【文章內(nèi)容簡(jiǎn)介】 在已有的輥系基礎(chǔ)上的改進(jìn)。如圖 的異輥距輥系，特點(diǎn)就是加大了入口側(cè)的輥距，以減 圖 德國(guó) 9 輥式異輥距矯直輥系 少入口側(cè)各輥的壓力，尤其可以減少第 3 輥的斷 軸 事故。同時(shí)還追求等強(qiáng)度設(shè)計(jì)的理想狀態(tài)。隨著矯直力的逐漸減小， 出口側(cè)逐步也減小了輥距尺寸。它由于空矯區(qū)（不產(chǎn)生矯直彎矩的區(qū)間）比較短，可以明顯的減輕補(bǔ)矯工作。即用縮短兩端輥間距的辦法使工件頭尾經(jīng)歷正負(fù)兩次短距離的反彎，可以使空矯區(qū)成倍縮短?？粘C區(qū)的縮短將會(huì)使矯直質(zhì)量提高及補(bǔ)矯工作減輕。同時(shí)各輥矯直力也有了很大的改善。 以上分析比較可以看出，輥系 f 比較適合矯直薄板材，故選擇這種輥系。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 10 頁(yè) 3 主要系統(tǒng)的設(shè)計(jì)和參數(shù)計(jì)算 主傳動(dòng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)及參數(shù)計(jì)算 結(jié)構(gòu)參數(shù) 輥數(shù) 選擇輥數(shù)的原則是在保證 矯直質(zhì)量的前提下，使輥數(shù)盡量少。對(duì)于薄板矯直機(jī)，由于 b/h 比值很大，原始彎曲曲率較大，以及瓢曲和浪形的二維形狀缺陷嚴(yán)重，應(yīng)減小輥距以增加板材的彈塑性彎曲變形，但由于輥距不能選的過(guò)小，故要增加輥數(shù)。為此需計(jì)算矯直機(jī)最大負(fù)荷特性 XW ： 2m a xm a x hbW SX ??? ? （ ） S? ： 鋼板屈服極限， MPa ； maxb ： 鋼板最大寬度， mm ； maxh ： 鋼板最大厚度 mm 。 設(shè)計(jì)任務(wù)要求 ，矯直機(jī)典型鋼種為 235Q ， 其 S? MPa235? ，另外鋼板規(guī)格為mmb 900? ，取 maxb mm1000? ； mmh ? ，取 mmh 2max ? 。 故 MNMNW X ??????? 26。 由 文獻(xiàn) [2,113]可 知輥數(shù)取 13。又根據(jù)經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)知輥數(shù)取 11 即可。 輥徑、輥距與輥長(zhǎng) （ 1） 由文獻(xiàn) [1,213]可知，矯直最佳區(qū)域中，單位厚度輥徑值滿足： SHS d ?? /9 2 7 0/1 7 6 ?? （ ） 因?yàn)?S? MPa235? ，故 ?? Hd ； 又因?yàn)?HDdH ? ， mmH ? ，故 ?? D 。 所以可以取輥徑 90?D 。支撐輥輥徑應(yīng)取大一些，取為 100? 。 使用滾動(dòng)軸承時(shí)，由于軸承外徑較大，軸 頸尺寸不能過(guò)大，近似地選擇。另外，只要條件允許，輥頸直徑和輥身的過(guò)渡圓角均應(yīng)選大一些。 Dd )~(? （ ） dl )3~2(? （ ） 根據(jù) （ ），（ ） 可以確定工作輥輥頸直徑 mmmmDd 401 0 11 ???? 和輥頸長(zhǎng)度 mmmml ??? 。 （ 2） 輥距 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 11 頁(yè) Dp ??? （ ） 其中 ， ~?? ， D 為輥?zhàn)幼畲笾睆健? 所以 ， mmmmp ??? 。 由文獻(xiàn) [2,113],因?yàn)?MNW X ?? 36450 ，所以， 輥距 mmp 160? 比較合適。 下面根據(jù)以往經(jīng)驗(yàn)數(shù) 據(jù)及已有變輥距矯直機(jī)做參考，確定各處輥距 如圖 所示 ： 圖 本矯直輥系各 輥距大小 （ 3） 輥長(zhǎng) 39。max abL ?? （ ） mmb 1000max ? 時(shí)， mma 200~5039。 ? ； mmb 1000max ? 時(shí)， mma 350~20039。 ? 。 由（ ）可得，輥長(zhǎng) mmabL 1100100100039。m a x ????? 。 支撐輥 前面已經(jīng)確定支撐輥直徑為 100? 。下面確定支撐輥的布置方式和相關(guān)尺寸： 由于上面所設(shè)置 的輥距較小，同時(shí)工作輥輥徑與輥身比值處于中間，既不大也不小，故這里考慮采用垂直布置方案。為了調(diào)整工作輥的撓度，有效地消除板帶的局部瓢曲或單、雙邊浪形。這里采用多段支撐輥矯直方案。其各段支撐輥可以單獨(dú)調(diào)整壓下，沿工作輥長(zhǎng)度方向可使帶材 產(chǎn)生不同的變形，以消除板帶邊緣或中部的板形缺陷。具體布置形式如圖 ： 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 12 頁(yè) 圖 1— 消除雙邊浪形 圖 2— 消除中間瓢曲 圖 3— 消除單邊浪形 圖 支撐輥布置圖 與工作輥一樣，我們可以得到支撐輥輥頸直徑為 mmmmDd 22 ?????和輥頸長(zhǎng)度 mmmmdl 22 ????? 。 力能參數(shù) 確定壓彎量并計(jì)算矯直力 （ 1） 壓彎量 前面已經(jīng)確定壓彎方案選擇線性遞減壓彎方案，現(xiàn)首先確定入口及出口處的壓彎量： 已知矯直機(jī)為 1 7 0 0100/9011 ???? 類型。工件尺寸為 ??? hb ，代表鋼種為235Q ，其 MPaS 235?? ， 取 MPaE 202100? 。 該方案中規(guī)定變形大致范圍為 5??C 。 ?C 包含 0C 和 WC ，工件通過(guò)第二輥后， 0C 方向趨同 ，但是 0C 中包含最大和最小的彎曲狀態(tài)，而最小的 00?C ， 要使這個(gè) 0C 在反彎之后也獲得一種與其他 0C 相差不多的彈復(fù)能 力，就必須采用加大的 max2MCW ? 。由于 ?M ，故取 ???WC 。假設(shè)鋼板原始的彎曲最大為 50?C ，則第二輥后的彈復(fù)曲率比為 ?????? ?CMC f 其殘留曲率比為 ????? fWC CCC 這個(gè) 12?CC ，需用彈塑性撓度計(jì)算法。由 文獻(xiàn) [2,1165]知 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 13 頁(yè) 222 CfW ??? ?? （ ） 其中 ??? ?Cf? ， )169/()21820( 2 24 223 24 22 ?????? CCCCCC CCCCC? ， 所以 ??? CfW ??? 。 ? ? 222 ????? EHl stWW ???? 。 出口壓彎撓度 ?? tW ?? ， 所以 ， 入口壓彎量為 22 ?? W?? ，出口為 ?? t?? 。 由于輥數(shù)為 11，那么上輥組的傾斜度為： ? ? 0 0 2 0 8 )()(4)]2/)(2/ [ (2t a n 2 ???????? pntW ??? 所以 r c ta n ??? 。 由 ?? ， ?? ， ?? ， tiWi ??? 2? 得 表 如下： 表 各輥?zhàn)訅簭澚? ?? ?W? ?? ?W? ?? ?W? ?? ?W? ?? ?W? ?? ?W? ?? ?W? ?? ?W? ?? ?W? 圖 為第 2 到第 10 輥每個(gè)輥?zhàn)拥膲簭澚浚瑥倪@個(gè)圖中明顯地看出壓下方式為線性遞減壓下： 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 14 頁(yè) 圖 線性遞減壓下 （ 2）矯直力 查 文獻(xiàn) [2,314]得 ： 1, ,, 10987 65432 ???? ????? WWWW WWWWW CCCC CCCCC 根據(jù) 公式 St BHM ??? 62 （ ） 2)( Witi CMM ?? （ ） 得各個(gè)輥?zhàn)犹幍膹澗貫椋? mNMmNMmNMmNMmNMmNMmNMmNMmNM???????????????????????????3103938373635343332,, 按 連續(xù)梁的三彎矩方程式 tiiii MMMMpF )2(2 11 ?? ??? 計(jì)算后（其中 tM 前面已經(jīng)給出計(jì)算式子 ）寫(xiě)出矯直力為： KNFKNFKNFKNFKNF KNKNFFKNFKNFKNFKNF , ,, 1110987 654321 ????? ?????? 軸承壓力 矯直輥所承受的矯直力直接作用于軸承上。機(jī)架結(jié)構(gòu)采用簡(jiǎn)支式結(jié)構(gòu)。如圖 所黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 15 頁(yè) 示為輥?zhàn)虞S承受力分析圖： 圖 矯直輥軸承受力圖 那么 Fba bFa ?? Fba aFb ?? FFF ba ?? 軸承受力總和為 ??? ?? ba FFF 。 取 ba? ，那么各個(gè)輥?zhàn)觾啥说妮S承受力大小可以計(jì)算如下： KNFFKNFFKNFFKNFFKNFFKNFFKNFFKNFFKNFFKNFFKNFFFbababababababababababa,,111110109988776655443322111??????????????????????? 所以 KNFFF ba 4 0 8??? ??? 。 矯直輥轉(zhuǎn)矩 矯直輥在矯直力作用下所需克服的阻力包括軸承摩擦阻力 、輥面與工件間的滾動(dòng)摩擦阻力及工件的塑性變形阻力。下面分別求這兩 個(gè)力 ： （ 1） 軸承摩擦阻力 前面已經(jīng)確定機(jī)架結(jié)構(gòu)為簡(jiǎn)支結(jié)構(gòu)，那么根據(jù) 下面公式即可求得該摩擦阻力 ： ? ?2)2( ??? FdfT m ? （ ） 其中 f 為工件與輥面的滾動(dòng)摩擦系數(shù)，板材為 ~?f ； 高溫板材為?f ； ? 為軸承摩擦系數(shù)，尼龍軸承 ~?? ； 青銅軸承 ~?? ； 滾動(dòng)軸承~?? 。 d 為軸頸直徑。 黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 16 頁(yè) 所以， mNmNT m ????????? ? 4 0 4 0 8)210500 0 0 0 ( 33。 （ 2） 工件塑性變形阻力： ?? ?? ?? 1212 n Jin Jij uRT ? （ ） 其中 Ji? 是第 i 輥處的轉(zhuǎn)矩， Ji? 是第 i 輥處的矯直變形能 。 這里 )]3)(1(413[)1( 22 ?????? ????? iiitJi ， 其中 t? 可由下式子計(jì)算： mmNmmNBH St /)10300()1026( 26112 ?????????? ?? 。 將 WC 代替 ?C 代入??C1? 得 1, , 10987 65432 ???? ????? ???? ????? 從而根據(jù)上面給出的公式求得每個(gè)輥?zhàn)犹幍某C直變形能為 0/ 8 1/ 9 8/ 1 8 9/ 9 9 8108642?????????JJJJJmmNmmNmmNmmN????? mmNmmNmmNmmNJJJJ// 5 1/ 4 9/ 5 3 99753???????????? 進(jìn)而求得工件塑性變形阻力為 mNmNT J ???????????? 0 4) 5 3 9 9 8(0 4 。 （ 3） 總轉(zhuǎn)矩 上面兩個(gè)阻力求出之后，相加即得總轉(zhuǎn)矩 mNTTT Jm ?????? 。 矯 直 功率 為了使矯直機(jī)適應(yīng)生產(chǎn)線，速度取生產(chǎn)線速度 smv /? 。又因?yàn)橛兄屋仯?矯直機(jī)傳動(dòng)系統(tǒng)效率 可取為 ?? 。那么計(jì)算到電機(jī)處的驅(qū)動(dòng)功率為 kWRTvN 4 7 1 2 ????? ? 。 液壓壓下系統(tǒng)設(shè)計(jì)及計(jì)算 電液伺服 系統(tǒng)簡(jiǎn)介 電液伺服系統(tǒng)除 了具有液壓系統(tǒng)固有的特點(diǎn)之外，還有自身明顯的特點(diǎn)， 這種系統(tǒng)黃河科技學(xué)院畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第 17 頁(yè) 動(dòng)作靈敏，頻帶寬，控制精度高，但是價(jià)格昂貴，抗污染性較差，效率低。該系統(tǒng)中最重要的元件是電液伺服閥。 電液伺服 系統(tǒng)一般由以下幾個(gè)部分組成：指令元件，控制放大器，電液伺服閥，液壓缸或者液壓馬達(dá)，被控對(duì)象和檢測(cè)元件。 由圖 可以看出 ， 該系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)控制系統(tǒng)。 圖 電液伺服系統(tǒng)的基本組成 液壓壓下系統(tǒng)的組成 平行多輥矯直機(jī)的發(fā)展歷史較長(zhǎng)，輥系結(jié)構(gòu)形式很多 。線性遞減壓下的板材矯直機(jī)的輥系結(jié)構(gòu)是 所有上輥都固定 在上輥驅(qū)動(dòng)平板上或者上輥連接裝置上，通過(guò)控制驅(qū)動(dòng)平板來(lái)控制壓下量。其結(jié)構(gòu)如圖 所示 圖 線性遞減法輥系結(jié)構(gòu) 從上圖可以看出，整個(gè)系統(tǒng)主要部件就是上下排輥。上下 輥縫要可調(diào)，且排輥?zhàn)陨硪D(zhuǎn)動(dòng)。 液壓壓下系統(tǒng)的整體結(jié)構(gòu)由空間分立的三個(gè)部分組成：以 PLC 為核心的電氣控制柜、以泵和閥為主體的液壓柜、以液壓缸、馬達(dá)和上下排輥為主體的機(jī)械