第9章 矫直机(改)

1、第9章 矫直机 9.1 弹塑性弯曲的基本概念 9.2 轧件的反弯矫直原理 9.3 矫直机的分类和适用性 9.4 辊式矫直机 9.5 拉伸弯曲矫直机 形状缺陷形状缺陷：弯曲、扭转、波浪形等 产生原因产生原因：轧制、冷却和运输等 消除缺陷消除缺陷：矫直 9.1 弹塑性弯曲的基本概念 9.1.1 轧件的弹塑性弯曲变形 中性层以上的各层：拉伸拉伸变形 中性层以下的各层：压缩压缩变形 轧件中既有弹性变形层 又有塑性变形层时的弯曲， 称为弹塑性弯曲弹塑性弯曲。 轧件中，各纵向纤维的变形是遵循材料的 拉伸一压缩应力、应变规律的。炽热状态下的钢 材，可近似认为是理想弹塑性体。 1）弹性弯曲弹性弯曲的极限状态：

2、 在外力矩作用下，轧件表面层应力达到了 材料屈服限s，应变为s 各层纤维都处于弹 性变形状态。外力矩去除后，在弹性内力矩的 作用下，各层纵向纤维的应变将全部弹性恢复。 2）弹塑性弯曲弹塑性弯曲状态： 外力矩继续增大，一部分纤维层产生塑性 变形。外力矩越大，塑性变形区由表层向中性 层扩展的深度也越大。实验与理论分析表明， 弹性弯曲时的平断面假设在弹塑性弯曲时仍然 有效，断面上各层纤维的应变与其至中性层的 距离z成直线关系外力矩去除后，纵向纤维的 变形有的只能部分地弹性恢复，轧件中将产生 残余应变和残余应力。 3）全塑性全塑性弯曲状态： 对理想弹塑性材料，这是外力矩增大 至使整个断面上各层纤维的应

3、力都达到 屈服极限时的假想状态。此时，外力矩 达到了最大值。外力矩消除后，各层纤 维的变形只能部分地弹性恢复。 由上可知： 1）在弹塑性弯曲阶段，随着外力矩的增大， 轧件可出现三种弯曲变形状态； 2）轧件弹塑性弯曲变形过程由两个阶段组成： 在外力矩作用下外力矩作用下的弯曲阶段和外力矩去除后外力矩去除后的 弹性恢复阶段（轧件产生弹性恢复变形）。 9.1.2 轧件弹塑性弯曲过程的曲率 1轧件弹塑性弯曲过程中的曲率变化 轧件的弯曲过程可以用其曲率变化来说明。 （1）原始曲率原始曲率1/r0 (图11-4a) 轧件初始状态下的曲率称为原始曲率原始曲率，用 1/r0表示。r0是轧件的原始曲率半径。 +1

4、/r0 表示弯曲凸度向下向下的曲率； -1/r0 表示弯曲凸度向上向上的曲率； 1/r0 = 0时，表示轧件原始状态是平直的。 （2）反弯曲率反弯曲率1/ 在外力矩M的作用下，轧件强制弯曲 后的曲率称为反弯曲率1/。 在压力矫直机和辊式矫直机上，反弯 曲率是通过矫直机的压头压头或辊子辊子的压下 来获得的。 （3）总变形曲率总变形曲率1/ rc 它是轧件弯曲变形的曲率变化量，是 原始曲率与反弯曲率的代数和，即 1/ rc = 1/r0 + 1/ 1l-1 （4）弹复曲率弹复曲率1/y y 它是轧件弹复阶段的曲率变化量，其数 值取决于弹复力矩My 。 （5）残余曲率残余曲率1/r 它是轧件弹复后的

5、曲率。如果轧件被矫平， 则1/r =0；若轧件未被矫平，则在连续弯曲过 程中，这一残余曲率将是下一次反弯时的原始 曲率，即 1/ ri = （1/ r0）i+1 下标i是指第i次弯曲。 残余曲率1/r是反弯曲率与弹复曲率的代数 差，即 1/ r = 1/ - - 1/y y 1l-2 显然，为使残余曲率1/ r = 0（即将轧 件矫平），按照式11-2，应是 1/ = = 1/y y 11-3 式11-3是一次反弯矫直（压力矫直） 时，选择反弯曲率1/的基本原则。 2弹塑性弯曲阶段应变与曲率的关系 c z c z z r h r z hz r z r z zr z l l 1 2 11 2/

6、111 ,r 0 0 100 00 10 时，则：当 则：前后是不变的，即中性层纤维长度在弯曲 2 0 1 / 1 00 0 0 0 0 h zz rE z r z E c s c sz s sz 的变化范围是 即 9.1.3 轧件弹塑性弯曲阶段的外力矩 1外力矩计算式的一般形式 轧件弹塑性弯曲时的外力矩是与轧件断 面上各层纤维应力引起的内力矩相平衡 的。由图11-3b，按照静力矩平衡条件， 可写出关于中性层对称的理想弹塑性材 料轧件外力矩M的计算式 0 0 0 0 0 0 0 2/ 0 1 2 0 0 2/ 2 0 2/z 0 112 2 2 2 22 zh z zzs s zh z zzs

7、 z h z sz dzzb z z E E dzbz z M SW dzzbdzbz z dzbzdzbzM 则：对线性加工硬化材料， 2 屈服力矩Mw与屈服曲率1/w 轧件断面的惯性矩。 I EI M Wdzbz h M w w sz h sw 1 4 2/ 0 2 3理想弹塑性材料轧件的塑性弯曲力矩Ms 与断面形状系数e 当轧件弯曲至图11-3c的全塑性弯曲状 态时，整个断面上纤维的应力均达到s， 这时，外力矩达到最大值，称为塑性弯 曲力矩Ms。由式11-7，当断面上应力均 为以时；外力矩应是 W S W S M M e SdzzbM s s w s s h zss 断面形状系数： 2/

8、 0 2 4轧件弹塑性弯曲阶段外力矩M与曲率的关系式 （力矩方程） 2 2 2 2 2 2 22 0 2/ 2 0 ) 1 / 2 ( 2 1 2 3 ) 1 / 2 ( 2 1 2 3 6 2 2 3 6 2 20 0 c s w c s s s zh z s rh M rh bh M h zbh zdzdzz z bM 矩形断面轧件时， 9.1.4 轧件的弹复以及轧件弹复阶段的曲率方程 在弹塑性弯曲阶段，由于外力矩M的作用，轧件内 各层纤维产生变形，形成抵抗外力矩M的弹性内力矩 My，其数值与外力矩相等而方向相反，即My = -M 。 当外力矩消失时，轧件在弹性内力矩My的作用下，产 生弹

9、复变形。这时是弹塑性弯曲的第二阶段，即弹复 阶段。 1弹复阶段轧件断面上各层纤维应力、应变的变化 图11-6表示了理想弹塑性材料轧件在弹塑性弯曲阶 段和弹复阶段各层纤维应变的变化。 2弹复曲率的确定 轧件的弹复变形是轧件弯曲时各层纤维贮存 的弹性势能的释放，是一个纯弹性恢复过程， 其应力与应变呈直线关系(图11-2中的BO1线段)。 因此，可以用弹性弯曲时曲率与力矩的关系式 来计算弹复曲率，y = My / EI 。考虑到弹复 力矩My与外力矩M相等，因此，1/y的数值应 是 y = M / EI 3轧件弹复曲率与总变形曲率的关系式 (曲率方程) 9.2 轧件的反弯矫直原理 9.2.1 具有单

10、值原始曲率轧件的反弯矫直 具有单值原始曲率的轧件（如大断面型材、 轨梁等），在压力矫直机上由压头给以适量的 反弯曲率反向弯曲后，可以变得平直(1/r = 0)。 其矫平原则已由式11-3给出1/ = = 1/y y 。 在已知1/r0的数值和轧件的曲率方程情况下， 这一反弯曲率1/是可以定量计算的。 以理想弹塑性材料矩形断面轧件为例，令1/ = = 1/y y ，代入式11-20，得出方程 2 0 11 / 2 2 1 2 31 rhEI M sw 9.2.1.2具有多值原始曲率轧件的矫直 在轧制产品中，除一些大断面轧件具 有单值原始曲率的形状缺陷外，多数轧 件上的形状缺陷其原始曲率的数值和方

11、 向均是不定的在0 士1/（r0）min之间。 对这类轧件的矫直，大多是先采用交变先采用交变 弯曲变形以消除其原始曲率的不均匀度，弯曲变形以消除其原始曲率的不均匀度， 再逐渐将轧件矫平再逐渐将轧件矫平。 9.3 矫直机的分类和适用性 压力矫直机压力矫直机 辊式矫直机辊式矫直机 管棒材矫直机管棒材矫直机 拉伸矫直机拉伸矫直机 单张板材矫直机单张板材矫直机 连续式拉伸矫直机连续式拉伸矫直机 拉伸弯曲矫直机拉伸弯曲矫直机 （1）压力矫直机压力矫直机 轧件在活动压头和两个固定支点活动压头和两个固定支点间，利用一 次反弯的方法进行矫直。 用途用途：矫直大型钢梁、钢轨和大直径钢管 或用作辊式矫直机的补充矫

12、直。 缺点缺点：生产率低且操作较繁重。 （2）板、带材和型钢用的辊式矫直机）板、带材和型钢用的辊式矫直机 在辊式矫直机上轧件多次通过交错排 列的转动着的辊子，利用多次反复弯曲 而得到矫直。辊式矫直机生产率高且易 于实现机械化，在型钢车间和板带材车 间获得广泛应用。 （3）管材、棒材矫直机）管材、棒材矫直机 管、棒材矫直的原理也是利用多次反复弯 曲轧件使轧件矫直。 （4）拉伸矫直机拉伸矫直机 也称张力矫直机，主要用于矫直厚度 小于06mm的薄钢板和有色金属板材。 （5）拉伸弯曲矫直机组拉伸弯曲矫直机组 拉伸弯曲的基本原理是当带材在小直径辊子 上弯曲时，同时施加张力，使带材产生弹塑性 延伸，从而矫

13、平。这种矫直机组一般用在连续 作业线上，可以矫直各种金属带材（包括高强 度极薄带材）。拉伸弯曲机组也可在酸洗机组 上进行机械破鳞，以提高酸洗速度。 课后作业: 1.矫直机的作用是什么？有哪些类型？ 2.轧件的反弯矫直原理是什么？ 9.4 辊式矫直机 9.4.1 轧件在辊式矫直机上的矫直过程和矫直 工艺 1辊式矫直机的矫直过程 轧件在辊式矫直机中经过交错排列矫直辊交错排列矫直辊 的多次反向弯曲多次反向弯曲，使原始曲率的不均匀度逐渐 减小，进而矫平。 辊数最少的是5辊矫直机。辊数最多的是 29辊矫直机，用以矫直极薄带材 。 辊式矫直机有两种矫直方案：小变小变 形矫直方形矫直方案和大变形矫直方案大变

14、形矫直方案。 （1）小变形矫直方案小变形矫直方案 这是矫直机上每个辊子的压下量都每个辊子的压下量都 可以单独调整可以单独调整的假想矫直方案。 矫直机上各个辊子的反弯曲率的选 择原则是：只消除轧件在前一辊上产生只消除轧件在前一辊上产生 的最大残余曲率的最大残余曲率（即进入本辊时的最大即进入本辊时的最大 原始曲率原始曲率），使之变平。，使之变平。 （2）大变形矫直方案大变形矫直方案 这是使具有不同原始曲率的轧件经具有不同原始曲率的轧件经 过几次剧烈的反弯过几次剧烈的反弯（大变形大变形）以消除其以消除其 原始曲率的不均匀度，形成单值曲率原始曲率的不均匀度，形成单值曲率， 然后按照矫直单值曲率轧件的方

15、法加以然后按照矫直单值曲率轧件的方法加以 矫平的方案。矫平的方案。 2辊式矫直机的矫直工艺 9.4.2 辊式矫直机力能参数的计算 辊式矫直机的力能参数包括作用在矫直矫直 辊上的压力辊上的压力(矫直力矫直力)、矫直扭矩和矫直机矫直扭矩和矫直机 的驱动功率的驱动功率。 1. 作用在矫直辊上的压力（矫直力） 作用在矫直辊上的压力可按照轧件弯曲时所 需的力矩来计算。此时，将轧件看成是受很多轧件看成是受很多 集中载荷的连续梁集中载荷的连续梁，这些集中载荷就是各个辊集中载荷就是各个辊 对轧件的压力。它们在数值上等于轧件对辊子对轧件的压力。它们在数值上等于轧件对辊子 的压力的压力(矫直力矫直力)。 按照图1

16、l-15，各辊子上的力可根据轧件断 面的力矩平衡条件求出，即 P1 = 2M2 / t P2 = 2（2M2 + M3）/ t P3 = 2（M2 +2 M3 + M4）/ t P4 = 2（M3 + 2M4 + M5）/ t . Pi = 2（Mi-1 + 2Mi + Mi+1）/ t Pn-3 = 2（Mn-4 + 2Mn-3 + Mn-2）/ t Pn-2 = 2（Mn-3 + 2Mn-2 + Mn-1）/ t Pn-1 = 2（2Mn-1 + Mn-2）/ t Pn = 2Mn-1 / t 式中t 矫直辊辊距。 作用在上、下排辊子上的压力总和为 n i n i M t PP 21 8

17、式11-30及式11-31是矫直力计算公式 的一般形式。具体计算时，需给出轧件 在各辊下弯曲力矩的数值。如果对各辊 下弯曲力矩数值无具体数据时，可按以 下假设对矫直力作近似计算。 今假设： 1）第2、3、4辊下轧件的弯曲力矩为塑性弯 曲力矩Ms，即M2 = M3 = M4 = Ms ； 2）第n-1、n-2、n-3辊下轧件的弯曲力矩为 屈服力矩Mw，即M n-1= Mn-2 = Mn-3 = Mw； 3）其余各辊下轧件的弯曲力矩为屈服力矩 M w 和塑性弯曲力矩M s 的平均值，即M 5 = M6= Mn-5 = Mn-4 = （ Ms + Mw ）/2 。 将上述三个假设代入式11-30，可

18、得出各辊 下矫直力的计算式为 P1 = 2Ms / t P2 = 6Ms / t P3 = 8Ms / t P4 =（7Ms + Mw）/ t P5 =（5Ms +3 Mw）/ t P6 = . = Pn-5 = 4（Ms + Mw）/ t Pn-3 = （Ms +7 Mw）/ t Pn-2 = 8 Mw / t Pn-1 = 6 Mw / t Pn = 2 Mw / t 此时，作用在上、下排辊子上的压力总和为 式中n 矫直机辊数。 上排辊或下排辊上受的矫直力，如以式11- 33的平均值计算，则 )6(2 4 1 nnMM t PP ws n i 由式11-32可以看出，在上述三个假设前提下，

19、 第第1辊至第辊至第3辊的矫直力是递增的，第辊的矫直力是递增的，第3辊矫直辊矫直 力为最大值。然后，矫直力开始减小。但第力为最大值。然后，矫直力开始减小。但第6 辊至第辊至第n-5辊的矫直力是一个稳定值，都等于辊的矫直力是一个稳定值，都等于4 （Ms + Mw）/ t。从第。从第n-5辊后，各辊矫直力又辊后，各辊矫直力又 开始递减，第开始递减，第n辊矫直力为最小值辊矫直力为最小值。 显然，对各辊下弯曲力矩作出不同的假设， 可得出不同的矫直力计算公式。 2作用在矫直辊上的矫直扭矩 在辊式矫直机上，轧件是随着矫直辊 的转动不断前进并反复弯曲的。因此， 矫直辊上的扭矩Mk可以按照功能相等的 原理来确

20、定，即轧件弯曲变形所做的功 Ap应该和矫直辊在矫直扭矩Mk的作用下 使轧件前进所做的功Ak相等。 9.4.3 辊式矫直机的基本参数 辊径辊径D 辊距辊距t 辊数辊数n 辊身长度辊身长度L 矫直速度矫直速度v 1. 基本参数的选择和确定 （1）辊径D与辊距t的确定 辊距t是矫直机最基本的参数，辊径 D与辊距t有一定的比例关系（表11-4） ， 在辊距t确定后，按比例关系可以确定辊 径D并圆整圆整至矫直机参数系列中的数值。 辊径D确定后，辊子轴颈及与万向接轴连接 处轴颈的强度可按一般强度计算公式校核。辊 子上的矫直扭矩按第三辊的计算扭矩（包括摩 擦因素）考虑。因第三辊的矫直力第三辊的矫直力P最大最

21、大。 确定辊距t时，应该既考虑满足最小厚度轧最小厚度轧 件的矫直质量要求，又考虑满足矫直最大断面件的矫直质量要求，又考虑满足矫直最大断面 轧件时矫直辊的强度要求轧件时矫直辊的强度要求。为此，应分别计算 最大允许辊距tmax和最小允许辊距tmin。最后确 定的辊距t应是 tmin t tmax （尽量取小值）， 而且应圆整至矫直机参数系列中的相应数值。 1）最大允许辊距tmax的确定 tmax决定轧件的矫直质量。tmax值过大，轧件难值过大，轧件难 以产生必要的弹塑性弯曲变形以产生必要的弹塑性弯曲变形。 tmax = 0.35 hmin E / s 通常，只对板带厚度小4mm的矫直机才校核 tm

22、ax的条件。因为计算结果表明，当hmin大于 4mm时，tmax值远远大于强度条件计算出的tmin 值，而t值是应靠近tmin值的选取。 2）最小允许辊距tmin的确定 辊距越小，对轧件可能产生的反弯曲率辊距越小，对轧件可能产生的反弯曲率 越大，矫直质量越高。但越大，矫直质量越高。但t越小，矫直力越小，矫直力P 越大。越大。故最小允许辊距tmin受工作辊扭转工作辊扭转 强度强度和辊身表面接触应力辊身表面接触应力限制。 tmin = 0.43 hmax（E / s ）1/2 （2）辊数n的确定 增加辊数即是增加轧件的反弯次数， 这可以提高矫直质量，但也会增加轧件增加轧件 的加工硬化和矫直机的功率

23、的加工硬化和矫直机的功率。为此，选 择辊数n的原则是在保证矫直质量的前提是在保证矫直质量的前提 下，使辊数尽量少。下，使辊数尽量少。 对于薄板矫直机，b/h比值越大，则瓢曲和 浪形的缺陷越严重。应该减小辊距以增加板材 的弹塑性弯曲变形。但是往往因为tmin的限制， 辊距不能选得过小。为此，常以增加辊数来改 善矫直质量。故薄板矫直机的辊数较多。 辊式矫直机常用的辊数见表11-5。 （3）辊身长度L的确定 辊身长度L与轧件最大 宽度有关，通常 L = bmax + a 当b max 200mm时，a =100300mm。 对型钢矫直机，在确定辊身长度时，还应该 考虑辊身上的孔型数目。 （4）矫直速

24、度v的确定 矫直机的矫直速度主要由生产率确定，要与轧机生 产能力和所在机组的速度相协调。表11-6列出了一般矫 直机的矫直速度。 2辊式矫直机基本参数的系列化 标准（JB 1465、JB2095、JB1465）中规定： 辊式板材板材矫直机的标注方法是 辊数辊数-辊径辊径 / 辊距辊距辊身有效长度辊身有效长度 如：11-260/300 2300中板矫直机 辊式型钢型钢矫直机的标注方法是 辊数辊数辊距辊距 如：8 1300型钢矫直机 9.4.4 辊式板材矫直机结构 辊式板材矫直机可分为厚板材矫直机与薄板、 带材矫直机。 当辊式矫直机的辊径与辊身长度的比值很 小时，如板带矫直机。为提高辊子的强度和刚

25、 度，大多设置支承辊。支承辊的布置形式，常 见有以下几种： 1）垂直布置(图11-20a) 支承辊仅承受工作辊的垂直方向的弯曲。这种布置 形式用于辊径与辊身长度之比值较大的矫直机。 2）交错布置(图11-20b) 。 支承辊承受工作辊的垂直方向和水平方向的弯曲， 矫直过程中工作辊比较稳定。与垂直布置的相反，多 用于工作辊辊径与辊身长度比值较小的矫直机。 3）垂直和交错混合布置(图11-20c) 下排支承辊采用垂直布置形式，此方案可减轻辊间 氧化皮对辊面的磨损，从而有利于提高辊子寿命的提 高。这种布置形式多用于矫直带氧化皮的热轧钢板。 4）双层支承辊(图11-21) 。 随着板材厚度的减小，矫直

26、机工作辊辊径和 辊距相应减小，支承辊直径受到限制，为加强 支承作用和传动能力，增设大直径的外层支承 辊并改为内层支承辊（中间辊）传动。 薄板矫直机有时设置多段支承辊，用 以调整工作辊的挠度，消除板带的局部 瓢曲或单、双边浪形。图11-22(P380页页) 所示为三段式支承辊矫直方案，其各段 支承辊可单独调整压下，沿工作辊长度 方向可使带材产生不同的变形，以消除 板带边缘或中部的板形缺陷。 9.4.5 辊式型钢矫直机结构 辊式型钢矫直机的用途是矫直各种规格的工 字钢、角钢、槽钢和钢轨。型钢矫直机的辊子 上加工了与被矫轧件断面相对应的孔型。为减 少矫直辊消耗量，常采用组合式辊子（由心轴 和可更换的

27、辊圈组成）。按照辊子在机座中的 配置方式，型钢矫直机有闭式和开式两大类。 闭式型钢矫直机的轴承座装在辊子两侧， 其最大优点是能承受较大的负荷。为减少更换 轧件品种时的换辊次数，在同一根辊子心轴上 常配置有34组辊圈。闭式矫直机的主要缺点 是换辊很不方便，一般在较熟练的情况下，换 一次辊也需要68h。此外，这种结构使得操 作人员很难观察轧件运行情况。目前，新设计 的矫直机已很少采用闭式结构。 开式矫直机的辊子在机架的一侧悬臂布置。 它的主要特点是操作时易于观察，而且换辊方 便。图11-30（P390页）页）是一台8辊1300mm开 式型钢矫直机的工作机座。 与钢板矫直机相比，型钢矫直机的辊距和

28、辊径都较大，因此不需要支承辊，但是，每个 辊都需要有轴向调整装置，以对正孔型。上排 辊(有的矫直机是下排辊)要求可以单独径向调 整。 课后作业: 1.辊式矫直机的矫直过程可分为哪两个方 案？ 2.辊式矫直机第几辊的矫直力最大？ 3.辊式矫直机的最大允许辊距tmax和最小 允许辊距tmin的确定原则是什么？ 4.辊式矫直机选择辊数n的原则是什么？ 9.5 拉伸弯曲矫直机 9.5.1 拉伸弯曲矫直机的特点 随着工业的发展，对高强度极薄带材和不 锈钢带材的需要量日益增加，同时，对板材平 直度的要求也逐年提高。辊式矫直机由于其结 构和矫直工艺的局限性，几乎无法矫直高强度 合金钢带材的三维形状缺陷（边缘

29、浪形和中间 瓢曲等）。 矫直带材的三维形状缺陷时，应使带材产生 塑性延伸。若用表11-1k所示的连续拉伸机组矫 直合金钢带材，会出现下列问题：1)连续拉伸 矫直时，需要使带材产生超过材料屈服限的应 力，对较厚较宽的合金钢带材，必须施加很大 的张力，这要消耗很大的能量；2)矫直脆性材 料(屈服限和强度限很接近的材料)时，容易断 带，这会造成设备事故。 为解决上述问题，研制了拉伸弯曲矫直机 组。 拉伸弯曲矫直机组有很多种布置型式， 但最基本的型式是在两组张力辊间装有分开布 置的、数量较少的弯曲辊和矫平辊。在张力作 用下的带材，经过弯曲辊剧烈弯曲时，产生弹 塑性延伸，三维形状缺陷被消除，然后再经过

30、矫平辊将残余曲率矫平。拉伸弯曲矫直工艺的 矫直原理与拉伸矫直机及辊式矫直机的矫直原 理都不相同，它在拉伸带材时所使用的张应力 仅是材料屈服限的1/101/3，这就克服了连续 拉伸机组矫直工艺的缺点。图11-31(P392页页)是 1700酸洗机组中拉伸弯曲矫直机组的布置型式。 拉伸弯曲矫直机组有下列特点特点：1)退火后的带钢 经过拉伸弯曲矫直后，机械性能有明显改善，某些性 能的改善超过冷平整的效果。2)能消除带材的瓢曲、 边缘浪形和镰刀弯等三维形状缺陷。3)弯曲辊组和矫 平辊组均是从动辊，没有驱动装置，因而可与带材同 步运动，不会因打滑而擦伤带材表面。4)与辊式矫直 机相比，其结构简单，重量轻

31、，维修方便，操作容易。 5)适用于几乎所有的带材加工作业线和各种金属材料 (从屈服限为700MPa的铁镍合金到铝合金和黄铜等)。 在拉伸弯曲矫直机组上矫直的带材最大厚度已达到 10mm，最大宽度达3000mm，矫直速度700m/min，最 高可达1000m/min。 6）矫直机组的矫直厚度范围广。7)可在酸洗机组中作为 机械破鳞装置。对氧化铁皮结合牢固的带材，也可取 得良好破鳞效果，从而能降低酸液消耗并显著提高机 组速度。8)用于镀锌机组，可使锌花更细致，镀层更 均匀。9)与张力矫直机相比，拉伸弯曲机组中带材的 张应力小得多，不会断带，也不影响带材质量。 但是，应该指出，拉伸弯曲矫直机组只能矫

32、直连续 带材，不能矫直单张板材，因而尚无法代替矫平单张 钢板的夹钳式拉伸矫直机。 目前，拉伸弯曲矫直机组已在冷轧带材的连续生 产作业线中得到广泛的应用。 9.5.2 拉伸弯曲矫直机的矫直原理 拉伸弯曲矫直时，带张力的带材的弯曲状态与单纯 弯曲状态下的带材有着明显的差别。在图11-3的几种 弹塑性弯曲状态中，不论弯曲如何剧烈，带材上半断 面纤维的拉伸变形总是与下半断面纤维的压缩变形对 称发生的，带材的中性层与断面的几何轴线(即中心层) 处于同一位置，不会产生偏移。轧件弹复以后，断面 上虽然存在残余应变，但中心层不会产生延伸。带张 力带材在弯曲时则不同，由于张应力与弯曲引起的应 力相互叠加，使断面

33、上的拉伸应力区扩大，压缩应力 区减小，因而带材的中性层将向弯曲曲率的中心方向 偏移。 图11-32(P393页页)表示了带张力带材经过一 个弯曲辊剧烈弯曲时，各个断面上应力分布的 变化。由图可以看出，带材经过弯曲辊时，其 弯曲曲率是逐渐加大的(其变化规律近似呈双曲 线形状)，因而，带材表层的应力也逐渐加大。 在02段，带材处于弹性变形状态。此后，表 层应力超过屈服极限，进入弹塑性变形状态。 在断面4的位置，弯曲最为剧烈。从图中可以 看出，带材断面的中性层是明显偏移了的，在 4的位置，中性层偏移值为A4。 图11-33(P393页页)绘出了上述弯曲过程中断面 的应力和相对应变的变化。 图11-3

34、4(P394页页)显示了带材经过两个弯曲 辊剧烈弯曲，在一个矫平辊上消除了残余曲率， 使带材的各层纤维均产生了均匀的弹塑性相对 拉伸应变一的过程。带材瓢曲或有边缘浪形的 部分所受的张应力小于平直的部分，反弯时产 生的CA值也小于平直部分。因而，带材经过拉 伸弯曲矫直机以后，其三维形状缺陷得以顺利 消除。 带材经过几个弯曲辊和矫平辊后，由 于残余曲率已消除，显然，张力消失后， 带材中心层的相对残余拉伸应变就是带 材本身以相对应变表示的塑性延伸量。 9.5.3 拉伸弯曲矫直机的结构 拉伸弯曲矫直机组由张力辊组和拉伸 弯曲机座两大部分组成(参见图11-31) (P392页页)。由于两大部分是单独设置

35、的， 因此，按照不同的工艺要求和场地条件， 机组可以有多种布置形式。 1. 拉伸弯曲机座 拉伸弯曲机座是使带材产生拉伸弯曲变形的设备。 它一般由两个基本单元弯曲辊单元和矫平辊单元 组成。弯曲辊单元有两个或更多的小直径弯曲辊(辊系)， 它的作用是使带材在张力作用下，经过剧烈的反复弯 曲变形，达到工艺要求的延伸率。矫平辊单元有一个 或几个矫平辊(辊系)，它的作用是将剧烈弯曲后的带材 矫平。由于弯曲辊和矫平辊直径很小，因而它们多由 一组支承辊支承，组成辊系以提高刚度。当被矫直的 带材较厚时，弯曲辊和矫平辊常采用如图11-35a(P396 页页)的型式。当带材较薄时，常采用如图11-35b d(P396页页)的浮动辊型式。 拉矫机示意图 拉矫机 拉伸弯曲机座中弯曲辊与矫平辊的布置形 式