第五章-矫直机

第五章矫直机•矫直机的作用：保证产品的平直度第一节概述轧制产品几何缺陷在轧制生产中，由于轧件的温度不均、轧制过程中的变形不均、轧后的冷却不均及其他因素的影响，致使轧制出来的产品常常出现弯曲等现象，都将其归结为轧制产品的几何缺陷：1．板带材的瓢曲和波浪弯1）瓢曲——板材的纵横向同时出现浪弯，呈瓢形凸起或凹下；2）波浪弯——板带材纵向出现的单边或双边浪弯。2．异型材不均匀变形1）弯曲——由于冷却不均匀导致的侧向弯曲，如钢轨等；2）扭曲——同样由于冷却原因产生的纵向和横向弯曲组合，如不对称型钢等；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。压力矫直机分为立式和卧式两种1、立式压力矫直机将轧件的弯曲部分放在两个固定支点上，当上压头向下运动时，轧件弯曲部分就产生适量的弹塑性弯曲变形，从而得到矫直。2、卧式压力矫直机是一个水平放置的曲柄滑块机构，它不需要翻钢，改善了操作条件。生产率较低，用在型钢和钢管车间作为辅助的矫直装置，或用于矫直弯曲度过大（50mm/m）及壁厚超过斜辊式矫直机允许范围的钢管。二、斜辊矫直机（管棒材矫直机）1、工作原理：圆柱形管棒材边前进边旋转，通过上下两排具有特殊形状、轴线相互交叉矫正辊，获得与其轴线对称的平、直管棒材；2、特点：矫正辊多采用悬臂式布置，调整和维修方便，连续工作，生产效率高，矫正质量好。三、辊式型钢矫直机特点：矫直辊由辊轴和可拆换并带有孔型槽的辊套组成；辊径和辊距都有较大，不需要支撑轴；所有上排矫直辊都高有单独的压下装置；每个矫直辊孝有为对准孔型或矫直轧件的侧弯而设置的轴向高速装置，并有作为轴向高速蕨的标准辊；为满足规格范围较广的需要，部分型钢矫直机采用不等径辊距和可弯辊距。辊式型钢矫直机可娄为开式和闭式两种基本结构形式1、悬臂式（开式）矫直机开式结构的矫直辊在机架一侧悬臂布置，操作时易于观察，换辊方便，高速灵活。存在的问题：第一，二个轴承受力大小不等且方向相反，导致上、下辊的平行度经常失调；第二，悬臂轴的杠杆效应使矫直力放大。9辊550悬臂式辊式型钢矫直机1一机架；2，3一矫直辊；4一压下装置；5一轴向调整装置；6一连接轴；7一减速机；8一齿形联轴器；9一主电机（B）闭式矫直机结构：闭式矫直机的矫直辊置于辊轴的两个轴承之间。由于矫直辊位于机架中间，使两端轴承受力均匀，机座刚性较好。原理：上排辊子中第1个和第3个辊子及全部下排辊子为主动的，上辊具有手动压下调整机构及弹簧平衡装置。特点：其刚度高，承载能力大，且辊轴两面三刀支点受力均匀，适用于矫直大型型材和轨梁，但操作视线不好，换辊不方便。按矫直辊的排列方式及其调整方法，可分为平行辊列矫直机、倾斜辊列矫直机、可调节矫直辊挠度的矫直机等。一、平行辊列矫直机1、平行辊矫直机的分类：该矫直机的上下两排矫直辊是平行排列的，下排辊子固定不动，而上排辊子可单独进行调整，如图a所示。因其结构比较复杂，出现了上排辊子集体调整且前后安装导向辊的平行辊列矫直机，如图b、e所示，其前、后导向辊可单独进行调整，前导向辊的作用是使板材端部顺利地进入矫直机，后导向辊的作用是使板材出矫直机后向平直方向运动。为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，如图f所示。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在高度方向上调节。因其在矫直时，前后都具有相同的反弯曲率，故矫直后的板材具有较大的残余曲率，矫直质量不高，多用于矫直厚度为4～4400mmm的中厚板。第三节板材辊式矫直机的结构辊式矫直机（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：（受强度限制）；（受矫正质量限制）式中σs——金属屈服极限；h——被矫板材厚度mm；E——矫直辊弹性模量。tmax决定轧件的矫正质量。tmax值过大，轧件难以产生必要的弹塑性弯曲变形。sEht43.0minshEt33.0max2．辊径D矫直辊辊径取决其强度，根据已确定的辊距确定。矫直机类型D/t薄板矫直机0.9～0.95中板矫直机0.85～0.9厚板矫直机0.7～0.75型钢矫直机0.75～0.9D:辊径；t:辊距。3．辊数n增加辊子数目就是增加金属的反弯次数，辊数的增加有利于提高矫正质量，确定辊数的原则应当在保证矫正质量的前提下，使辊子数目尽量少。类型板材矫直机型钢矫直机板厚或辊距板材厚度h（mm）辊距t（mm）0.25~1.51.5~6620030040050060080010001200辊数n19~2911~177~911974．辊身长度L板材：型材：取决于孔型数目。5．轿直速度v矫直速度主要根据生产率来确定，还要考虑到被矫产品的种类。mmBL)300~100(max二、拉伸矫直机（张力矫直机）1）工作原理：对薄板带两端施加张力，达到矫平的目的。2）特点：需要较大的张力，故能耗较大。1、拉伸矫直机2、拉伸弯曲矫直机1）工作原理：结合连续式拉伸矫直和辊式矫直的特点而发展起来的，由两组张力辊及位于中间的弯曲辊和矫平辊组成。由张力辊的张力和弯曲辊形成的弯曲应力叠加的合成应力，矫平带材。2）特点：能耗小矫平质量高。拉伸弯曲矫直机结构图结构特点：拉伸弯曲矫直机由张力辊组和拉伸机座组成：1）拉伸弯曲机座是使带材产生拉伸弯曲变形的设备，一般由两个单元——弯曲辊单元和矫直辊组单元组成。弯曲辊单元用于使带材在张力作用下，经剧烈地反复弯曲变形，以达到工艺要求的延伸率。矫直辊单元用于将剧烈弯曲后的带材矫直。2）张力辊组的作用是使带材产生张力，它由入口张力辊组和出口张力辊组成。张力就是由出口张国辊驵的线速度高于入口张力辊组。张力是由这一线速度的差产生的。课后作业:1.矫正机的作用是什么？有哪些类型？2.型钢矫直用什么矫直机？它分几种？各有什么特点？3.辊式矫正机的参数有哪些？4.辊式矫正机的最大允许辊距tmax和最小允许辊距tmin的确定原则是什么？3.辊式矫正机选择辊数n的原则是什么？