導(dǎo)語(yǔ)：拉伸彎曲矯直機(jī)研究論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點(diǎn)，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1拉矯機(jī)原理

2.1輥式矯直的原理

板材在輥式矯直機(jī)上矯直時(shí)，板材是在矯直輥的壓力作用下發(fā)生純彎曲彈塑性變形，其中性層即零應(yīng)力軸線仍然是矩形截面的幾何軸線。

2.2張力矯直的原理

帶材在連續(xù)張力機(jī)上矯直時(shí)，在張力輥的張力作用下，橫截面產(chǎn)生均勻的拉伸應(yīng)力，而獲得均勻的塑性伸長(zhǎng)。

2.3拉伸彎曲矯直的原理

連續(xù)拉伸彎曲矯直機(jī)綜合了連續(xù)張力矯直機(jī)與輥式矯直機(jī)的特點(diǎn)，其是在張力輥的拉伸和彎曲輥連續(xù)交替反復(fù)彎曲的聯(lián)合作用下使帶材產(chǎn)生塑性延伸而獲得矯直的工藝過程。矯直過程是使處于張力作用下的帶材，經(jīng)過彎曲輥劇烈彎曲時(shí)，帶材由于彎曲應(yīng)力和拉伸應(yīng)力的聯(lián)合作用產(chǎn)生彈塑性延伸變形，從而使三元形狀缺陷得以消除，隨后再經(jīng)矯直輥將殘余曲率矯平。

彎曲輥的作用使得帶鋼單面受到塑性延伸變形，并且造成整個(gè)橫截面上的應(yīng)力不均，根據(jù)這種變形原理，帶張力的帶鋼至少要通過兩個(gè)彎曲輥，進(jìn)行整個(gè)板面均勻的延伸，再經(jīng)過一個(gè)矯直輥，對(duì)殘余應(yīng)力進(jìn)行重新分布均衡。為了適應(yīng)不同厚度帶鋼的矯直需要，要設(shè)置兩組彎曲-矯直輥。

3拉矯機(jī)的結(jié)構(gòu)

拉矯機(jī)由張力輥組與拉伸彎曲機(jī)座組成，據(jù)不同的工藝要求和現(xiàn)場(chǎng)條件，這兩組有多種形式。

3.1拉伸彎曲機(jī)座

拉彎矯直機(jī)座使帶材產(chǎn)生拉伸彎曲變形，由彎曲輥單元與矯直輥單元組成，彎曲輥由兩個(gè)或多個(gè)小直徑的彎曲輥，它使帶材在張力作用下，經(jīng)過劇烈的反復(fù)彎曲變形，導(dǎo)致帶材產(chǎn)生塑性延伸，以達(dá)到工藝要求的延伸率。

彎曲輥機(jī)座的結(jié)構(gòu)，要據(jù)工藝要求進(jìn)行合理確定結(jié)構(gòu)形式，工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)滿足工藝要求使用性能，應(yīng)用方便合理，設(shè)備制造工藝能達(dá)到設(shè)備要求性能。

3.1.1彎曲輥單元

彎曲輥的作用：彎曲輥用做產(chǎn)生彎曲應(yīng)力并在拉伸應(yīng)力的聯(lián)合作用下產(chǎn)生彈塑性延伸，實(shí)現(xiàn)鋼帶的塑性延伸，因?yàn)閺澢伒膹澢鷳?yīng)力在帶鋼的橫截面上呈方向性，在單側(cè)實(shí)現(xiàn)的塑性延伸，為達(dá)到兩側(cè)的變形均勻，必須采用方向相反的兩個(gè)彎曲輥，彎曲輥用以實(shí)現(xiàn)帶鋼的塑性延伸，消除帶材的三元缺陷。

彎曲輥的型式很多，根據(jù)需要選擇各種彎曲輥結(jié)構(gòu)組成形式，以達(dá)到校正不同種類帶鋼的目的。

3.1.1.1彎曲輥結(jié)構(gòu)

彎曲輥組成類型：多支撐輥系型、V型浮動(dòng)輥型、Y型浮動(dòng)輥型等結(jié)構(gòu)形式組成，一般的根據(jù)帶鋼的厚度進(jìn)行結(jié)構(gòu)形式的選擇，矯直一般薄帶鋼時(shí)選用多支撐輥系型，并根據(jù)校平帶鋼厚度范圍要求，選擇單彎或雙彎結(jié)構(gòu)。矯平高強(qiáng)度帶材或極薄帶材時(shí)，選用V型浮動(dòng)輥型或Y型浮動(dòng)輥型的結(jié)構(gòu)形式，對(duì)于AKC鋼經(jīng)過二次冷軋后在冷硬狀態(tài)下進(jìn)行矯直，σb≥560MPa，σs≥530MPa，對(duì)于因瓦合金則屈服極限更高，選用浮動(dòng)輥型。

彎曲輥的布置形式：多排彎曲輥形式，

多排彎曲輥形式彎曲輥直徑較大，通常用于矯直屈服極限較低的帶材，如σs＝300～350MPa。根據(jù)帶材要求厚度范圍，選用單彎或雙彎成對(duì)布置形式，

彎曲輥的調(diào)整結(jié)構(gòu)：彎曲輥調(diào)整壓下深度，以調(diào)整彎曲輥上的包角，實(shí)現(xiàn)延伸率的控制。

彎曲輥的調(diào)整結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、工作原理、功能實(shí)現(xiàn)、性能特點(diǎn)要適應(yīng)于工藝要求，能便利實(shí)現(xiàn)工藝性能，達(dá)到功能實(shí)現(xiàn)保證質(zhì)量需要。

彎曲輥機(jī)座的自動(dòng)傾斜控制，整個(gè)機(jī)座可傾斜±10°。以此改變帶鋼的出口角度，實(shí)現(xiàn)拉伸量調(diào)節(jié)并消除橫向彎曲。

出口順導(dǎo)輥

順導(dǎo)輥直徑大約為Φ200mm

3.1.1.2彎曲輥工藝技術(shù)參數(shù)

彎曲輥直徑：彎曲輥直徑，與帶材厚度及帶材的屈伏限有關(guān)，采用小直徑彎曲輥時(shí)，不僅矯正效果好，而且還能相應(yīng)的減小帶材單位張力。但輥?zhàn)又睆竭^小，將使輥?zhàn)愚D(zhuǎn)速增加，輥?zhàn)幽p加大而降低使用壽命；相應(yīng)的剛性減小，降低矯正質(zhì)量，應(yīng)有提高剛性的措施。

資料表明：a型式彎曲輥推薦彎曲輥?zhàn)钚≈睆綖?0mm，帶材厚度增加時(shí)輥?zhàn)又睆较鄳?yīng)增加。浮動(dòng)輥形式多用于矯正極薄的高強(qiáng)度帶材，因帶材的彎曲半徑和輥?zhàn)影霃较嘟?，減小輥?zhàn)又睆綄?duì)矯正質(zhì)量影響很大，其直徑最小可達(dá)6～20mm,帶材越薄，材料屈服極限越高，則輥徑應(yīng)該越小。屈服極限對(duì)彎曲輥直徑選擇的影響：材料屈服極限越高，則輥徑應(yīng)越小。

3.1.2矯直輥單元

矯直輥的作用：矯直輥用以完成彎曲校正帶材上的殘余應(yīng)力，使應(yīng)力分布均勻，改善帶材上的應(yīng)力分布結(jié)構(gòu)，在帶材橫截面上平衡對(duì)稱（沿縱向及橫向）。

矯直輥由一個(gè)或幾個(gè)矯直輥組成，用以將劇烈彎曲后的帶材矯平。

矯直輥的形式有多種，有的采用大輥矯直，有的主張采用小輥矯直，有的布置為輥式矯直機(jī)的方式，有的布置為彎曲輥方式等，根據(jù)現(xiàn)有的研究表明：歐美多采用大輥方式，而德國(guó)希望為小輥模式，在這些理論研究中國(guó)內(nèi)接觸很少，對(duì)矯直輥的作用機(jī)理還沒有深入的了解和認(rèn)識(shí)。最終板形的質(zhì)量影響是看矯直的效果，即是最終在鋼板上的應(yīng)力分布。

矯直輥將彎曲輥劇烈彎曲矯直的帶材上的殘余應(yīng)力在張力拉伸和小包角的聯(lián)合作用下消除。矯直輥上的包角較小在整個(gè)帶材斷面上有相同的延伸，以便將帶材上的微小殘余應(yīng)力消除保證帶材具有高度的平直度。

矯直輥系有相應(yīng)的順導(dǎo)輥、矯直輥組、出口導(dǎo)向輥等。

3.2張力輥組

張力輥組一般由入口和出口呈S形分布的張力輥組成，作用是使帶材產(chǎn)生一定的張力，后張力輥組的線速度高于前張力輥組，帶鋼的張力是由線速度差產(chǎn)生的。入口張力輥的作用是提高入口段張力，使帶鋼達(dá)到拉伸所需的拉伸力；出口張力輥的作用是使帶鋼張力降低到輸出值。

張力輥的數(shù)目及布置形式?jīng)Q定于帶材拉彎所需的最大拉伸力和工藝現(xiàn)場(chǎng)條件。

3.2.1張力輥的直徑

確定張力輥直徑的原則是帶材在張力輥上應(yīng)保持彈性變形，主要據(jù)不同帶厚條件進(jìn)行相應(yīng)的計(jì)算確定。

張力輥直徑計(jì)算公式為D=hE/σs

h－帶材厚度，

E－帶材彈性模量，

σs－帶材屈伏限。

此公式計(jì)算出張力輥直徑往往過大，實(shí)際選定張力輥直徑時(shí)允許帶材在輥?zhàn)佑猩倭康膹椝苄詮澢冃?，一般輥徑?00～1500mm范圍內(nèi)，據(jù)帶材不同厚度合理選用。

3.2.2張力輥的數(shù)量

張力輥的數(shù)量主要取決于矯直帶材時(shí)所需的張力值，張力輥依靠輥面與帶材的摩擦力傳遞張力，所傳遞的張力值與輥面摩擦系數(shù)及帶材對(duì)張力輥的包角有關(guān)。

張力計(jì)算公式有T2=T1efα

f－帶材與輥面的摩擦系數(shù)，

α－帶材在輥上包角總和，α為弧度值，取實(shí)際包角，

e－自然對(duì)數(shù)的底e＝2.718。

實(shí)際使用的是由于金屬?gòu)椥宰冃螌?shí)際包角α′小于理論包角α，理論包角乘以0.8～0.9換算成實(shí)際包角α′。一般理論計(jì)算包角α為450°時(shí)，實(shí)際包角α′為（0.8～0.9）α＝360～405°，則弧度值á＝6.283～7.06858。對(duì)于鋼輥?zhàn)优c帶鋼的摩擦系數(shù)f取0.15～0.18，對(duì)于包膠輥f取0.18～0.28，當(dāng)表面橡膠磨光后，摩擦系數(shù)f應(yīng)比原有數(shù)值降低50％左右。

經(jīng)驗(yàn)選取摩擦系數(shù)的取值，進(jìn)行擴(kuò)大系數(shù)的計(jì)算。

摩擦張力輥的張力由入口張力和出口張力組成，張力是由帶鋼與輥?zhàn)娱g的摩擦力形成的，出入口之間的張力關(guān)系為張力擴(kuò)大系數(shù)efα′,從上式看張力差只與摩擦系數(shù)f、實(shí)際包角α′有關(guān)，但是擴(kuò)大系數(shù)的實(shí)現(xiàn)要靠張力輥電機(jī)提供出相應(yīng)的傳動(dòng)力矩，傳動(dòng)力矩過小實(shí)現(xiàn)不了這個(gè)擴(kuò)大系數(shù)，傳動(dòng)力矩過大則產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。張力輥外端的小張力由此張力輥系統(tǒng)外的張力設(shè)備提供；必須由此外加張力實(shí)現(xiàn)在張力輥上的壓應(yīng)力來產(chǎn)生摩擦力，這個(gè)外張力增大張力輥提供的張力也相應(yīng)增大，此外壓應(yīng)力應(yīng)在運(yùn)行時(shí)保持穩(wěn)定。

電動(dòng)機(jī)的力矩M=2T2(efα′-1)/D(電動(dòng)機(jī)狀態(tài)T1>T2)張力輥擴(kuò)大張力為T2(efα′-1)，電動(dòng)機(jī)的功率計(jì)算為：

N=Mn/(9550η)

M－張力輥上傳動(dòng)力矩,N·m；

n－張力輥的轉(zhuǎn)速r/min；

η－張力輥上的傳動(dòng)效率（包括電機(jī)效率），取η＝0.8。

3.2.3張力輥的布置形式

張力輥的布置形式有多種，工藝要求使得工藝設(shè)備選型不一，則工藝設(shè)備布置位置也不一致，工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)及張力輥的布置形式也會(huì)不一樣。一般有兩輥式和四輥式。

4.拉矯機(jī)在實(shí)際中的應(yīng)用

1700mm拉伸彎曲矯直機(jī)組為例。

4.1拉矯機(jī)的參數(shù)

4.1.1拉矯機(jī)基本工藝參數(shù)

工藝速度：Max220m/min；穿帶速度：30m/min；機(jī)組設(shè)計(jì)延伸率：Max.3％；開卷張力：20kN；

卷取張力：40kN；拉矯段張力：≤210kN；

機(jī)組長(zhǎng)度：40m；機(jī)組標(biāo)高：900mm；機(jī)組產(chǎn)量：30萬噸/年；

矯直鋼帶規(guī)格：0.15－1.5mm×800－1580mm。

4.1.2延伸率工藝控制要求

延伸率控制對(duì)拉伸彎曲矯直機(jī)矯正板形有很大影響，帶材延伸率的變化范圍一般在0.5％～3％。通常的帶材材質(zhì)為普通碳鋼，延伸率一般選取在0.8％～1.5％范圍內(nèi)。

4.2應(yīng)用效果和存在的問題

拉矯機(jī)組未投產(chǎn)之前，曾經(jīng)因?yàn)閹Р拇嬖诶诵巍⑵扒热毕荻斐僧a(chǎn)品質(zhì)量降級(jí)，影響正常銷售。

拉矯機(jī)投入使用之后，通過設(shè)定合理的延伸率和彎曲輥的壓下量及出入口張力，帶材的邊浪和中間浪得到了明顯矯直平整?，F(xiàn)以0.6×1150mmSPCC鋼帶為例，對(duì)拉矯機(jī)的使用效果做一說明。

生產(chǎn)0.6×1150mmSPCC鋼帶，設(shè)定延伸率為0.5%，第一彎曲輥壓下深度為6.5mm，第二彎曲輥壓下深度為4.5mm，矯直輥的壓下深度為3.2mm和2.5mm，入口張力設(shè)定為28.5kN，出口張力設(shè)定為40.5kN。生產(chǎn)中根據(jù)出口帶材的平直度對(duì)矯直機(jī)的壓下量進(jìn)行微調(diào)整，使帶材的平直度達(dá)到最佳。使用拉矯機(jī)前后帶材的平直度對(duì)比情況如圖1所示：

由圖1可以看出，使用拉矯機(jī)之后，帶材的平直度得到了明顯改善，浪形由原來的15I降低到4I。

對(duì)較薄規(guī)格的帶材，拉矯機(jī)的使用效果會(huì)更加明顯。但是，拉矯機(jī)對(duì)于退火料的拉伸矯直，板形的平直度雖然得到改善，但板形表面易出現(xiàn)拉矯紋，在延伸率大于0.5％時(shí)拉矯紋會(huì)更加明顯。因此，拉矯機(jī)對(duì)于普碳鋼冷硬板的生產(chǎn)，會(huì)有很好的拉伸矯直效果。但對(duì)于退火帶材的平整矯直，還要放在平整機(jī)之后進(jìn)行。

5結(jié)束語(yǔ)

為適應(yīng)帶材精度越來越高的需要，拉矯機(jī)的應(yīng)用也越來越廣泛。人們對(duì)于拉矯機(jī)的工作原理、設(shè)備性能也越來越熟悉。熟練的工藝操作，可保證拉矯的作業(yè)率及產(chǎn)品質(zhì)量。但是退火帶材易出現(xiàn)拉矯紋，且延伸率越大，拉矯紋越厲害。平整后的帶材不易產(chǎn)生拉矯紋。所以拉矯工藝放在帶材平整之后，一般不能采用拉矯代替平整。

【摘要】拉伸彎曲矯直機(jī)是近展起來的一種新型矯直設(shè)備，它綜合了輥式矯直機(jī)和拉伸矯直機(jī)的優(yōu)點(diǎn)。拉伸彎曲矯直機(jī)由矯直機(jī)工作機(jī)座、彎曲輥組、矯直輥組、張力輥組等結(jié)構(gòu)組成。它能消除帶材的瓢曲、邊緣浪形和鐮刀彎等三元形狀缺陷。現(xiàn)場(chǎng)安裝使用拉矯機(jī)之后，帶材的平直度由原來的15I提高到4I，板形質(zhì)量得到了明顯改善。

【關(guān)鍵詞】拉拉伸彎曲矯直機(jī)張力延伸率