【文章內(nèi)容簡介】 正機(jī)和連續(xù)拉伸機(jī)組。鉗式拉伸矯正機(jī)生產(chǎn)率低且夾鉗夾住的部分要切除，造成的金屬損耗較大；連續(xù)拉伸機(jī)組由兩個張力輥組組成 ,拉伸所需的張力由張力輥對帶材的摩擦力產(chǎn)生，這種矯正機(jī)主要用于有色金屬。 （ 5）拉伸彎曲矯正機(jī)組 隨著工業(yè)的發(fā)展，對高強(qiáng)度極薄帶材的需要量日益增加，同時，對板材平直度的要求也逐年提高。輥式矯正機(jī)由于其結(jié)構(gòu)和矯正工藝的局限性，幾乎無法矯正高強(qiáng)度合金鋼帶材的三維形狀缺陷（邊緣浪形和中間瓢曲等）。矯正帶材 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 第 4頁 的三維形狀缺陷時，應(yīng)使帶材產(chǎn)生塑性延伸。若用連續(xù)拉伸機(jī)組矯正合金鋼帶材，會出現(xiàn)下列問題： 1）連續(xù)拉伸矯正時，需要使帶材產(chǎn)生超過材料屈服限的應(yīng)力，對較厚較寬的合金鋼帶材，必須施加很大的張力，這要消 耗很大的能量； 2）矯正脆性材料（屈服限和強(qiáng)度限很接近的材料）時，容易斷帶，這會造成設(shè)備事故。 為解決上述問題，研制了拉伸彎曲矯正機(jī)組。 拉伸彎曲矯正機(jī)組有很多種布置型式，但最基本的型式是在兩組張力輥間裝有分開布置的、數(shù)量較少的彎曲輥和矯正輥。在張力作用下的帶材，經(jīng)過彎曲輥劇烈彎曲時，產(chǎn)生彈朔性延伸，三維形狀缺陷被消除，然后再經(jīng)過矯平輥將殘余曲率矯平。拉伸彎曲矯正工藝的矯正原理與拉伸矯正機(jī)及輥式矯正機(jī)的矯正原理都不相同，它在拉伸帶材時所使用的張應(yīng)力僅是材料屈服限的 110~13 ，這就克服了連續(xù)拉伸機(jī)組矯正工藝的缺點(diǎn)。 拉伸彎曲矯正機(jī)組有下列特點(diǎn)： 1）退火后的帶鋼經(jīng)過拉伸彎曲矯正后，機(jī)械性能有明顯改善，某些性能的改善超過冷平整的效果。 2）能消除帶材的瓢曲、邊緣浪形和鐮刀彎等三維形狀缺陷。 3）彎曲輥組和矯平輥組均是從動輥，沒有驅(qū)動裝置，因而可與帶材同步運(yùn)動，不會因打滑而擦傷帶材表面。 4）與輥式矯正機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，維修方便，操作容易。 5）適用于幾乎所有的帶材加工作業(yè)線和各種金屬材料（從屈服限為 %~% 的鐵鎳合金到鋁合金和黃 銅等。）在拉伸彎曲矯正機(jī)組上矯正的帶材最大厚度已達(dá)到 10 mm，最大寬度達(dá) 3000 mm，矯正速度 700 mm，最高可達(dá)1000 m/min。 6）矯正機(jī)組的矯正厚度范圍廣，例如從 3~ mm或從 6~1 mm 的帶材可在同一設(shè)備中矯正。 7）可在酸洗機(jī)組中作為機(jī)械破鱗裝置。采用 %~% 的延伸率，對氧化鐵皮結(jié)合牢固的帶材，也可取得良好破鱗效果，從而能降低酸液消耗并顯著提高機(jī)組速度。 8）用于鍍鋅機(jī)組，可使鋅花更細(xì)致，鍍層更均勻。 9）與張力矯正機(jī)相比，拉伸彎曲機(jī)組中帶材的張應(yīng)力小得多，不會斷帶，也不影響帶材質(zhì)量。但是，應(yīng)該指出，拉伸彎曲矯正機(jī)只能矯正連續(xù)帶材，不能矯正單張板材，因而尚無法代替矯平單張鋼板的夾鉗式拉伸矯正機(jī)。 目前，拉伸彎曲矯正機(jī)組已在冷軋帶材的連續(xù)生產(chǎn)作業(yè)線中得到廣泛的應(yīng)用。 遼寧科技大學(xué) 本科生畢業(yè)論文 第 5頁 矯直機(jī)的工作原理 在軋制產(chǎn)品中，除一些大斷面軋件具有單值原始曲率 的形狀缺陷外，多數(shù)軋件上的形狀缺陷其原始曲率的數(shù)值和方向均是不定的。對這類軋件的矯正，大多是先采用交變彎曲變形以消除其原始曲率的不均勻度，再逐漸將軋件矯平。 軋件上不同方向、不同數(shù)值的原始曲率，經(jīng)過同一個反彎曲率的彈塑性反彎后，其殘余曲率有趨向一致的特性。這是由軋件曲率方程的非線性變化規(guī)律決定的，可稱之為殘余曲率差值的收斂特性。有加工硬化材料的軋件，其殘余曲率差值也具有這種收斂特性，只是收斂的幅度要小些。正是軋件這一特性，使得軋件經(jīng)多次交變的彈塑性彎曲后，其殘余曲率逐漸趨向一致，形成單值原始曲率，進(jìn)而 矯平。輥式矯正機(jī)就是利用這一原理矯平軋件的。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 6頁 2 總體方案設(shè)計 矯正方案 按照每個矯直輥使鋼板產(chǎn)生的變形程度和最終消除殘余曲率的方法 ,矯直方案可分為小變形矯正方案、大變形矯正方案。 小變形矯直方案 該方案的矯直原則是 :矯直反彎的壓下量用于消除鋼板在前一輥上產(chǎn)生的最大殘余曲率 (即進(jìn)入該輥的最大原始曲率 )使之變平。 它的主要優(yōu)點(diǎn)是 ,軋件的總變形曲率小 ,矯正軋件時所需要的能量也也少。 大變形矯直方案 這是使具有不同原始曲率的軋件經(jīng)過幾次劇烈的反彎以消除其原始曲率的 不均勻度 ,形成單值曲率，然后按照矯正單值曲率軋件的矯正方法加以矯正的方案。 采用大變形矯正方案，可用較少的輥?zhàn)荧@得較好的矯正質(zhì)量。但若過分的加大軋件的變形程度。則會增加軋件內(nèi)部的殘余應(yīng)力，影響產(chǎn)品的質(zhì)量，增大矯正機(jī)的能量消耗。 綜上所述 本次設(shè)計采用小變形矯正方案，因主要是單值曲率的板材，且所需功率小，殘余應(yīng)力小，故采用小變形矯正方案。 矯正工藝 矯正機(jī)的矯正工藝與矯正機(jī)的類型和上矯直輥的調(diào)整方式有密切的關(guān)系，以下是上排工作輥的調(diào)整方式的四種矯正工藝。 :在 這種矯正機(jī)上，第 3輥按照大變形矯正法確定其壓下量，將軋件劇烈彎曲，第四輥的壓下量適當(dāng)控制，使殘余應(yīng)力值減小，后面各輥按小變形矯正法調(diào)整壓下量，將軋件逐漸矯平，一般適合型鋼矯正。 :這種矯直機(jī)除第 1和最后一個輥?zhàn)油猓溆喔鬏伒膲合铝渴窍嗤?，使軋件多次反?fù)劇烈彎曲，形成單值殘余曲率，最后一個輥能夠單 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 7頁 獨(dú)調(diào)整，將此處的單值殘余曲率矯平。第 1輥適當(dāng)減小壓下量，以便于軋件的咬入。采用這種調(diào)整方式的一般是 711輥鋼板矯正機(jī)，用以矯正中厚板。 整的矯直機(jī) :這種矯直機(jī)軋件在入口端的第二、第三輥上的反彎曲率最大，產(chǎn)生大變形。迅速消除軋件的原始曲率不均勻度，以后各輥的壓下量按直線關(guān)系遞減。在第 n1輥處，軋件的反彎曲率最小，只產(chǎn)生彈性彎曲變形。這種工作輥調(diào)整方式符合矯直過程的變形特點(diǎn)。 采用這種調(diào)整方式的一般是 7— 13輥的薄板矯直機(jī)和 1729輥的極薄帶材矯直機(jī)，后者帶有工作輥撓度調(diào)整裝置，以矯直板材的瓢曲以及單、雙邊波浪等二、三維形狀缺陷。 (單側(cè)或雙側(cè) )傾斜調(diào)整的矯直機(jī) :這種矯直機(jī)出口處或入口與出口處的局部上排輥可傾斜調(diào)整，上 排其余各輥整體平行調(diào)整。這種調(diào)整方式集中了平行調(diào)整與傾斜調(diào)整的優(yōu)點(diǎn)。對于雙側(cè)局部傾斜調(diào)整的矯直機(jī)，由于入口端局部傾斜調(diào)整便于軋件的咬入 因而可加大平行調(diào)整部分的輥?zhàn)訅合铝?，適合于矯直薄帶材或薄板材。 本次設(shè)計采用上排工作輥整體傾斜調(diào)整的矯正機(jī)。 矯正機(jī)的主傳動系統(tǒng) 機(jī)座形式 輥式鋼板矯直機(jī)工作機(jī)座可分為臺架式和牌坊式兩大類 。 中厚板矯正機(jī)大多是臺架式的。所以本次設(shè)計選擇臺架式機(jī)架。這種矯正機(jī)機(jī)座由上臺架、下臺架和立柱三個主要部分組成。壓下螺絲（或螺母）轉(zhuǎn)動，可以調(diào)整上、下臺架的相 互位置，從而也調(diào)整了矯正輥的壓下量。它的上臺架可以整體平行壓下，本次設(shè)計其壓下機(jī)構(gòu)選擇集體驅(qū)動的。本次設(shè)計的矯直機(jī)上排輥是整體平行調(diào)整的，上臺架由一臺電動機(jī)通過減速分配器同時帶動四個兩級蝸輪蝸桿減速機(jī)同時轉(zhuǎn)動四個壓下螺母。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 8頁 主傳動裝置組成和作用 主傳動裝置由主電機(jī)、聯(lián)軸器、聯(lián)合減速機(jī)及萬向接軸等組成。傳動系統(tǒng)由兩臺直流電機(jī)通過聯(lián)軸器一聯(lián)合減速器一萬向接軸一工作輥裝置使設(shè)備轉(zhuǎn)動運(yùn)行。 其主傳動結(jié)構(gòu)簡圖如圖： 1 2 3 4 1工作機(jī)座 2萬向接軸 3聯(lián)合減速器 4電機(jī) 圖 主傳動示意圖 :電機(jī)分為高速電機(jī)和低速電機(jī)兩種。 （ 1）高速電機(jī)： 高速電機(jī)通常是指轉(zhuǎn)速超過 10000r/min 的電機(jī)。它們具有以下優(yōu)點(diǎn)：一是由于轉(zhuǎn)速高，所以電機(jī)功率密度高，而體積遠(yuǎn)小于功率普 通的電機(jī)，可以有效的節(jié)約材料。二是可與原動 機(jī)相連，取消了傳統(tǒng)的減速機(jī)構(gòu)，傳動效率高，噪音小。三是由于高速 電機(jī)轉(zhuǎn)動慣量小，所以動態(tài)響應(yīng)快。 （ 2）低速電機(jī) 一種旋轉(zhuǎn)式機(jī)器 ,它將電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能 ,它主要包括一個用以產(chǎn)生磁場的電磁鐵繞組或分布的定子繞組和一個旋轉(zhuǎn)電樞或轉(zhuǎn)子 ,其導(dǎo)線中有電流通過并受磁場的作用而使轉(zhuǎn)動 ,這些機(jī)器中有些類型可作電動機(jī)用 ,也可作發(fā)電機(jī)用。 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 9頁 因?yàn)榈退匐姍C(jī)的成本比較高，為了節(jié)約成本，主傳動系統(tǒng)和壓下系統(tǒng)均采用高速電機(jī)，提高經(jīng)濟(jì)效益。 :在矯直機(jī)主傳動系統(tǒng)中 ,減速機(jī)除有減速作用外 ,還有均衡分配傳動扭矩的作用 ,因此也稱減速分配器。它有三種主要形式 圓柱齒輪型 ,圓柱圓錐齒輪型和蝸輪型。這三種形式中 ,每種又可分為單支、雙支、三支和四支等結(jié)構(gòu)。 圓柱齒輪減速機(jī)的制造和安裝較為簡單 ,因此在矯正機(jī)主傳動系統(tǒng)中獲得廣泛應(yīng)用。在制造能力許可時 ,也可使用聯(lián)合減速機(jī)。將減速機(jī)與齒輪座組成一個整體 ,可減少傳動件 ,且結(jié)構(gòu)緊湊 ,能減小機(jī)列總長度。 在輥數(shù)大于 7的矯正機(jī)上 ,因?yàn)閭鬟f的總扭矩大 ,齒輪座的齒輪尺寸也大 ,使齒輪座出軸的間距很大與矯正輥間距相適應(yīng)。因此 ,在輥式鋼板矯直機(jī)上大多使用多支的減速分配器 ,這樣可以使齒輪座的載荷均勻。 :由于齒輪座中心距大于矯正機(jī)的總中心距，因此，齒輪座出軸與矯正輥采用萬向聯(lián)軸節(jié)連接。由于齒輪座中心距大于矯正機(jī)的總中心距，因此，齒輪座出軸與矯正輥采用萬向聯(lián)軸節(jié)連接。矯直機(jī)常用的萬向聯(lián)軸節(jié)除了一般的滑塊式叉頭扁頭型外，在輥徑小于 1200mm 時，也采用球形萬向聯(lián)軸節(jié)，在小輥距矯直機(jī)上，也可以采用簡易型剛球萬向接軸，這種聯(lián)軸節(jié)采用標(biāo)準(zhǔn)剛球，它只起定心作用，矯正扭矩是靠兩叉頭的側(cè)面直接接觸來傳遞的。這種聯(lián)軸節(jié)結(jié)構(gòu)簡單，易于制造。 ：聯(lián)軸器的作用主要用來連接軸與 軸（或軸與其它回轉(zhuǎn)零件），以傳遞運(yùn)動和轉(zhuǎn)矩。聯(lián)軸器的原理是在機(jī)器工作時，聯(lián)軸器始終把兩個軸連接在一起，只有在機(jī)器停止運(yùn)行時，通過拆卸方法才能使兩軸分離。聯(lián)軸器包括電動機(jī)聯(lián)軸器和主聯(lián)軸器。電動機(jī)聯(lián)軸器用來連接電動機(jī)與減速機(jī)的傳動軸，而主聯(lián)軸節(jié)則用來連接減速機(jī)與齒輪座的傳動軸，因?yàn)榇舜卧O(shè)計中是將齒輪座與減速機(jī)設(shè)計為一體的聯(lián)合減速機(jī)，所以不需要主聯(lián)軸器。目前，應(yīng)用最廣泛的聯(lián)軸器是齒輪聯(lián)軸器，所以電動機(jī)聯(lián)軸器選用齒輪聯(lián)軸器。 壓下機(jī)構(gòu)組成和作用 圖 是十一輥中板 矯正機(jī)壓下系統(tǒng) 簡圖，它的作用是實(shí)現(xiàn)對 上輥的調(diào)整，以控制矯正的輥縫，達(dá)到良好的板材質(zhì)量。 常用的是上輥調(diào)整裝置，由交流變頻電機(jī)、齒輪減速機(jī)、蝸輪蝸桿減速機(jī)、壓下螺絲和壓下螺母、傳動側(cè)與被動側(cè)由中間浮動軸聯(lián)接，浮 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 10頁 動軸端裝有電磁離合器等組成。 交流變頻電機(jī)通過減速機(jī)減速，帶動 4 個壓下絲杠轉(zhuǎn)動使活動橫梁沿機(jī)架內(nèi)側(cè)的滑板上下移動，同步軸采用離合器實(shí)現(xiàn)單獨(dú)調(diào)整，可根據(jù)板材厚度、寬度、材料及原始曲率調(diào)整其開口度大小，壓下工作行程 15～ +80mm。壓下絲杠材質(zhì)為合金鋼 ,上部為漸開線花鍵導(dǎo)向，下部是軋鋼機(jī)用鋸齒形螺紋，承受矯正力和實(shí)現(xiàn)輥系的上下移動，下端部是球 面結(jié)構(gòu)，它可實(shí)現(xiàn)矯正輥系的前后傾動功能，同時下部裝有起安全保護(hù)作用的液壓墊，當(dāng)操作者發(fā)生誤操作或矯正力過大時，矯正過程中發(fā)生卡鋼現(xiàn)象時，用以使活動梁及上輥系快速抬起，工作輥的開口度增大，對設(shè)備起到保護(hù)作用，同時油壓傳感器用來檢測矯正過程中矯正力的大小。 1—— 電機(jī) 2—— 齒輪減速機(jī) 3—— 蝸輪蝸桿減速機(jī) 4—— 壓下螺絲 5—— 電磁離合器 圖 十一輥中板 矯正機(jī)壓下系統(tǒng) 為了避免矯正時的沖擊，壓下裝置中裝有液壓平衡機(jī)構(gòu)，用以平衡上輥系及活動橫 遼寧科技大學(xué)本科生畢業(yè)設(shè)計 第 11頁 梁的全部重量，消除壓下螺母與絲杠之間的間隙 。壓下過平衡系數(shù)為 ～ 。壓下絲杠頂部裝有四個高精度的位移傳感器，它可通過 PLC 通訊系統(tǒng)與壓下交流變頻電機(jī)形成位置閉環(huán)控制，實(shí)現(xiàn)工作輥縫的精確調(diào)整，保證鋼板的矯正質(zhì)量。 蝸輪蝸桿減速機(jī) 在設(shè)計選擇壓下裝置的電動機(jī)和減速機(jī)配置方案是十分重要的。因?yàn)樵谠O(shè)計壓下機(jī)構(gòu)時，不僅應(yīng)滿足壓下的工藝要求，而且還應(yīng)考慮其他因素，如：電動機(jī)，減速機(jī)能否布置得開；換輥，檢修導(dǎo)衛(wèi)和處理事故時，吊車吊鉤能否進(jìn)入，設(shè)備檢修是否方便等。而且，蝸輪蝸桿減速機(jī)在外廓尺寸不大的情況下，可以獲得大的傳動比，工作平穩(wěn)，噪聲較小 ，但效率較低。它的最主要的特點(diǎn)是：一是在傳遞中，可以改 變 90 度方向；二是自鎖。所以此矯正機(jī)的壓下系 統(tǒng) 采用 的是 蝸輪蝸桿減速機(jī)傳動。 壓下螺絲和壓下螺母 壓下螺絲一般由頭部，本體和尾部三個部分組成。頭部與上軋輥軸承座接觸，承受來自輥頸的壓力和上輥平衡裝置的過平衡力。為了防止端部在旋轉(zhuǎn)時磨損并使上軋輥軸承具有自動調(diào)位能力，我們可以把矯正機(jī)壓下螺絲的端部做成球面形狀，并與球面銅墊接觸形成止推