主答热轧板材矫直机设计研究Word格式文档下载.docx
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F．扭转矫直机—矫直型材；
各种矫直机的结构形式也千差万别，就是矫直同一类产品，由于规格的不同也会有不同的结构。
就是用于同一种规格的产品也有不同的结构设计，这一方面对性能要求不一致，另一方面就是设计者的不断研究、改善。
设计者在进行结构设计时依据的矫直理论基本是相同的，轧件在矫直过程中产生弹塑性变形，内部的应力应变状态很复杂，很难精确分析和计算。
到目前为止，也是基于假设条件下，结合试验和生产实践来进行设计。
以下仅就热轧板材矫直机进行分析计算，并
就其结构特征进行论述
热轧板材矫直机均采用平行辊式，由于热轧板较厚，相对精度要求略低，在粗矫情况下，一般均采用单层辊，即只有上下两排工作辊，不加支承辊，这样在结构设计中就简单了很多，对于不同的板材，选择不同的辊径、辊身长度、辊距和辊数。
矫直速度也取决于板材的规格和产量要求。
热轧板材规格：
板宽：
b=700~1430mm
板厚：
h=1.5~12.7mm
材料的屈服极限：
（Ts=50kg.f/mm2=490N/mm2
由于板材产生弯曲时的曲率半径公式p=Eh/2（Ts可知板材弹性
模量E和屈服极限（7s均为常数，板厚h与反曲率半径p成正比，板厚愈薄，辊子直径选择愈小，反曲率半径也小。
设计一台矫直机矫直板材的厚度要有一定的范围，因此，设计时按最薄板材厚度决定辊径D和辊距t,同时用板材最大厚度校验辊的强度。
由上面公式可知，
7s愈大，应选择的辊径愈小。
1．辊径D的确定：
为保证轧件反弯到比1/p更大的曲率，因此D要小些，
可取D=p/2.5
由曲率半径公式可得：
D=Eh/2.57s
=21000X1.5/2.5X50
=252mm
取D=260mm
这里板厚h取1.5mm,是保证各种板厚均能矫直。
2．辊距t的确定：
t=D/4
①一比例系数
对于薄板：
①=0.9~0.95
对于中厚板：
①=0.7~0.9这里取①=0.87有t=260/0.87=299〜300
3.辊身长度L:
按常规辊身长度要比最大板宽加长200~300mm窄板时可少加长，由于现在对板材运行中的对中控制水平提高,就没有必要把辊身长度加长太多,辊子短些可改善弯曲强度,因此,辊身长度L=1560mm,只比最宽板材宽130mm,这是目前矫直机设计的一个改变。
4.辊数n：
根据对板材质量的具体要求而定,在能满足质量要求的条件下,
辊数少,结构可简单,设备造价可降,因此,采用五辊处加一个出口转向辊,该转向辊也可以在必要时起一定的矫直作用。
5．机组速度V：
按以前的水平,0.5~4mm板材,矫直速度（冷矫）0.5~6.0m/s；
4~30mm的板材，矫直速度（热矫）1.0~3.0m/s,此热轧重卷机组中，设定：
1.5mm<
h<
4.5mm时
Vmax=400m/min（6.67m⑸
4.5mm<
12.7mm时
Vmax=270m/min（4.50m/s）
重卷机组可以较高速度工作，还因为技术水平和加工精度的提高。
6.矫直板材时辊子上的作用力：
作用在矫直辊子上的力Pi，可由板材在辊间所受的弹性弯曲力矩来决定（如图一）。
图中M仁M5二0,这是因为轧件在第一个辊子和最后一个辊子不产生弯曲变形。
显然，在矫直机中第三个辊子上的力P3值为最大,由公式可求总合力P和P3的值。
P二5n-2（Ts-bh-
3t
P3=2
bh2
式中n—辊数n=5
b—板宽
b=1430mm
h—板厚
h=12.7mm
（TS—板材屈服极限
22
（TS=50kg.f/mm=490N/mm
求得:
P=-5-250x143012.7?
=i92204kg.f
3300
=1883599N
7.矫直机传动功率计算：
传动总功率由三部分组成：
一、在（n-2）个辊子上轧件塑性变形
所需的矫直功率为Ns;
二、所有工作辊子在轴承处摩擦消耗功率
Nm1;
轧件与辊子之间流动摩擦消耗功率Nm2。
则总功率为：
N=Ns+Nm1+Nm2
1）矫直功率
CTs2
Ns-VbhKskw2"
02E
式中（Ts—板材屈服极限（TS=50kg.f/mm2=490N/mm2
E—板材的弹性模量E=2.1x105N/mm2
V—矫直速度V=4.5m/s
b—板材宽度（取最大）b=1430mm
h—板材厚度（取最大）h=12.7mm
Ks—矫直机的塑性系数
Ks匹60.6635—3=2.516
1—0.66
2）轴承处摩擦消耗功率Nm1
式中P—矫直机工作辊上的总压力
P=192204kg.f=1883599N
卩一辊子轴承处摩擦系数
卩=0.005（滚柱轴承）
d—工作辊枢轴直径（对于滚动轴承取平均直径）
d=167.5mm=0.1675m
n—工作辊的转速
Nm1-1922040.0050:
1675空=27.24kw
2975
3）滚动摩擦消耗功率Nm2
“cP.m.n、Nm2kw
975000
式中：
P—矫直机工作辊上的总压力
m—矫直机与轧件的滚动摩擦系数
矫直钢板时，取m=0.5~0.8mm
热轧板应取较大值，取m=0.8mm
n—工作辊的转速n=330rpm（转/分）
=120+27.24+52.04
=199.28〜200（kw）
该五辊矫直机辊系部分所需功率为200kw,另外，还有一个出口转向辊，入口夹送辊也与该矫直机经联合减速机，由一台电机传动，经全部计算功率后，主电机选用650kw（其他部分的计算略）。
因此认定，该矫直机理论设计合理，能够完成工作需要。
该矫直机结构形式分析
该矫直机用于重卷机组头部，属于粗矫直设备，对于次品板材可以剪切成定尺板，因此，也要求能使板材矫平。
板材由开卷机开卷，经穿带台进入口夹送辊，再进矫直机，矫直机出口加一转向辊，必要时也可参与矫直，然后，经侧导板使板带沿中心线运行，这样，也就使矫直辊相应缩短了。
矫直机采用框架式焊接结构，可减轻重量，保证刚度，缩短制造周期，下三辊在同一轴承座中，保证辊面与通钢线相同，辊重磨后可统一调整高度，上辊为分别调整，这样在调节压下量的同时，可保证入口与出口的压下量不同，由此来保证板材矫直质量。
每个上辊的压下量调整使用电动微调，大行程的升降是由两个液
压缸分别提升两侧的轴承座，为保证两侧平行上升，采用同轴齿轮齿
条平行机构，压下量的数据是由脉冲发生器反馈到控制台，实现自动设定调整，已不用老式的指针显示，人工调整方式。
还应提到的是矫直辊采用鼓形辊，即辊面采用弧线，（如图三a）
这样可保证矫直过程中矫直辊变形后，辊面与板材为直线接触，可获得良好的板材质量。
以前由于加工的困难，我厂都采用梯形辊面（如图三b）,这只能相对改善矫直质量，前者的加工难度主要在于辊面的磨削加工。
当然，在结构设计中还有许多独到之处，如入口夹送辊与矫直机共用半个机架，使结构紧凑等等，另外加工工艺中也有很多先进之处，这里不进行探讨了。
总之，通过对该设备的分析计算研究，使自己在轧钢设备设计水
平上有了很大的提咼
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