【正文】 a x)~( dDo ? = )1 7 8~60)(~( ?? mm =400mm 輥長(zhǎng)的確定 棍子在 d150mm 時(shí)，取 輥?zhàn)尤L(zhǎng)： oDL )~(0 ? = 400)~( ? =800mm 工作部分長(zhǎng)度 :l=(~ )ol = 兩排輥同樣長(zhǎng)度，一般取短輥 mmLL o 3 5 4)~(39。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 矯直輥的強(qiáng)度校核 圖 彎扭校核示意圖 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 35 矯直輥分輥身和輥徑。輥數(shù)與輥系配置直接相關(guān)，用于管材矯直采 用 222 型輥系，本設(shè)計(jì)采用的使六輥式，即輥數(shù) n=6。因此為簡(jiǎn)化計(jì)算過程，須對(duì)其受力進(jìn)行必要的簡(jiǎn)化。兩次矯直獲得了較高的精度 (表 1) 。 由于管材是螺旋前進(jìn)的，所以當(dāng)管材進(jìn)入 bc段后將產(chǎn)生彈塑性變形。平行螺旋線長(zhǎng)度的增加可減少單位壓力對(duì)管材表面的壓力，減少管材表面螺紋痕跡，減小成品管的矯直應(yīng)力。對(duì)此，建議采用復(fù)合矯直機(jī)型，即選用立式主動(dòng)對(duì)輥矯直機(jī)，其中上輥可以單獨(dú)調(diào)整，以滿足各種不同的矯直方案。壓扁矯直時(shí)，三對(duì)矯直輥對(duì)鋼管斷面都有壓扁作用，使之進(jìn)入彈塑性狀態(tài)；因此，在彎曲矯直時(shí)，即使鋼管不產(chǎn)生較大的反彎撓度，也有可能獲得較好的矯直效果。外表層產(chǎn)生的壓應(yīng)力遠(yuǎn)大于拉應(yīng)力；內(nèi)表層產(chǎn)生的拉應(yīng)力遠(yuǎn)大于壓應(yīng)力。 壓扁矯直 由于矯直輥的壓下，輥縫小于管材外徑。通過調(diào)整，可使上排三個(gè)輥?zhàn)雍椭虚g下輥實(shí)現(xiàn)高度上的升降，已得到矯直中管材的反彎曲線。 第二章 六輥矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)分析及矯直原理 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 16 矯直機(jī)主要由傳動(dòng)裝置、回轉(zhuǎn)圓盤裝置、上下輥調(diào)整裝置和機(jī)架幾部分組成。反彎曲率的選擇是決定軋件能否被矯直的關(guān)鍵。 由上述可知：當(dāng)軋件矯直彎曲變形時(shí)，在軋件中同時(shí)存在有彈性變形和塑性變形，稱為彈塑性彎曲變形；軋件彈塑性彎曲變形過程由兩個(gè)階段組成，即在外載荷彎曲力矩作 用下的彈塑性彎曲變形階段和除去外載荷后的彈性恢復(fù)階段。外載荷越大，塑性變形區(qū)有表層向中性層擴(kuò)展的深度也越大。 純彈性彎曲。軋件的矯直過程，實(shí)質(zhì)是彈塑性變形的過程。隨著我國(guó)科學(xué)技術(shù)水平的發(fā)展，各行業(yè)對(duì)矯直設(shè)備種類、數(shù)量、 矯直精度的要求日益增加，我國(guó)目前已形成了自行設(shè)計(jì)和生產(chǎn)的板、帶、線、型、管材的矯直設(shè)備的能力，設(shè)備的精度和控制水平也不斷提高。 它的目的就是正確地分析和描述矯直過程中呈現(xiàn)的一系列的現(xiàn)象，尋求與實(shí)際相吻合的規(guī)律；確定矯直參數(shù)間的關(guān)系，用以指導(dǎo)生產(chǎn)；并研制和開發(fā)新型、高效、高精度的矯直設(shè)備，使產(chǎn)品的質(zhì)量和精度不斷得到提高。如進(jìn)一步向提高矯直精度、提高數(shù)學(xué)模型精度、減少殘余應(yīng)力、減少頭尾的損失、減少表面的損傷及功率消耗等方面深入。蘭清國(guó)則對(duì)“ 313”型鋼管矯直機(jī)的矯直力、矯直功率的計(jì)算進(jìn)行了分析。馬香峰在研究管（棒）材矯直機(jī)的輥型時(shí)假定矯直過程中管（棒）材是理想圓柱體，由等距曲面的觀點(diǎn)出發(fā)，既研究了管（棒）材呈直狀態(tài)下和呈彎曲狀態(tài)下的輥型曲面；還討論了直管輥如何進(jìn)行角度調(diào)整而得到更好的接觸狀況，為多輥鋼管矯直機(jī)和二輥矯直機(jī)的輥型設(shè)計(jì)提出了統(tǒng)一的計(jì)算方法。 改進(jìn)現(xiàn)有的矯直設(shè)備、研制和開發(fā)新的設(shè)備；不斷地提高管材矯直的質(zhì)量和精度，一直是矯直研究工作者的一大目標(biāo)。早在六十年代，內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 9 前蘇聯(lián)的研究人員就發(fā)表了全面、系統(tǒng)的論述和分析管材的矯直理論、矯直工藝及介紹管材矯直機(jī)的基本型式和結(jié)構(gòu)。 數(shù)學(xué)模型的精度及矯 直設(shè)備結(jié)構(gòu)參數(shù)的計(jì)算精度。 扭轉(zhuǎn)矯直機(jī) 對(duì)發(fā)生扭轉(zhuǎn)變形的軋件，施加外扭矩使其反向扭轉(zhuǎn)而矯直。主要用于矯直棒料和管材。這種矯直機(jī)用來矯直大型鋼梁、鋼軌、型材、棒材和管材。我國(guó)在引進(jìn)國(guó)外先進(jìn)技術(shù)及設(shè)備的同時(shí)，研制成功了反彎輥型七斜輥矯直內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 7 機(jī)、多斜輥薄壁管矯直機(jī)、三斜輥薄銅管矯直機(jī)、雙向反彎輥形二輥矯直機(jī)、復(fù)合輪轂式矯直機(jī)、平行輥異輥 距矯直機(jī)及矯直液壓自動(dòng)切料機(jī)等，在矯直高強(qiáng)度合金鋼方面也已獲得很好的矯直質(zhì)量。英國(guó)于 1905 年制造出輥式板材矯直機(jī)， 20世紀(jì)初已經(jīng)有矯直圓材的二輥式矯直機(jī)。再經(jīng)過再加熱爐加熱（也可略去該工序）。 管坯區(qū)： 管坯由煉鋼廠連鑄車間供應(yīng)，來料長(zhǎng)度為 4m～ 8m，其直徑為Φ 180mm。 定徑是在多機(jī)架定徑機(jī)和減徑機(jī)中通過變徑變形進(jìn)行的。 ： 管坯加熱的目的是降低金屬的變形抗力和改善剛的塑性。近幾年對(duì)高性能、新品種的需求量增長(zhǎng)較快，例如高性能油井管、大口徑電站鍋爐用管、耐腐蝕、耐低溫的石化用管以及不銹鋼管等。不同時(shí)期主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)不同，主導(dǎo)產(chǎn)業(yè)的轉(zhuǎn)換和推動(dòng)經(jīng)濟(jì)的持續(xù)、快速增長(zhǎng)。鋼管產(chǎn)量達(dá)到 2123 萬噸，占全球鋼管產(chǎn)量的 25％以上。 ........................................................................ 33 電動(dòng)機(jī)的選擇 ........................................................................................ 33 矯直輥的強(qiáng)度校核 ................................................................................ 34 第五章 矯直機(jī)主要零部件的選擇與校核 ..................................................................... 38 ................................................................................................... 38 萬向接軸的校核 .................................................................................... 38 萬向接軸十字軸的校核 ........................................................................ 38 萬向接軸叉頭強(qiáng)度校核 ........................................................................ 40 ........................................................................................... 41 ........................................................................................................... 42 主傳動(dòng)部分電機(jī)軸上鍵的校核 ............................................................ 42 矯直輥軸伸出鍵的校核 .......................................... 錯(cuò)誤 !未定義書簽。 本設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容包括介紹了無縫鋼管的發(fā)展?fàn)顩r、無縫鋼管的生產(chǎn)流程、管棒材矯直機(jī)的概述、管棒材矯直機(jī)矯直理論技術(shù)的發(fā)展、矯直原理以及矯直工藝等理論，確定了矯直機(jī)的總體方案。但目前，我國(guó)高精度管材占需求總量的比例還較小，而且高精度管材矯直機(jī)的價(jià)格是同規(guī)格矯直機(jī)價(jià)格的 2至 （僅指國(guó)內(nèi)大于 10 輥的矯直機(jī)） 。 通過分析無縫鋼管行業(yè)相關(guān)產(chǎn)業(yè)的發(fā)展趨勢(shì)和格局，以及我國(guó)無縫鋼管行業(yè)所取得的成績(jī)和存在的問題，使我們認(rèn)識(shí)到：國(guó)內(nèi)市場(chǎng)具有一定優(yōu)勢(shì)和發(fā)展空間，國(guó)際市場(chǎng)空間越來越大，主要靠競(jìng)爭(zhēng)來提高市場(chǎng)占有率。以上兩個(gè)方面又拉到了電力、煤炭、石油等能源行業(yè)和港口、鐵路、內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 3 公路等運(yùn)輸行業(yè)的增長(zhǎng)。同時(shí)，對(duì)無縫鋼管的需求增加、品種及質(zhì)量要求的提高，無縫鋼管品種向高技術(shù)含量方向不斷有新的發(fā)展。 、脫管機(jī)： 該部分的工藝目的是將毛管壁厚進(jìn)一步軋薄到滿足機(jī)組工藝所需要的壁厚。 、管排鋸： 定徑后的鋼管在專門的冷床上冷卻到常溫。坯料均勻加熱到所需溫度后用出料機(jī) 取出放在臺(tái)架上，經(jīng)過鏈?zhǔn)揭扑蜋C(jī)快速送到菌式穿孔機(jī)前臺(tái)。冷卻后的鋼管被送到冷鋸機(jī)切成定尺，進(jìn)入中間庫存放或直接送往精整線。 20世紀(jì) 30年代中期發(fā)明了“ 222”型六輥矯直機(jī)，顯著提高了管材矯直質(zhì)量。由于軋件品種規(guī)格的多樣化和對(duì)其形狀精度要求的不同，所需的矯直方式和矯直設(shè)備也各有不同。這種矯直機(jī)克服了壓力矯直機(jī)斷續(xù)工作的缺點(diǎn)，從入口到出口交錯(cuò)布置若干個(gè)相互平行的矯直輥，被矯軋件通過上述排列的輥?zhàn)?，按遞減壓彎規(guī)律對(duì)軋件進(jìn)行多次反復(fù)壓彎以達(dá)到矯直目的，能獲得很高的矯直質(zhì)量。主要用來矯直極薄帶材和復(fù)雜斷面異型材?？傊?，隨著矯直技術(shù)的發(fā)展，矯直設(shè)備也將不斷創(chuàng)新，出現(xiàn)更多新型的矯直機(jī)，以滿足生產(chǎn)的不同要求 ??2 。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。我國(guó)的崔甫在矯直理論系統(tǒng)化作出了很大的努力。實(shí)踐證明“綜合矯正”是提高管（棒）材矯直質(zhì)量的途徑之一。 建立正確的矯直模型使矯直力能參數(shù)的理論計(jì)算更符合實(shí)際，計(jì)算精度進(jìn)一步提高，這一問題至今還沒有令人滿意的結(jié)果。但結(jié)果與實(shí)際相比偏大，它只對(duì)矯直機(jī)的設(shè)計(jì)有一定的參考價(jià)值，對(duì)掌握設(shè)備 的能力和狀況來說，精度是不夠的。在鋼鐵產(chǎn)品的生產(chǎn)中，經(jīng)熱加工或冷加工的產(chǎn)品有的由于材料內(nèi)部缺陷或和殘余應(yīng)力的影響；有的由于外部機(jī)械的作用或外部環(huán)境的改變等，都產(chǎn)生一定程度的形狀缺陷。隨著相關(guān)技術(shù)和工藝的進(jìn)步，矯直技術(shù)和工藝和設(shè)備得到了迅速發(fā)展，對(duì)矯直理論和技術(shù)的研究工作也逐漸開展并系統(tǒng)化。這些矯直設(shè)備從不同角度加強(qiáng)了設(shè)備的能力，拓寬了應(yīng)用范圍。下面簡(jiǎn)要介紹彎曲矯直理論。這種彎曲變形稱為純彈性彎曲變形。 錯(cuò)誤 !未找到引用源。 原始曲率01r 軋件在矯直前所具有的曲率，以01r 表示。 總變形曲率cr1 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 15 它是軋件彎曲變形的曲率變化量，是原始曲率和反彎曲率的代數(shù)和，即 cr1 =01r +?1 錯(cuò)誤 !未找到引用源。其中四個(gè)是轉(zhuǎn)動(dòng)的，其余兩個(gè)是從動(dòng)的；三個(gè)低于矯直中心線，三個(gè)高于矯直中心線。矯直機(jī)上配置兩個(gè)傳動(dòng)裝置，分別由兩個(gè)主電機(jī)經(jīng)齒輪減速器和萬向接軸來驅(qū)動(dòng)上排兩個(gè)端輥和下排的兩個(gè)端輥。鋼管處于上下對(duì)置的兩矯直輥的輥縫中，若調(diào)整輥縫間距，即調(diào)整輥?zhàn)拥膲浩?? ；使其小于鋼管的外徑，則在輥?zhàn)訅壕o力的作用下，將鋼管斷面壓扁成為橢圓。彎曲撓度的大小必須保證使作用于鋼管上的彎矩能使鋼管變形超過屈服極限而產(chǎn)生彈性變形 。國(guó)內(nèi)目前已有 17 輥管材矯直機(jī)，矯直精度可達(dá)到小于等于。筆者根據(jù)多年的研究認(rèn)為，這種輥型作為精密矯直機(jī)輥型是不可取的，其理由如下：由于輥型曲線設(shè)計(jì)不合理，所以曲線與管材的接觸線太短而且不充分。理論與實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)證明，采用大變形量矯直，可以獲得高精度的矯直質(zhì)量。因此，增加管材在 bc 段中的彎曲次數(shù)很重要。即用內(nèi)應(yīng)力算出的軋件內(nèi)部彎曲力 矩必將與外力矩大小相等方向相反。2 ????F = ? N 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 29 t MMFF t ??? 39。0 ?? 斜輥的另一個(gè)結(jié)構(gòu)參數(shù)是輥距 t， 800)~( ??t =2640~ 3520mm 取 t=3000mm 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 33 電動(dòng)機(jī)的選擇 根據(jù)前面計(jì)算的轎直鋼管所需要的驅(qū)動(dòng)功率，可以選出合適的電動(dòng)機(jī)，但是由于本次設(shè)計(jì)除轎直普通大直徑鋼管還可以轎直小直徑的鋼管，所以進(jìn)行綜合分析評(píng)價(jià)，才能確定出最大的驅(qū)動(dòng)功率，并由此選出相應(yīng)的電動(dòng)機(jī)。 輥身的彎曲校核 使用滾動(dòng)軸承，由于軸承外徑較大，輥頸尺寸不能太多大，可以接近取值，~?dl 取 ?dl ； Dd )~(? ，取系數(shù) 。 電機(jī)的輸出扭矩 由 ??可知，7 nNM 9550? （ 46） = 750229550? = 選擇減速機(jī) NGW62,JB179976,i=20 通過減速機(jī)連接軸后傳給矯直機(jī)的扭轉(zhuǎn)力矩為 : iMM 11??? ? （ 47） 式中 ?——— — 減速器、連接軸的效率， ? = i——————— 減速器的減速比， i=20 iMM ???? ? 內(nèi)蒙古科技大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)說明書（畢業(yè)論文） 34 = ?? = 再根據(jù)軸的扭轉(zhuǎn)力矩，每根軸的扭轉(zhuǎn)力矩分別為： 3MT ?? mNM ???? 39。112 22 FFF ?? （ 313） = MJt Mw