【正文】 彎矩由彎矩比的定義： （）可算出七次矯直的彎矩根據(jù)連續(xù)梁的三彎矩方程，可以寫出矯直力的表達(dá)式，任意第i輥的矯直力為: （）其中p為輥距，若把理解為彈性極限彎曲時(shí)的支點(diǎn)力，并用表示，即： （）則上式（）變?yōu)椋? （）各輥矯直力在等輥距矯直機(jī)上可寫為矩陣形式： （）各輥矯直力絕對(duì)值之和為： （） 軸承壓力軸承承載了矯直輥所受的矯直力。 工字鋼截面示意圖參數(shù)36c型鋼的基本參數(shù)如下表所示（GB/T 7061988）： 36c型鋼的基本參數(shù)表型號(hào)h/mmb/mmd/mmt/mmr/mmr1/mm36c360140為了便于分析，工字鋼可看做H型鋼，簡化為下圖（）的結(jié)構(gòu)模型： 工字鋼結(jié)構(gòu)化簡模型圖設(shè), 為腹板高。 基本參數(shù)計(jì)算本設(shè)計(jì)用于矯直型鋼，800輥距矯直機(jī)可矯最大的工字鋼牌號(hào)為36c，故將以36c工字鋼為例進(jìn)行如下的一系列計(jì)算。 矯直方案的選擇彎曲程度并不相同的金屬材料經(jīng)過矯直輥的多次反復(fù)彎曲，在較大彈塑性彎曲條件下，彈復(fù)后所殘留的彎曲程度差別會(huì)顯著的減少，所以在矯直機(jī)設(shè)計(jì)時(shí)就要盡量消除各輥處的殘留撓度差(曲率差)，進(jìn)而達(dá)到矯直的目的。: 工件的最大寬度，36c工字鋼為140mm。其次要考慮輥?zhàn)觾啥思翱仔烷g的結(jié)構(gòu)余量。 矯直方案的選擇與力能參數(shù)計(jì)算 輥距通常輥距與輥徑的結(jié)構(gòu)關(guān)系用下式表示 （）本設(shè)計(jì)輥?zhàn)訅簭澚靠梢詥为?dú)調(diào)節(jié)，所以D=800/=720mm。采用這種方案，可以用較少的輥?zhàn)荧@得較好的矯直質(zhì)量。大變形原則矯直方案是在前面幾個(gè)輥?zhàn)由喜捎煤艽蟮姆磸澢?，使工件的各部分彎曲變形總曲率均達(dá)到很大的數(shù)值。采用這個(gè)方案各輥的壓下量相對(duì)較小，所以消耗的功率小，但是原始曲率消除緩慢，要達(dá)到既定的矯直質(zhì)量就必須增加矯直輥的數(shù)量，從而導(dǎo)致矯直機(jī)設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜。小變形原則矯直方案是假設(shè)矯直機(jī)上排工作輥可以單獨(dú)調(diào)整，每個(gè)輥?zhàn)硬捎玫膲簭澚壳『媚芡耆C正前面相鄰輥?zhàn)犹幍淖畲髿堄嗲剩箽堄嗲手饾u減小的矯直方案。 在輥式矯直機(jī)上，按照每個(gè)輥?zhàn)邮构ぜa(chǎn)生的變形程度不同，主要可以分成兩種矯直方案。 矯直機(jī)矯直方案的合理確定,不僅可以有效地矯正工件,使工件平直,板形質(zhì)量得到改善,而且可以降低設(shè)備的承載能力和提高經(jīng)濟(jì)效益。理論法是根據(jù)矯直原理通過計(jì)算得出各個(gè)輥?zhàn)拥膹澢鷵隙?，從而算出可調(diào)輥的壓彎量來制定壓下規(guī)程。 目前壓下規(guī)程制定的方法主要有經(jīng)驗(yàn)法和理論法，經(jīng)驗(yàn)法是依靠工人的經(jīng)驗(yàn)并用試調(diào)的辦法來調(diào)整各輥的壓下量，這種調(diào)整方法效率低，矯直質(zhì)量差，浪費(fèi)大，矯直達(dá)不到理想的效果。 輥式矯直機(jī)廣泛應(yīng)用于矯直各種規(guī)格、各種材質(zhì)的金屬條材,在一條機(jī)列中往往置于主機(jī)之前作粗矯直及喂料用。合理的壓下規(guī)程可以提高矯直質(zhì)量和矯直精度，降低設(shè)備能耗，延長設(shè)備的壽命。除了這些矯直機(jī)還有很多種類型，其結(jié)構(gòu)和矯直原理也都不盡相同，如矯直圓材的2斜輥矯直機(jī)、拉伸彎曲矯直機(jī)等等。像工字鋼這樣的大斷面型材，在矯直時(shí)需要較大輥距的矯直機(jī)才能完成其矯直任務(wù)，而這類產(chǎn)品的規(guī)格多，產(chǎn)量小，因此就要考慮一臺(tái)機(jī)器可以盡量矯直更多不同斷面大小的型材，也就是其矯直范圍要擴(kuò)大，變輥距型材矯直機(jī)就可以實(shí)現(xiàn)這樣的功能。 反復(fù)彎曲式矯直機(jī)分類壓力矯直機(jī)是最簡單的矯直設(shè)備，它工作時(shí)將工件支承在工作臺(tái)的兩個(gè)活動(dòng)支點(diǎn)間，用壓頭對(duì)準(zhǔn)最彎部位進(jìn)行反向壓彎，當(dāng)壓彎量與工件彈復(fù)量相等時(shí)，壓頭撤回后工件的彎曲部位變直。異輥距型材矯直機(jī)是指其輥距不相等，而且不相等的形式也很多，如輥距遞減式、先增后減式、先減后增式等。但是由于型材的多樣性，矯直機(jī)的適用范圍很有限。按照工作原理矯直機(jī)可以分為五大類：反復(fù)彎曲式矯直機(jī)、旋轉(zhuǎn)彎曲式矯直機(jī)、拉伸矯直機(jī)、拉彎矯直機(jī)和拉坯矯直機(jī)。本文通過計(jì)算機(jī)編程合理的計(jì)算輥式矯直機(jī)的壓彎量，為計(jì)算機(jī)的自動(dòng)化控制提供依據(jù)。 隨著矯直技術(shù)的進(jìn)步，對(duì)輥式矯直機(jī)的要求也越來越高。 除這些典型的輥系外，近代學(xué)者還研究出一些新型輥系，包括異輥距輥系，變輥距輥系，雙交錯(cuò)矯直輥系等。壓下量可調(diào)式輥系的矯直機(jī)是現(xiàn)代應(yīng)用最為普遍的一種矯直機(jī)，不論是板材還是型材，都能達(dá)到很好的矯直效果。 上輥可調(diào)輥系結(jié)構(gòu)由于H型鋼的斷面結(jié)構(gòu)特點(diǎn)， H型鋼的連續(xù)矯直是采用平式輥矯，彎曲的軋件進(jìn)入矯直機(jī)后，在交錯(cuò)排列的矯直輥外力作用下，彎曲部位產(chǎn)生一定的反彎曲，使該部位產(chǎn)生一定的塑性變形，通過矯直機(jī)后，H型鋼經(jīng)彈性回復(fù)便達(dá)到平直狀態(tài)，實(shí)現(xiàn)矯直的目的 。包括上輥組平行升降的輥系；兩端輥單獨(dú)可調(diào)的輥系；上輥可單項(xiàng)傾斜的輥系；按線性遞減壓下的輥系；各上輥單獨(dú)可調(diào)式的輥系；四重式和六重式輥系。輥系a主要用于熱矯厚板、粗矯板材等；輥系b主要用于熱矯板材；輥系c是一種靈活性較大的多用途輥系；輥系d是按線性遞減壓下的板材矯直輥系；輥系e是型材矯直的常用輥系，各上輥單獨(dú)調(diào)整可采用各種壓下方案；輥系f是矯直板材的輥系，帶有支撐背輥。因此，輥式矯直機(jī)必須具有兩個(gè)基本特征：第一是具有相當(dāng)數(shù)量交錯(cuò)配置的矯直輥，實(shí)現(xiàn)多次反復(fù)彎曲的能力；第二是壓彎量可以調(diào)整，能實(shí)現(xiàn)矯直所需要的壓彎方案。其理論基礎(chǔ)就是金屬材料在較大彈塑性彎曲條件下，不管其原始彎曲程度有多大差別，在彈復(fù)后所殘留的彎曲程度差別會(huì)顯著減小，甚至?xí)呌谝恢?，從而達(dá)到矯直目的。從趨勢上看以厚度來區(qū)分板材矯直機(jī)是最基本的方法。輥式矯直機(jī)可以矯正板帶材和型材。a) 矯直所需矯直力、軸承受力及矯直力矩，確定輥距等機(jī)體參數(shù)b) 傳動(dòng)功率計(jì)算，電動(dòng)機(jī)類型選擇c) 矯直過程的驅(qū)動(dòng)方式設(shè)計(jì)d) 機(jī)架結(jié)構(gòu)、矯直輥的驅(qū)動(dòng)、矯直輥的位置調(diào)整、輥型等各部分設(shè)計(jì) 50 東北大學(xué)畢業(yè)設(shè)計(jì)（論文） 第2章 矯直原理及矯直機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì)第2章 矯直原理及矯直機(jī)參數(shù)設(shè)計(jì) 矯直原理及輥式矯直機(jī) 輥式矯直機(jī)工作原理輥式矯直機(jī)是目前應(yīng)用最為廣泛的一種矯直機(jī)。繪制裝配圖、部件圖、零件圖等，對(duì)不合理的地方進(jìn)行二次修改。 本課題研究內(nèi)容及方法根據(jù)型鋼的實(shí)際尺寸和變形情況，根據(jù)矯直的理論公式進(jìn)行型鋼矯直機(jī)的原型開發(fā)，確定結(jié)構(gòu)參數(shù)、力能參數(shù)和工藝參數(shù)并采用solidworks軟件建立實(shí)體模型，并進(jìn)行裝配。 矯直技術(shù)的發(fā)展趨勢綜合近些年國內(nèi)外的研究，可以看到：在矯直過程的變形機(jī)理方面向精度定量的方向進(jìn)一步發(fā)展，如：拉力對(duì)矯直的作用，在斜輥矯直機(jī)上壓緊力對(duì)矯直的作用等；在改進(jìn)矯直工藝及改進(jìn)矯直設(shè)備方面，如采用最佳壓下方案，采用恒功率制度，用振動(dòng)矯直代替旋轉(zhuǎn)矯直，單獨(dú)驅(qū)動(dòng)的變輥距矯直是大型矯直機(jī)發(fā)展的趨勢；在過程控制方面，隨著工業(yè)控制水平的不斷提高，矯直機(jī)電氣控制已上了一個(gè)新臺(tái)階，設(shè)備級(jí)控制趨向簡單化，工廠級(jí)監(jiān)控、相關(guān)設(shè)備間聯(lián)動(dòng)、智能化控制，已是傳動(dòng)及基礎(chǔ)自動(dòng)化發(fā)展的必然趨勢。其產(chǎn)品系列隨著輥距的變大。而且在國外，矯直輥壓上式結(jié)構(gòu)也普遍得以開發(fā)和應(yīng)用，如日本住友公司生產(chǎn)的1200mm7輥式型鋼矯直機(jī)，就是壓上式結(jié)構(gòu)，它采用無極調(diào)速系統(tǒng)，可針對(duì)任意斷面尺寸及材質(zhì)的工件而選用合適的矯直速度， 以保證充分利用設(shè)備能力。這種方式不僅能顯著提高工作效率，而且能獲得很高的矯直質(zhì)量。 它是反復(fù)彎曲式矯直機(jī)的一種，是連續(xù)性反復(fù)彎曲的矯直設(shè)備。型材的矯直都是在輥式矯直機(jī)上進(jìn)行的。 比較全面的還有美國的Vamey的 《輥式矯直機(jī)理》，以鋼軌為例， 全面分析了輥式矯直的過程， 殘余應(yīng)力的變化等。 型材矯直機(jī)當(dāng)前研究狀況 在型材矯直方面，國外學(xué)者重點(diǎn)放在了鋼軌矯直，《鋼軌輥式矯直殘余應(yīng)力的研究》一文，通過建立彈塑性模型，從理論上研究了鋼軌矯直過程，通過建立三維有限元模型，全面仿真了矯直時(shí)鋼軌內(nèi)的殘余應(yīng)力變化等， 并結(jié)合試驗(yàn)和己有文獻(xiàn)， 徹底分析了鋼軌內(nèi)應(yīng)力的分布及對(duì)鋼軌性能的影響。 現(xiàn)在國內(nèi)西安重型機(jī)械研究所和太原重型集團(tuán)等企事業(yè)部門在矯直機(jī)的研究和生產(chǎn)上代表了國內(nèi)的領(lǐng)先的水平，在棒材、型材和板材矯直機(jī)的研制上都取得了一定的成績。現(xiàn)在矯直技術(shù)的研究發(fā)展方向是開發(fā)研制高效節(jié)能、高精度和高度自動(dòng)化的環(huán)保型矯直設(shè)備。近年來，我國在趕超世界先進(jìn)水平方面取得了很大進(jìn)步，在矯直機(jī)械的研制和矯直理論的研究上都取得了很多成績，很多學(xué)者開始利用有限元分析和解析的方法來研究矯直理論本身，從不同角度建立了矯直狀態(tài)下的數(shù)學(xué)模型，壓彎量及工件殘余應(yīng)力等都成為了人們的研究對(duì)象。從 90 年代后，我國在趕超世界先進(jìn)水平方面邁出了一大步。在轉(zhuǎn)轂矯直技術(shù)方面，創(chuàng)造了中國首創(chuàng)的雙向旋轉(zhuǎn)矯直法。通過這次學(xué)術(shù)交流會(huì)，產(chǎn)生了等曲率反彎輥形計(jì)算法。從 70 年代開始，許多學(xué)者對(duì)輥形設(shè)計(jì)做了理論和試驗(yàn)研究。 國內(nèi)矯直機(jī)的發(fā)展現(xiàn)狀我國的矯直技術(shù)研究起步較晚，建國以后，隨著經(jīng)濟(jì)建設(shè)的需要才有了對(duì)矯直技術(shù)的研究。同時(shí)為提高矯直精度和控制水平，開展了對(duì)變形機(jī)理、改進(jìn)工藝和參數(shù)優(yōu)化等方面的理論研究，取得了一些具有實(shí)用價(jià)值的成果。此時(shí)的矯直概念則由原來狹義的彎曲矯直擴(kuò)展為包括解決彎曲、控制斷面形狀和尺寸精度的矯直，提出了平動(dòng)矯直技術(shù)、行星矯直技術(shù)、全長矯直技術(shù)、程序控制矯直技術(shù)、變輥距矯直技術(shù)以及雙向旋轉(zhuǎn)矯直技術(shù)等。到了20世紀(jì)70～80年代，國外許多發(fā)達(dá)國家的技術(shù)力量己相當(dāng)雄厚，矯直技術(shù)得到了不斷地改進(jìn)、發(fā)展和擴(kuò)充。矯直技術(shù)就多用于金屬條材加工的后部工序，在很大程度上決定著產(chǎn)品或成品的質(zhì)量水平，矯直技術(shù)同其他金屬加工技術(shù)一樣在 20 世紀(jì)取得了長足的進(jìn)展，相應(yīng)的矯直理論也取得了很大的進(jìn)步，雖然還有一些理論滯后于實(shí)踐的情況，不過，如今的矯直理論已經(jīng)進(jìn)入到了解析化和系統(tǒng)化的時(shí)代，并為數(shù)字化和信息化敞開了大門，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展和普及，矯直理論和矯直技術(shù)還有很大的發(fā)展空間。在講求質(zhì)量、效益的今天，矯直技術(shù)在工業(yè)領(lǐng)域的重要性更加突出。由此可以看出矯直技術(shù)水平的高低不僅影響著一個(gè)企業(yè)某種產(chǎn)品的質(zhì)量和其成本，而且標(biāo)志著一個(gè)國家的工業(yè)發(fā)展水平。它屬于金屬加工學(xué)科的一個(gè)分支。因此矯直作為一種精整技術(shù)已越來越得到工程技術(shù)人員的重視；矯直設(shè)備則已經(jīng)從過去的冶金行業(yè)的輔助設(shè)備發(fā)展為包括冶金和一些高技術(shù)領(lǐng)域不可缺少的加工設(shè)備。尤其近年來，隨著社會(huì)的發(fā)展，人們對(duì)產(chǎn)品質(zhì)量和精度的要求普遍提高，矯直技術(shù)發(fā)展迅猛，應(yīng)用也越來越廣泛。straightening principle。關(guān)鍵詞：型材矯直機(jī)；懸臂式；矯直原理；壓下規(guī)程800 profile steel straightening machine design and developmentAbstractWith the rapid development of economic and expansion of production, the quality and precision of steel are demanded by customers higher and higher, and some sheet and tube must be straightened to reach the requirements of users. Straightening quality has bee the important standard to measure product petitiveness. Under these circumstances, leveling technolo