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渐进矫直原理分析及拉矫机应用研究

渐进矫直原理分析及拉矫机应用研究
渐进矫直原理分析及拉矫机应用研究

钢丝矫直机系统设计

钢丝矫直机设计 摘要 钢丝矫直机是钢质线材等进行矫直的设备。矫直机通过矫直辊对线材进行挤压使其改 变直线度。一般有两排矫直辊,数量不等。也有两辊矫直机,依靠两辊(中间内凹,双曲 线辊)的角度变化对不同直径的材料进行矫直。主要类型有压力矫直机、平衡滚矫直机、 鞋滚矫直机、旋转反弯矫直机等等。 矫直机的矫直过程是:辊子的位置与被矫直制品运动方向成某种角度,两个或三个大的 是主动压力辊,由电动机带动作同方向旋转,另一边的若干个小辊是从动的压力辊,它们 是靠着旋转着的圆棒或管材摩擦力使之旋转的。为了达到辊子对制品所要求的压缩,这些 小辊可以同时或分别向前或向后调整位置,一般辊子的数目越多,矫直后制品精度越高。 制品被辊子咬入之后,不断地作直线或旋转运动,因而使制品承受各方面的压缩、弯曲、 压扁等变形,最后达到矫直的目的。 前言 矫直技术属于金属加工学科的一个分支,已经广泛应用于日用金属加工业,仪器仪表 制造业,汽车、船舶和飞机制造业,石油化工业,冶金工业,建筑材料业,机械装备制造业,以及精密加工制造业。矫直技术在广度和深度方面的巨大发展迫切要求矫直理论能进 一步解决一些疑难问题,推动开发新技术和研制新设备。尤其在党的十六大之后,要求用 信息化带动工业化,矫直技术也要跟上时代。首先要在矫直机设计、制造、矫直过程分析、矫直参数设定及矫直质量预测等方面搞好软件开发;其次要进行数字化矫直设备的研制, 使矫直技术走上现代化的道路,不断丰富金属矫直学的内容。 矫直技术多用于金属条材加工的后道工序,在很大程度上决定着产成品的质量水平。 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,但其破坏作用的机理直到20世纪80年代末才被阐明。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,如弯距和矫直曲率等都缺少通用表达式。 正文 一、概述 钢丝在拉拔过程中,由于加工变形、受热或冷却的不均匀,不可避免地会产生残余应力。残余应力的在,对成品钢丝的质量是非常有害的,比较直观的是影响钢丝的平直度。严重的会产生“鸡窝线”、“元宝线”等,使钢丝无法正常使用。目前许多客户除对钢丝的力学性能有较高要求外,对钢丝平直度的要求也愈来愈高。如某些用于高档床垫的床用钢丝,要求线盘平整,无大小圈,螺距不大于20inill等为了满足客户的这些要求,就必须对成品钢丝进行有效的矫直。

拉矫机设计原理

【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。 3.1拉伸弯曲机座 拉弯矫直机座使带材产生拉伸弯曲变形,由弯曲辊单元与矫直辊单元组成,弯曲辊由两个或多个小直径的弯曲辊,它使带材在张力作用下,经过剧烈的反复弯曲变形,导致带材产生塑性延伸,以达到工艺要求的延伸率。 弯曲辊机座的结构,要据工艺要求进行合理确定结构形式,工艺设备结构满足工艺要求使用性能,应用方便合理,设备制造工艺能达到设备要求性能。 3.1.1弯曲辊单元 弯曲辊的作用:弯曲辊用做产生弯曲应力并在拉伸应力的联合作用下产生弹塑性延伸,实现钢带的塑性延伸,因为弯曲辊的弯曲应力在带钢的横截面上呈方向性,在单侧实现的塑性延伸,为达到两侧的变形均匀,必须采用方向相反的两个弯曲辊,弯曲辊用以实现带钢的塑性延伸,消除带材的三元缺陷。 弯曲辊的型式很多,根据需要选择各种弯曲辊结构组成形式,以达到校正不同种类带钢的目的。 3.1.1.1弯曲辊结构 弯曲辊组成类型:多支撑辊系型、V型浮动辊型、Y型浮动辊型等结构形式组成,一般的根据带钢的厚度进行结构形式的选择,矫直一般薄带钢时选用多支撑辊系型,并根据校平

矫直机控制原理的分析与应用

[摘要]根据济钢4300mm 矫直机的使用情况,描述矫直机的矫直原理,主要分析液压HGC 系统、弯辊系统、传动系统的控制原理和功 能,自动化一级和二级之间的数据交换。[关键词]矫直机;自动化;一级系统;二级系统矫直机控制原理的分析与应用 韩妍妍 (济南钢铁股份有限公司,山东济南 250100) 随着中厚板市场压力的增大,钢板的表面和外观,成为各生产线最直观的竞争力。高质量的钢板应具备优良的性能,平直的板型,光洁的表面,高精度的尺寸。进而高性能的矫直机在中厚板的生产过程中起到了不可或缺的作用。 济钢4300产线,配备4台矫直机,预矫1台,在精轧机机后MULPIC 前,保证水冷之前钢板平直,防止钢板翘头翘尾或边浪造成的钢板冷却不均匀。热矫直1台,在MULPUC 出口冷床入口,矫直热态钢板。冷矫1台,在精整区,根据生产需要可设为离线和在线两种状态。热处理矫1台,矫直热处理后的钢板。 1矫直机的矫直原理 钢板轧制时,由于轧件温度不均匀,延伸偏差,冷却和输送等原因,不可避免地造成轧后钢板出现浪型或瓢曲。为了确保成品钢板平直符合产品标准规定,轧后钢板必须进行矫直。 轧件在矫直机中经过交错排列的矫直辊多次反复弯曲,使原有曲率的不均匀度逐渐减小,矫直工艺原理就是通过辊间的可逆弯曲将产品拉伸,确定拉伸程度的主要标准叫“塑性变形率”,定义被拉伸至屈服强度以上的相对钢板厚度。矫直工艺的目的就是将钢板拉伸,使所有纤维达到相同长度。 图1矫直过程应力分布情况 在矫直过程中钢板中间部分为弹性变形区,两侧为塑性变形区,设钢板厚度为T ,弹性变形区厚度为Te ,则热矫直钢板塑性变形比率为: PR=塑性变形率=(T-Te )/T=1-[2.σ0/(Rplate.T.E )]热矫直工艺常用塑性变形率范围是60%~70%。矫直机设置要让矫直机第三辊塑性变形率最大,然后均匀减小,让残余应力在矫直机出口降到最低水平。 2矫直机的控制思想和实现过程 矫直机的自动化部分分为:一级系统( L1)和二级系统(L2)。L2的作用是计算矫直的设定值,并下发给L1。L1执行设定值,并把矫直的实际值发给L2,形成闭环控制,优化矫直参数,达到更好的矫直效果。整个矫直过程的实现可分为四种模式:全自动模式,自动模式,半自动模式,手动模式。 2.1矫直机的一级控制系统 矫直机的L1由两套S7-400的PLC 构成,配置416-2的CPU ,ProfibusDP 和以太网通讯的模块,以及数字量和模拟量的输入输出模块。主要实现的功能: 1)传动控制。 2)辊缝、弯辊、入出口导辊的控制。 3)辅助功能的控制,包括:上框架平衡系统,接轴及辊系锁紧系统,上辊系锁定,换辊及冷却系统。 4)顺序控制,包括:矫直机的标定,设定值的预摆,道次的管理。5)安全功能。 6)监控及人机界面,消息和报警系统。2.1.1传动控制的主要功能 电机采用西门子S120装置控制,与PLC 之间以DP 通讯的方式传递数据。矫直机咬入钢板后,由咬入加速到矫直速度再减速到抛钢速度,9根工作辊由两台主电机进行分组控制。 当钢板的头部在第一组控制分组的工作辊内时,1#电机的力矩极限根据头部在第一组辊内的位置进度减小,防止接轴过力矩,矫直速度由1#电机控制。2#电机保持速度控制,力矩被控制在正常的范围内。当钢板头部到第一组辊的第三根辊子下面时,2#电机的加速度以一定的等变率减小。计算该等变率,在头部走出第一组工作辊时取消加速度。这时,2#电机的力矩极限被提高到最大电机力矩,这样钢板速度由第二个电机按S-RAMP 速度曲线进行控制。当钢板尾部在第二组控制分组的工作辊内时,尾部走出第一组控制分组的工作辊,2#电机是速度控制。第二个传动的力矩极限逐渐从最大传动力矩减小到最后接轴的最大力矩。要按照尾部在第二组辊内的进度减小。当尾部走出矫直机时,力矩极限等于最后接轴的最大力矩。出口处的CMD6检测到钢板尾部时,速度主控器用S-RAMP 降低矫直机辊的速度基准,入口/出口辊道速度降为0。 2.1.2HGC 液压辊缝控制 为了控制上框架的位置和矫直辊缝,矫直机采用4个辊缝控制液压缸。这种长行程的液压缸安装在矫直机上框架的四个角上,每一个液压缸通过一个伺服阀控制。PLC 中液压缸压力的反馈值两两比较,超限值后,HGC 自动开环泄压,辊缝抬到最大,起保护作用。液压缸的位置传感器定期进行零点校准,自动回零。然后将HGC 系统选择 CLOSELOOP (闭环)控制状态,设置辊缝的控制程序在PLC 中运行。PLC 通过以太网与L2通讯,L1接收到预设数据之后,控制相应的伺服阀进行动作,达到设定的辊缝位置。设定值也可以通过HMI 画面手动设置或者通过操作台上的主令控制。相应的位置检测值、矫直力检测值等传回L2,作为下一次计算的自适应值,保证更好的矫直效果。 2.1.3弯辊控制原理 弯辊系统用于补偿矫直过程中自然观察到的矫直辊和箱体偏差。弯辊系统可在矫直过程中使矫直辊保持平行。 弯辊结构是上矫直辊和支承辊箱体安装在一个可收缩开式框架上。该框架被分成两部分,由活动接头连接。框架顶部的偏心可将这两部分分离,使矫直辊弯曲。内部装有位置传感器的液压缸启动该偏心。2个压力传感器给出液压缸每个腔的压力反馈。一个伺服比例阀传动弯辊缸,可控制其位置和过载保护。改变弯辊位置只能在矫直机无负载时进行。负载下的运动不可逆。 2.1.4辊道速度与矫直机速度的同步 辊道的控制权是用“token ”形式传递的。“token ”通过轧机的LCO 系统分配,轧机有专门的TDC 系统负责全线的物料跟踪,LCO 系统根据跟踪的物料位置分配“token ”。当钢板到达矫直机时,上一工序的工作已完成,矫直机处于“ready ”状态,LCO (下转第105页)

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1.1 1.2 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

张力矫直机组矫直原理

张力矫直机组矫直原理 彭俊新 摘要:介绍影响拉矫机组带钢板形的因素,矫直原理和一些参数的确定方法。 关键词:拉矫机组;张力;矫直辊;延伸率 The Straightening Principle of Tension Leveller Line Peng Junxin Abstract:This thesis introduce the facters affecting stainless steel strip’s level and the srtainhtening principle of tension leveller line.It also canvass how to ascertain some parameters. Key words:tension leveler line;tension ;straightening roll;stretch ratio 1 前言 不锈钢市场竞争日趋激烈,用户对不锈钢板、卷的质量要求越来越高,板形是其中一个重要指标之一。常用的改善板形的方法有拉伸矫直,弯曲矫直和拉伸弯曲矫直三种。比较而言拉伸弯曲矫直的效果比较好,尤其是对于高强度钢和薄料,矫直效果好,效率高。 2 拉伸弯曲矫直的原理 带钢的板形缺陷主要有边浪,中浪,瓢曲,翘曲,镰刀弯,这些缺陷从根本上说都是在带钢轧制过程中不同方向上延伸差异形成的。 拉伸弯曲矫直是对带材进行拉伸和弯曲变形,通过弯曲应力和拉伸应力的叠加,使应力达到屈服极限,将带材平直部分的纤维长度拉长,同时将波浪部分的纤维也拉长,弹性恢复后,带钢的纤维长度保持相同,因而带材就变平直了。决定矫直效果的主要因素是延伸率,

矫直机

矫直机 YJ系列悬臂式型钢矫直机 YJ200机、250机型采用立式电动机直接与矫直机连接,减速机构安置在矫直机机体内,使整机结构紧凑合理,体积小。本机均采用滚动集中自动润滑轴承,提高了矫直机精度和耐用度,并在上辊设置了平衡装置,避免了型材进入孔型时产生的冲击现象,另外,滚距选用不等式,使矫直效果更为理想。 YJ350、450二个机型采用卧式电动机,用联轴器与设在机体内的减速机直接连接,具有YJ250以下矫直机共同特点,YJ450设有电动升降调节设备。 技术参数:

注:表中最大塑性弯曲力按形钢的屈服极限δs≤400MPa 计算 YJ 系列悬臂式型钢矫直机 1、YJ550、600矫直机由主电机、减速机、矫直机三大件组成,并设有电动升降调节装置,矫直机架为上下分体式结构。使设备维修方便、体积小、重量轻、集中自动润滑等特点。 2、YJ700、YJ800矫直机由主电机、联合齿轮箱、冶金万向轴、胶纸机架四大件组成。YJ550、YJ600、YJ700、YJ800具有

注:表中最大塑性弯曲力距按形钢的屈服极限δs≤400MPa计算 矫直机 WGJ系列卧式双曲线圆材矫直机 本机器用于矫直黑色、有色金属管子、棒材的弯曲度,同时可减少其断面之椭圆度。本机器结构紧凑重量轻,投资少,收效快。技术要求:

G J系列立式双曲线圆材矫直机 G J系列立式双曲线矫直机利用多次反复弯曲轧件原理,管材边旋转边千斤,从而获得对轴线对称的形状,达到矫直目的,其特点:立式配置、双向上、下驱动,易于咬入、矫直精度高,适用于在线连续作业。 技术要求:

矫直机 YJG-40行三辊圆材矫直机 本机是对黑色和有色冷拉圆、棒材进行精矫的先进设备,具有精度高、重量轻、维修方便等特点。该机由电机、减速装置、进出口导位组成。并能对小规格同时双料矫直。 管棒材矫直机 本机器用于矫直黑色、有色金属管子、棒材的弯曲度,同时可减小其断面之椭圆度。本机器结构紧凑,重量轻,投资少,收效快。同时可根据用户需要设计、制造特殊规格的矫直机。

钢丝矫直机系统设计

上海新侨职业技术学院 毕业综合训练 (报告、设计说明书) 专业班级:机电J073 课题名称:钢丝矫直机设计 指导教师:金建刚 学生姓名:过晔苗 完成日期: 2010.6.5

目录 一、摘要 (2) 二、前言 (3) 三、正文 (4) 四、结论 (15) 五、致谢 (16) 六、参考文献 (17)

钢丝矫直机设计 摘要 钢丝矫直机是钢质线材等进行矫直的设备。矫直机通过矫直辊对线材进行挤压使其改变直线度。一般有两排矫直辊,数量不等。也有两辊矫直机,依靠两辊(中间内凹,双曲线辊)的角度变化对不同直径的材料进行矫直。主要类型有压力矫直机、平衡滚矫直机、鞋滚矫直机、旋转反弯矫直机等等。 矫直机的矫直过程是:辊子的位置与被矫直制品运动方向成某种角度,两个或三个大的是主动压力辊,由电动机带动作同方向旋转,另一边的若干个小辊是从动的压力辊,它们是靠着旋转着的圆棒或管材摩擦力使之旋转的。为了达到辊子对制品所要求的压缩,这些小辊可以同时或分别向前或向后调整位置,一般辊子的数目越多,矫直后制品精度越高。制品被辊子咬入之后,不断地作直线或旋转运动,因而使制品承受各方面的压缩、弯曲、压扁等变形,最后达到矫直的目的。

前言 矫直技术属于金属加工学科的一个分支,已经广泛应用于日用金属加工业,仪器仪表制造业,汽车、船舶和飞机制造业,石油化工业,冶金工业,建筑材料业,机械装备制造业,以及精密加工制造业。矫直技术在广度和深度方面的巨大发展迫切要求矫直理论能进一步解决一些疑难问题,推动开发新技术和研制新设备。尤其在党的十六大之后,要求用信息化带动工业化,矫直技术也要跟上时代。首先要在矫直机设计、制造、矫直过程分析、矫直参数设定及矫直质量预测等方面搞好软件开发;其次要进行数字化矫直设备的研制,使矫直技术走上现代化的道路,不断丰富金属矫直学的内容。 矫直技术多用于金属条材加工的后道工序,在很大程度上决定着产成品的质量水平。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,但其破坏作用的机理直到20世纪80年代末才被阐明。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,如弯距和矫直曲率等都缺少通用表达式。

提高拉矫机工作辊使用寿命的研究

提高拉矫机工作辊使用寿命的研究 发表时间:2017-10-17T13:20:38.313Z 来源:《基层建设》2017年第18期作者:任昊 [导读] 摘要:本文通过对1550酸轧机组拉矫机工作辊工作原理以及特点的分析,找出其失效机理,并提出了改进提高工作辊寿命的措施。 上海理工大学上海 200093 摘要:本文通过对1550酸轧机组拉矫机工作辊工作原理以及特点的分析,找出其失效机理,并提出了改进提高工作辊寿命的措施。文中提出一种新的工作辊材料BYCr12Co,在酸轧机组上用它来代替原GCr15材料,不仅提高了矫直机工作辊的寿命,而且表现出了优异的性价比,获得良好经济效益。 关键词:拉矫机;工作辊;失效机理;使用寿命 现代酸洗机组普遍采用拉伸矫直机,一般放置在酸洗工艺段之前,其作用有两个:一是通过弯曲拉伸变形来改善来料板形,保证轧机轧制时获得良好板形;另一个是破碎带钢表面氧化铁皮,以便在酸洗槽中酸液从氧化铁皮裂缝进入,提高酸洗速度及改善带钢表面质量。1550酸轧机组拉矫机是引进的日本三菱日立公司制造的设备,工作辊一直由日本三晃公司提供,材质为GCr15。由于该机组现今主要生产硅钢,拉矫机工作辊磨损快、损耗大,导致了拉矫机工作辊使用寿命短,换辊频繁。 1 拉矫机工作原理及特点 拉伸矫直机结合了多辊矫直与纯拉伸矫直的优点,利用铁基体及氧化铁皮覆层材料性能的巨大差异,采用机械方法反复弯曲,基体材料受力后产生一定的弹塑性变形,表面氧化铁皮则由于不具有塑性且破坏强度较低,同时氧化铁皮与铁基体附着力差,这样当氧化铁皮由于不能适应金属形状变化而引起的内应力大于其破坏强度时,它便要破裂。带材在经过弯曲辊时,上下表面处于不同的应力状态,最终产生不同形式的氧化铁皮剥落[1]。带材在拉伸弯曲作用下,弯曲中性层从几何中心层移向弯曲内侧,弹复时以几何中心恢复弯形,弹复曲率变小,并产生剩余延伸率,使板带材留下拉长变薄的永久变形,从而实现矫直作用。拉矫机能有效地消除热轧来料中的浪形和瓢曲等板形缺陷。 拉矫机工作辊受支撑辊轴承组元支撑,带钢经过工作辊时形成20°~ 25°的包角,在拉伸摩擦力的作用下,带动工作辊旋转,支承辊被动作同线速度运转。带钢经过拉矫机时,除对工作辊表面形成正常的压力和磨擦力外,边浪将会形成像刀片一样的切削力冲击工作辊表面,浪形的冲击对辊面损伤严重,破磷过程产生大量氧化破碎片挤入带钢和辊面之间,形成对辊面的倾轧、擦划[2]。 2 工作辊失效机理分析 酸轧机组破磷拉伸矫直机工作辊的失效主要表现为深沟磨损。从工作辊拉坏辊身取样检验,辊面硬度HRC63.5,硬化层深度6~7㎜,心部组织正常,表淬组织为隐晶马氏体+弥散碳化物,晶粒度11,这说明失效辊热处理工艺及结果已使GCr15材料对抵抗磨损做出了几尽所能贡献。 从工作辊的实际主要失效来看,主要为刨削磨损及磨料磨损形式,是由板带的边浪形冲击刮擦,特别是边浪犁刮加上坚硬氧化物的倾轧而形成,由于板材在运行的过程中,浪形的影响,板材对中的需要,将对工作辊除形成径向压力形成粘着磨损外,还将形成轴向力,轴向力将转化为工作辊两端旋转接头的承载力,在与两端挡板接触时将加大工作辊的旋转阻力。使摩擦力大大增加,同时由轴向窜动时板的横向位移,将会使垂直于表面的分力没作用,在硬粒子上的分力使颗粒与表面间发生相对切向运动。由此产生了表面剪切,划伤生成切屑,使表面产生沟槽,当表面与带尖角的硬颗粒发生剪切时,金属类似于连续切屑的形式被切去。1550拉矫机工作辊由于主要对硅钢板进行弯曲,硅钢材料硬度远高于普通板材,另外由于含较高的硅,材料脆性大,边缘锋利,在与工作辊接触工作时,相当于很多的硬脆磨粒对工作辊加力冲击、切削,同时加上硅较高的氧化物,在加有运动力的磨料磨损中,颗粒的动能以塑性功形式消耗于塑性表层内。这就使得表面被压陷式产生剪切变形。 当颗粒仅仅压陷表时,表面上被挤出层状的剥落物,但如发生剪切变形,材料被挖出表面,对脆性材料,颗粒的动能消耗于裂纹扩展,并使表面破碎。 从理论分析得出,低应力磨粒磨损主要可以从提高硬度来实现,而对于高应力磨粒磨损主要从碳化物强化考虑。同时加上高硬度基体来实现,如果酸轧破磷工作辊无横向切削力,只考虑高应力磨损,可以采取表面碳化物喷涂技术来提高耐磨性。有较高横向横切削力将会对表面碳化物涂层颗粒在基体上进行剪切而使颗粒脱落,这种涂层因对脆性断裂有敏感不宜使用,将无法使其性能得以发挥。所以具有高热强度和高硬度的材料比热强度较低和硬度低的材料更耐磨料磨损和粘着磨损。磨损表面的显微组织不均匀能影响磨损过程,因为像碳化物,夹杂金属间化合物和弥散相等的组织性能与基体不同,像碳化物这类硬的相组织,在一个相当硬的基体中分布很密,金属就耐磨料磨损。 3 提高工作辊寿命的措施 根据失效机理分析,针对酸轧线工作辊研制的一种高耐磨新材料BYCr2Co,BYCr12Co属工具钢类,抗高应力磨损组织优势主要在于含有大量碳化物Cr7C3.Co.VC。碳化物的弥散分布及同坚韧基体的牢固结合,构成了抵抗高应力磨粒磨损的重要因素[3]。BYCr12Co在碳化物硬度,基体韧性碳化物的量方面均优于GCr15,从而耐磨性大大提高。 4 效果对比 经拉矫机3个月的使用,用BYCr12Co制造的工作辊其平均寿命较GCr15提高140%,吨钢辊耗降低了70%,同时降低了换辊周期,提高了生产效率。酸轧辊工况恶劣,BYCr12Co表现出优异的性能,替代原设计用料获得成功。 5 结论 GCr15、9Cr2Mo等传统材料抵抗应力磨损效果较好,如一般生产线:重卷线、剪切线、镀锌(锡)线、精整线等。但对于板面质量要求高,矫直板材强度硬度高且有边浪,酸轧线破磷矫直等要求耐磨性很好或高应力磨粒磨损的生产工况已不适应。 BYCr12Co材料,碳化物数量多,硬度高,弥散分布且支承碳化物的基体韧性好,耐磨性大大提高,尤其在类似酸轧线这样高应力磨粒磨损工况更显耐磨损优势。 参考文献: [1]张静漫,酸轧机组拉矫机在实际使用中出现的问题及原因分析,安徽冶金科技职业学院学报,2005年4月,第15卷第2期; [2]于朝阳,贾明镜,热镀锌机组拉矫机延伸率分析,冶金设备,2009年第03期;

矫直机

太原科技大学 课程设计任务书 专业班级机自112212H班 设计人刘强同组人翟震 设计题目:小型矫直机的设计 设计参数:1、矫直机主电机参数:功率P=3KW, 转速n= 0.267r/s ; 2、主减速机传动比:2.6 ; 3、工作辊数目:19个; 4、工作辊辊距:10mm ; 5、工作辊直径:9.5mm ; 6、工作辊辊长:170 mm ; 7、板坯宽度厚度:115mm 、0.1~1.6mm ; 设计要求:[1] 辊式矫正机基本参数的确定 [2] 矫直功率的计算和电机功率的选择 [3] 主要零部件校核计算 [4] 压下机构的设计计算 [5] 撰写设计说明书。 设计时间:2014年12月17日至2014年12月28 日

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

Abstract The 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 production.and the produce process is very mechanization and automatization.The steelrolling is a importanct technonlogy to fulfill the country need.Also 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 up equipment .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、Surface quality、Mechanization .

拉矫机设计原理

精心整理 【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 2 2.1 2.2 2.3 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。 3.1拉伸弯曲机座

拉弯矫直机座使带材产生拉伸弯曲变形,由弯曲辊单元与矫直辊单元组成,弯曲辊由两个或多个小直径的弯曲辊,它使带材在张力作用下,经过剧烈的反复弯曲变形,导致带材产生塑性延伸,以达到工艺要求的延伸率。 弯曲辊机座的结构,要据工艺要求进行合理确定结构形式,工艺设备结构满足工艺要求使用性能,应用方便合理,设备制造工艺能达到设备要求性能。 3.1.1弯曲辊单元 弯曲辊的作用:弯曲辊用做产生弯曲应力并在拉伸应力的联合作用下产生弹塑性延伸,实现 为 消除带的。 ,对 。 实现工艺性能,达到功能实现保证质量需要。 弯曲辊机座的自动倾斜控制,整个机座可倾斜±10°。以此改变带钢的出口角度,实现拉伸量调节并消除横向弯曲。 出口顺导辊 顺导辊直径大约为Φ200mm 弯曲辊工艺技术参数

弯曲辊直径:弯曲辊直径,与带材厚度及带材的屈伏限有关,采用小直径弯曲辊时,不仅矫正效果好,而且还能相应的减小带材单位张力。但辊子直径过小,将使辊子转速增加,辊子磨损加大而降低使用寿命;相应的刚性减小,降低矫正质量,应有提高刚性的措施。 资料表明:a型式弯曲辊推荐弯曲辊最小直径为30mm,带材厚度增加时辊子直径相应增加。浮动辊形式多用于矫正极薄的高强度带材,因带材的弯曲半径和辊子半径相近,减小辊子直径对矫正质量影响很大,其直径最小可达6~20mm,带材越薄,材料屈服极限越高,则辊径应该越小。屈服极限对弯曲辊直径选择的影响:材料屈服极限越高,则辊径应越小。 3.1.2矫直辊单元 最终板 3.2 张力辊的数目及布置形式决定于带材拉弯所需的最大拉伸力和工艺现场条件。 3.2.1张力辊的直径 确定张力辊直径的原则是带材在张力辊上应保持弹性变形,主要据不同带厚条件进行相应的计算确定。 张力辊直径计算公式为D=hE/σs h-带材厚度,

拉弯矫直机

铝业公司 1750拉弯矫直机技术规格书

目录附件一.乙方供货范围 附件二.主要技术参数 附件三.工艺概述、设备主要功能及装机水平附件四.设备技术说明 4.1机械设备及附属设备 4.2液压设备 4.3电气设备 4.4机、电、液选型及配置说明 附件五.制造质量保证及服务保证 附件六.主要电机参数表 附件七.设计联络及供图范围 附件八.买方供货范围 附件九.安装、调试与验收

附件一、乙方供货范围 序号机组设备名称数量 1 上料小车及存料台1套 2 开卷机1套 3 开卷手动对中装置1套 4 1#夹送切头剪(带入口送料板)1套 5 圆盘剪切机1套 6 废边缠绕机1套 7 高、底压水清洗系统1套 8 烘干单元各1套 9 入口张力辊组(1#-4#张力辊)1套 10 弯曲矫直机组1套 11 出口张力辊组(5#-8#张力辊)1套 12 2#夹送剪切机1套 13 检测平台1套 14 卷取自动纠偏装置1套 15 出口导向送料装置1套 16 卷取机(悬臂四棱锥液压胀缩式)1套 17 卷取自动纠偏装置1套 18 卸料小车及存料台1套 19 皮带助卷器1套 20 喷油系统1套 21 清洗供水系统1套 22 液压系统1套 23 电控系统1套

附件二、主要技术参数 1.来料 1.1材质:纯铝及铝合金1000系列、3000、8011 1.2性能:1)强度极限:σb≤290N/mm2 2)屈服极限:σs≤255N/mm2 1.3宽度:950-1600mm(1000系列、3003、8011) 1.4厚度:0.15-1.2mm(1.5mm) 1.5卷外径:Max.Φ2050mm 1.6卷重:Qmax.13000Kg 1.7套筒尺寸:Φ505/565×1800mm 1.8板形:≤40I 2.成品 2.1材质:纯铝及铝合金1000系列、3000、8011 2.2性能:1)强度极限:σb≤290N/mm2 2)屈服极限:σs≤255N/mm2 2.3宽度:900-1600mm(不切边)(800-1600mm) 2.4厚度:0.15-1.2mm(1.5mm)(1.2以上厚度不考核,有限保证薄料) 2.5卷外径:Max.Φ2050mm 2.6卷重:Qmax.13000Kg 2.7套筒尺寸:Φ505/565×1800mm 2.8控制板形:≤3I(当来料板形小于40I时) 2.9表面含油量:≤30mg 3.机列参数: 3.1工作速度:Max200m/min 带清洗速度:≤120m/min 3.2穿带联动速度:0-18m/min 3.3最大延伸率:0-3%无极连续可调 3.4延伸率精度:±0.01% 3.5最大拉伸力: 120KN(满足σs≤180N/mm2、规格0.4mm×1600mm纯拉伸)

矫直机毕业设计说明书

矫直机毕业设计说明书

摘要 轧件在加热、轧制、热处理及各种精整等工序加工过程中,由于塑性变形不均、加热和冷却不均、剪切以及运输和堆放等原因,必然产生不同程度的弯曲、瓢曲、浪形、镰弯和歪扭的塑性变形,或内部产生残余应力,这在成为合格的产品之前,都必须采用矫正机进行矫正加工,矫正轧件形状和消除内应力。所以,矫正机是轧制车间和精整线上必不可少的重要设备,而且也广泛用于以轧材做坯料的各种车间。 本次设计主要通过分析矫直机机架和下辊装配的设计,从而对矫正机的结构进行了简单的设计。设计中,通过参考现有矫正机的文献资料,确定设计的思路与方案。综合考虑本次设计的技术要求,利用材料力学的基本知识,并采用基本的力学模型进行设计计算。同时参考轧机机架的强度计算和校核方法,对矫直机机架和工作辊进行了设计和校核。 关键词:矫正机;机架;下辊;

Abstract Rolling in the process of heating, rolling, heat treatment and finishing processes, due to the uneven plastic deformation, heating and cooling uneven shear as well as transport and stacking, and other reasons, will inevitably produce different degrees of bending, buckling , the plastic deformation of the wave-shaped, sickle bent and contorted, or internally generated residual stress, before becoming a qualified products must be straightening machine correction processing, correction of rolling shape and the elimination of internal stress. Therefore, the straightening machine is essential for rolling workshop and finishing line equipment, but also widely used in a variety of workshops to roll billets. The design by analysis of the rack of The straightening machine and the assemble of the lower roll. During the design, I refer to the straightening machine;’s existing literature to determine the design ideas and programs. Considering the technical requirements of the design, the use of basic knowledge of mechanics of materials, and basic mechanical model of the design calculations.Meanwhile,I refer to the strength calculation and examination of the rolling mill’s rack and do the design and examination of the rack of the rolling mill. Key words: The straightening machine; rack; lower roller.

冷轧厂酸洗线拉矫机原理分析

摘要:介绍破鳞拉矫机的工作原理及在酸洗生产线中的作用和使用情况,对系统分析酸洗线破鳞拉矫机的结构及控制进行分析,并对其工作方式进行说明。 关键词:酸洗线拉矫机工作方式 随着经济的发展及技术的进步,国内外市场对冷轧薄板质量的要求越来越高,因此如何在各工序采取措施来提高产品质量便成为冷轧厂的当务之急。酸洗拉伸弯曲矫直机作为热轧、冷轧之间承前启后的一台设备,在除鳞的高速、高效化以及对板形的改善方面起到了举足轻重的作用,特别是对近年发展起来的酸洗――冷轧联机技术的实现上,更是成为一种决定性的因素。以往人们研究的重点往往集中于其对板形质量的改善并已取得了明显的效果,但如今已逐步感受到充分发挥拉矫机破鳞功能对于提高带材表面质量进而提升带钢总体质量水平以及生产顺行的重大意义。而生产实践也表明,近年来随着板形质量水平的逐渐提高,带材表面质量问题日益凸显。如何使酸洗拉矫机在实际应用中更好的兼顾改善板形与破鳞的双重功能,这实际上便是一个拉矫机工艺性能的优化问题,这一问题的解决亦有赖于拉矫机破鳞理论的研究。 1.拉伸弯曲矫直原理 拉伸弯曲矫直的力学机理:当带钢在小直径辊子上弯曲时,同时施加张力,由于弯曲和变形的同时存在,使得带钢在远低于材料屈服极限的张力下,带材中心层产生塑性延伸,因而能够改善带钢板形(见图1)。 根据带钢拉矫变形的力学机理,带钢在拉矫机前后张力辊大张力的作用下,通过拉矫机时产生了纵向拉应力与弯曲应力,实际矫直过程是发生在上述两种应力的叠加。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,经过几次拉伸状态下的弹性反弯,使带钢产生均匀的塑性延伸,内应力值相同且方向一致,达到了矫直的目的。 2.拉矫机的结构及延伸率控制 2.1 拉矫机的组成 破鳞拉矫机主要由2部分组成:破鳞拉矫机本体;入口、出口张力辊组及其传动装置(见图2)矫直单元包括产生塑性延伸、消除板形缺陷的弯曲辊组和消除板面翘曲的矫直辊组;张力辊组由入口s辊组和出口s辊组组成,负责提供带钢塑性变形所需的张力。张力辊的传动采用全自动控制方式,每个张力辊带一个电机,所有控制均由plc给出,包括破鳞拉矫机前后速度控制、张力控制以及延伸率测量和控制。 2.2 延伸率控制 2.2.1延伸率 延伸率即发生永久变形而不至于断裂的性能,其计算式为: (1) 式中,l为带钢拉矫后长度;l0为带钢拉矫前长度。 因为带钢长度与线速度成正比,所以实际延伸率为: (2) 式中,v为拉矫机后张力辊线速度;v0为拉矫机前张力辊线速度。 plc采集前后张力辊组的主辊编码器信号作为延伸率测量值,再根据设定的延伸率调整拉矫机的张力以实现延伸率的闭环控制。 2.2.2延伸率的实现方式 延伸率控制可通过速度控制和张力控制两张方式来实现。 (1)速度控制方式就是拉矫机前后张力辊组均做速度控制,延伸率完全是由前后张力辊

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