡辊装置，带材在第一阶段弯曲变形区受到 交变变形，使带材各部分得到均匀的残余变形， 该残余变形在第二阶段矫直消失，从而使各种三 维板形缺陷得到了矫正并改善带材机械性能。从 600~1600mm 各种机型。
平整：消除屈服平台，防止带钢在拉伸或深 冲时出现滑移线
经过热处理后的带钢，虽然塑性有很大改 善，但是在外力作用下延伸时，会发生如屈服现
象，形成屈服平台。屈服平台会造成带钢在深冲 或拉伸时，带钢表面产生滑移线。滑移线的存在 对一般使用没有明显影响，但对于要求表面质量 很高的，深冲后需要涂漆产品是不允许的，因为 它的存在降低了产品的表面质量。为了避免钢板 在拉伸或深冲时产生滑移线，在退火之后可以对 带钢进行冷轧或平整，以使屈服平台消失，屈服 平台消失后，钢板在拉伸或深冲时则可获到均匀 的延伸拉。矫：
拉伸弯曲矫直机插入量的分析
拉 伸弯 曲矫直 机 是近 年来 在辊 式矫 直 机 和张力 矫 直机基 础 上发展 起 来 的一种 先进 矫 直设 备 ，它综 合 了辊式 矫 直机 和张 力矫 直机 的特 点 ，经 其矫 直后
的调节由交流齿轮电机驱动 ，通过螺旋千斤顶调节 下辊 盒辊 子的 上下移 动 。在插 入 深度 的极 限最 大位 置和极 限最 小位 置各 设 置一个 行 程开 关 ，该行程 开
保设备不因超行程而被损坏。在插入量调整装置上 各安 装一 个增 量型编 码器 ， 用来 控制插 入量 的值 。 插 入量 调整装 置 的动 力很 大 ，可 以在 最大 载荷 下 调节
辊子 的插入 深度 。
对插入量的计算与调整展开研究 。 １ 主要 技术 参数 （ 见表 １ ）
表 １ 主 要 技 术参 数
１ 一 编码器 ； ２ 一螺旋 千斤顶 ； ３ ～联轴器 ； ４ 一 电机
图 ２ 插 入量 调 整 装 置 结 构 图
２ ０ １ ４年第 ４期
康
阳： 拉伸弯曲矫直机插 入量 的分析
拉伸弯曲矫直机的工作辊和支承辊在使用过程 中会不断磨损 ， 需要定期更换。 换辊后 由于辊子直径 的变化导致插入量零位变化 ，必须重新对插入量进
工作辊直径 ／ ａｍ ｒ
支承辊直径 ／ ｍｍ
３ 插入量的标定及补偿计算
４
７ ６ ～ ８ ０
ｌ ５ ６ ～ ｌ ６ ０
导 向辊直径 ／ ｍｍ
最大插入量 ／ ａｍ ｒ
２ ９ ８ ～ ３ ０ ０
３ ０
插入量调整装置行程 ／ ａ ｒ ｍ
２ ６ ０
２ 插入 量调 整装 置的 设备 结构
ｓ ｉ ｎ 器 ．
由式 （ １ ） 、 式（ ２ ） 和式 （ ３ ） 可得 ： 同理 可得 ：
拉伸弯曲矫直机张力辊传动装置分析
ｒ ｌａ ｔ ｔ ｎ ｅ ｖｒ ｓ ｅ ｔ ｓ ｎ ｅ它ｅ ． ｈ ｒ ａｅ ｉｅｅｔ ａｓｏ ｒ ｅ ｄｅ ｏｌ Ａｂ ｅ ｕｙｏ ．ｄ ｖ ｏｓ ｔｈ ｅ ｒ ａ ｄｄｌ ｅ ｓ ｆｅ ｉ ． ｖｌｒ Ｔ ｅｅ ｒ ｆｒｎ ｗ ｙ ｄ ｖ ｉ ｌ ． ｒ ｆｔｄ ｔｅ ｒ ｅ ｌ ｅ 琏 ｙ ｎ ｉ ） ｉ ｏ ｎ ｏ． ｅ ｓ ｄ １ ｄ ｔ ｉ ｒｓ ｉ ｓ ｎ ． ｉ ｈ
正是利用齿轮传动传递扭矩大、传动比固定 、传动 效率 高 、加 工技术 成熟 等优 点 ；而且 ， 由于具 有承 载能 力强 、传动 效率 高 、在 预定 的速度 范 围内能够
实现 无级 变速 ，占用 空间较 小等优 点 ，行星差 动机
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
张 力 辊 组 间必 须 保 持 有一 定 的速 度 差 。 在 张力 辊
ｄ ｖｃ ｆ ｒｄｅｒｌ ｓｐｅｅ ｔｄｈ ｒ． ｅ ｉｅｏ ｂ ｌ ｌ ｒｓｎｅ ｅｅ ｉ ｏ ｓｉ ｌ ｌ 。 。 － 一 － 嚣 －
曩 。
… 曩。 ＿ 。
一
曩
Ｋｅ ｒ ｓ ｔｎ ｉｎ ｌｖ ｌｒ ｂ ｄ ｅｒ ｌ ｄ ｖ ； ｉ ｅ ｅ ｔ ｃ ａ ｉｍ ｙ ｗｏ ｄ ： ｅ ｓ ｅｅ ； ｒ ｌ ｌ ｒ ｅ ｄ ｆ ｒ ｎ ｉ ｍｅ ｈ ｓ ｏ ｅ ｉ ｏ ｉ ｌ ａ ｎ
张力辊传动装置进行简要分析。 ■ ■ 蓦 蓦 ｌ ｌ ｜ ＿ 。 ｊ 曩 薯 一 关键词 ：拉伸 弯曲矫直机 张力辊传动 差 动机构
中图分类号 Ｔ ３３ ５ 文献标识码 ： 文章编号 ：１７￣ ３５ （ １）０－０２０ Ｇ ３。 １ Ｂ ６３３５ ２ ０ ３ ００—４ ０
一
重技布 ≯ Ｅ … ｌ 蠹 誊 ｌ ＿
０
- 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)。
第1章前言拉伸弯曲矫直机应用于精整机组中,对薄带材进行矫直.目前,国外已经开发生产出多种机型,并已广泛应用.我国尚在研制开发阶段,需加速发展独立成套.1.1 拉弯矫直机及其发展由于冷轧带钢中存在较大的残余应力,使得板面产生波浪和翘曲,不能满足用户的使用要求,需要对其进行矫直.板带材的矫直设备主要有以下三种形式:辊式矫直机,拉伸矫直机和拉弯矫直机.辊式矫直机对中厚板矫直效果良好,而对于薄带材则效果较差;拉伸矫直机依靠夹紧装置或张力辊组产生拉伸变形,使带材产生一定的塑性变形而达到矫直的目的,但由于张力较大,会降低带材的机械性能.基于以上原因便产生了拉弯矫直机,他综合了拉伸矫直机和辊式矫直机的优点,用较小的张力使带材产生较大的塑性变形,达到矫直带材的目的.这种设备对于薄带材矫直效果非常好,便于成卷作业,在薄带材矫直中逐渐取代了其他两种形式的矫直机.早期的拉弯矫直机只是拉伸矫直机和辊式矫直机的简单组合,见图 1.1a,矫直效果并不显著.后来出现了如图1.1b所示类型的拉弯矫直机,这种矫直机既减少了矫直辊的数量,又达到了较好的矫直精度.经过不断的开发研究,近年来又出现了多重拉弯矫直机,如图1.1c,使用了两组以上的矫直辊组,并增加了支撑辊的数目,提高了矫直辊的抗弯刚度和强度,这样就可以矫直高强度的薄带材.拉弯矫直机的设计制造方法,在国外已较为成熟,而国内只作过小型样机及理论探讨,还未达到在生产中应用的程度.设计拉弯矫直机的难点是矫直理论相当复杂,张力辊组的速度和张力控制也较复杂.图1.11.2 翁格勒拉弯矫直机的结构与特点下面通过武钢冷轧厂从德国(Ungerer) 机器制造有限公司引进的拉伸弯曲矫直纵横剪机组来认识一下这一类矫直机的结构特点。
1.2.1 拉弯矫直机的特点拉伸弯曲矫直机主要由三部分组成。
一部分是带有弯辊调节装置的23 辊式矫直机本体;另一部分是张力辊组(也称S 辊组) 和传动部分。
1.2.1.1 弯曲矫直机弯曲矫直机为23 辊式,辊径为25mm。
在每个工作辊的宽度上有相应的中间辊,辊径30mm。
每列中间辊上又有9 组支撑辊,支撑辊径33mm。
如图1.2 所示。
矫直机上部设有矫直辊倾斜和压下机构,即辊缝调节装置。
它由电机通过一套传动装置带动横梁使上辊组作升降调节,而通过蜗轮蜗杆带动偏心辊实现上辊组的倾斜调节。
整个上机架可由液压缸推向前翻转90°打开,以便于清理辊面和更换上下辊组。
矫直机下部则采用每组支撑辊均由一个液压带动锲铁进行升降调节,使工作辊实现“ + 、- ”弯辊达到弯曲矫直目的。
这种多辊组式的矫直机具有辊式矫直机的优点,同时又有弯曲辊的特点,两种功能组合,在张力的作用下,使带钢产生弹塑性延伸,消除了难以矫直的带钢缺陷,从而达到最佳的平直度。
由于矫直辊是被动的,所以能很好地与带钢保持同步,避免了带钢表面擦伤。
图 1.21.支撑辊2.中间辊3.工作辊4.上机架5.下机架1.2.2 张力辊组张力辊组为四辊式。
由于带钢以“S”形经过这些辊子传导出来,所以又称四辊式“S”辊组。
这样布置的辊,传导通过的带钢与辊子之间接触摩擦的总包角是最大的。
可以使带钢产生最大的制动、拉力。
为了使带钢与辊面之间摩擦力增加,同时又不伤害带钢表面,所以辊面必须衬一层既耐磨又耐油的聚氨脂橡胶。
四辊式张力辊安装在钢结构制成的“U”形支架上。
辊径为500mm。
安装的位置是:第一辊中左,上第二辊外左，下第三辊外右,下第四辊中右,上具体布置见图1.3 所示。
为了便于带钢顺利地通过“S”辊组,在每个辊子与带钢接触部分均有弧形导板,在辊组的带钢入口处和出口处各安装一个导板台,在辊组的两个内辊之间安装一个摆动式压紧辊,穿带过程是压紧带头引导穿带。
压紧辊的左右摆动均由一液压缸驱动。
通常情况下压紧辊停在中间位置。
四辊式张力辊组,由于合理地配置了导板台、弧形导板、压紧辊和穿带皮带运输机,使得带钢在穿带过程中通过实现自动化。
图1.31.弧形导板2.入口张力辊3.中间摆动辊4.弯辊矫直机5.张力测量辊6.出口张力辊7.导板台8.穿带皮带9.U形框架1.2.3 张力辊组传动系统来自开卷机的带钢被位于弯曲矫直机之前后的张力辊组导入。
由于各个辊子上传送的带钢有较大的接触包角,可以在带钢中产生一个越来越大的拉应力。
此拉应力与弯曲矫直机的弯曲应力重叠。
这种叠加的应力可以达到比较理想的矫直效果。
张力辊组的传动特点有多种。
如图1.4 所示的张力辊组为机械传动方式。
它的前后张力辊组的各个张力辊是通过齿轮箱、行星差动齿轮等由一个电动机而传动的。
这种机械式传动的特点是通过机械联锁方式使延伸率恒定,机械方面较复杂。
而张力辊组的传动采用了每个张力辊由功率各异的直流电机传动,如图1.5 所示。
这种传动的特点是,前后张力辊组的速差均由电气系统控制与调节。
每个辊子所作用的力矩大小可调。
由于前后张力辊组中的电机处于不同的工作状态,前张力辊各辊的直流电机是在带钢的拖动下旋转的,此时的前张力辊组是制动辊,所以在各张力辊上传动的功率是逐渐加大的。
反之后张力辊组则是在直流电机的传动下旋转的,各张力辊上传动功率是逐渐减小的。
这样可不致于因为加速度太大而出现打滑。
由于目前在电控方面已趋成熟,采用该传动方式的比较多。
图 1.4 张力辊组机械传动系统图图 1.5 张力辊组直流电机传动系统图1.3 式拉弯矫直机的工作原理拉伸弯曲矫直是在辊式矫直法和拉伸矫直法基础上发展起来的矫直方法,是上述两种方法的综合。
翁格勒拉伸弯曲矫直机是在两组张力辊之间,用一种最新形式的21 辊矫直机。
它之所以具有使矫直带材得到最佳矫直效果,是由其结构特性所决定。
该设备具有:(1) 非传动的特殊结构的上下辊组。
(2) 上辊组的中心高度调节装置。
(3) 上辊组的倾斜调节装置。
(4) 下辊组的弯辊装置(锲铁调节) 。
通过这些装置可以使矫直机的上下矫直辊之间的缝隙任意可调。
根据被矫带材的材质、板厚、板形等不同,可选用不同的辊缝。
被矫带材通常在弯曲矫直机的入口处产生较大的弯曲,这种弯曲程度是沿着出口方向逐渐减弱。
经过很多辊子反复矫正,带材的曲率逐步减小而逐渐变得平直,这是其一。
其二,带材在张力的作用下,通过弯曲矫直机时产生了纵向拉应力与横向弯曲应力。
由于弯曲应力的作用面与纵向拉应力不同,实际矫直过程是发生在两个作用面叠加范围中。
如图1.6 所示的叠加应力分布,两种叠应力作用的结果,使被矫带材内的各种应力,通过拉伸和弯曲应力而产生变化,即带材中产生形状不同的长短纤维组织同时被延伸拉长。
在它们弹性收缩之后,延伸变长的纤维仍然保留。
由于拉应力所产生的永久性塑性变形表现为延伸形式,使带材不均匀的纤维组织均匀,内应力值相同且方向一样,达到了矫直的目的。
图 1.6 拉伸弯曲应力叠加应力分布图1. 带钢厚度2. 压应力3. 拉应力4. 拉应力截面5.7. 塑性区6. 弹性区8. 压应力截面9. 曲率半径1.4 拉弯矫直理论拉弯矫直是拉伸与弯曲联合作用的矫直方法.下面以矩形断面的理想材料为例进行研究.由于其中的拉伸作用，弯曲变形的同时中性层必须发生移动，如图1.7所示,当断面中拉伸区和压缩区都存在塑性层时(2s h e z <-),移动量e 由水平方向外力与内力的平衡条件求得：1[()()]22s h h e e b hb σσ+--= 122s h h e k σσ== 1k sσσ= 式中 1σ-----平均单位外拉力, 1Tbh σ=；T ------总的外拉力；b ------被矫直金属的宽度。
中性层的拉应力为：1s s e z kσσσ== 中性层的相对变形为：10kE σε= 中性层的残余相对变形为：'101(1)E k σε=- 拉伸区的相对变形为：0s sz z εεε=+ 压缩区的相对变形为：'0s s z z εεε=- 弯曲矫直时，弯矩按式221[(3)]26S h n bh M k k σ-=-+的推导方法，弯矩按下式计算： 220(3)12s bh M k σ=- 拉弯矫直时，采用类似221[(3)]26S h n bh M k k σ-=-+的推导方法，弯矩按下式计算： 2222102[3(1)]12s S s bh M k M k M σσσ=--=- 显然，M 〈Mo ，可有：011M M r EI EI r=<= 上式表明，拉力影响的结果，使拉弯矫直时的弯矩及其弹复曲率比单纯弯曲矫直的小，有利于提高矫直精度，或适于矫直弯曲矫直困难的薄带材。
当压缩区内不存在塑性层时，如图1.8所示，拉伸与弹性弯曲联合作用。
根据水平方向外力与内力平衡条件，中性层移动量e 为：22s s h h e E ερερ=+=+ 式中ρ-------轧件的弯曲半径，2m hE ρσ=中性层的拉应力为：201m s σσσσ=+-=+或201σσ=+中性层的相对变形为：201εε=+或201εε=+中性层的残余相对变形为：'2001εεε=-=或'20ε=上式表明：轧件的长度变化决定于材质（s ε ），拉伸变形（1ε ）和弯曲变形（m ε）。
a b c图 1.7 拉弯矫直应力图a-弯曲；b-拉伸；c-拉弯联合作用a b c图1.8 拉伸与弹性弯曲应力图a-弹性弯曲；b-拉伸；c-拉伸与弯曲1.5 设计任务和设计思路1.5.1 设计任务与初步工艺参数设计任务：拉弯矫直机：σ：260～650MPa、工艺参数：宽度：750~1550mm、厚度：0.3~3.0mm、屈服强度sσ矫直速度0~180m/min，前后张力：(1/5~1/15)s设计要求：计算并确定辊径、辊距及辊数，矫直辊的分布形式、辊数。
计算最大矫直力、最大矫直力矩，确定电机功率1.5.2设计思路根据拉弯矫直机原理，知道此种矫直形式是拉伸矫直与弯曲矫直组合，翁格勒拉弯矫直机中间的弯曲矫直辊部分是辊式矫直机，其矫直辊负责对板带的弯曲和矫直，入、出口则采用拉伸矫直机，其张力辊负责对板带的拉伸矫直。
中间辊式矫直机与两侧的拉伸矫直机采用单独电机驱动，因此在结构和力能参数计算上可以简化为单独考虑。
由初步工艺参数中未给出轧件材料特性，根据[3]中选取普碳钢弹性模量α=。
210=，根据[6]初定包角225E GPa完善后的工艺参数：宽度：750~1550mm厚度：0.3~3.0mmσ：260～650Mpa屈服强度s矫直速度：0~180m/minσ前后张力：(1/5~1/15)s弹性模量：210=E GPaα=张力辊包角：225第2章 翁格勒拉弯矫直机的结构参数计算拉弯矫直机结构参数包括张力辊组的结构参数：张力辊辊径、辊身长度、辊数；还包括弯曲矫直辊组的结构参数：弯曲矫直辊的辊径、辊距、辊身长度。