辊式板材矫正机左机架结构设计+中英译文

辐式板材矫正机左机架结构设计

目录

第1章绪论..........................................20

1.1设计背景....................................................20

1.2国内外研究现状、发展动态...................................21

1.3矫正机的类型................................................23

1.3.1应用弹塑性弯曲变形进行矫正...............................23

1.3.2应用弹塑性拉伸变形进行矫正..............................25

1.3.3利用弹塑性扭转变形进行矫正...............................26

1.3.4应用轧压原理进行矫正....................................26

1.3.5应用组合变形进行矫正....................................26

1.4平行辐矫正机简介............................................27

1.4.1平行辑矫正机的矫正过程....................................27

1.4.2平行辐矫正机的优缺点....................................27

1.5设备概况....................................................28

第2章平行辐矫正机的参数计算.........................28

2.1技术参数....................................................29

2.2结构参数计算................................................30

2.3力能参数计算................................................30

2.31矫正力与矫正力矩的计算....................................30

2.32矫正功率的计算............................................32

第3章主要部件设计...................................34

3.1主传动系统设计...........................................34

3.2下矫正李昆系...............................................34

3.3上矫正辐系...............................................35

3.4上下支承辐及调整装置.....................................36

3.5压下平衡系统.............................................36

3.6机架.....................................................38

3.7导卫装置.................................................38

3.8润滑.....................................................38

3.9电控装置..................................错误!未定义书签。

3.10结论....................................................39

第4章主要部件的校核.................................43

4.1矫正辑的校核计算.........................................43

4.1.1矫正机矫正扭矩的计算......................................43

4.1.2第三辐弯曲力矩的计算.....................错误!未定义书签。

4.1.3支反力的确定..............................错误!未定义书签。

4.2矫正辐强度的计算.........................................44

4.3轴承寿命的校核..........................................45

4.4左机架的有限元分析.......................................39

4.4.1有限元分析软件的介绍.....................................39

4.4.2用SolidWorks软件对主轴进行静力分析.......................40

4.4.2.2网格划分及材料选择.....................................41

4A.2.3约束条件下矫正机左机架的应力分析......................42

参考文献................................................46

致谢.................................错误!未定义书签。

附录....................................错误!未定义书签。

摘要

轧制生产工艺流程会受塑性材质的畸变、温度导致的收缩以及取向没有均衡分布,

亦或运输过程中存在的某些问题而导致轧制成品存在不同程度的残次，做出来的成品有

轻微卷曲、内部存在不可见的折叠等等，无论是表面的平整度还是内部的精密度都使其

成为使用成品中残次品，影响后续的使用。因此保证辐式板材板带钢陈品表面质量与平

整度，优秀的矫正技术便是工艺流程链条上重要的一步。

基于上述需求，本文将会对矫正机的发展历程与实际应用做简要阐述，有利于大家

更好的了解辐式板材矫正机在解决上述问题中体现出来的优良性能，此外大家也可以更

多了解其巧妙的结构设计。应用而生，本次设计一类辐式板材矫正机，解决上述提到的

来对抗钢板轧制成品成品有轻微卷曲、内部存在不可见的折叠等等，钢板弯曲应力对产

品带来的负面影响通过这项矫正手段得到显著的清除，以此为提高钢板的精密度，更好

的服务于客户。这项设计从矫正原理到主要零部件的校对，矫正机内参的估算都做了详

尽介绍，并且也着重的介绍了包括机架、上矫正辐系、下矫正辑系、平压与平衡系统等

主要部件的设计理念与应用支撑。平压装置中特有的机械式的平衡机构可以有效的缓冲

矫正时的压力，稀释应力的支撑弹簧通过推拉之术将活动轴上的受力均衡分散，螺母与

螺杆之间的摩擦空隙也得到很好的填补。推力轴承将置于托盘上的所有压力都过渡到平

衡螺母上，而内齿圈连接的两类螺母，间接的产生的转动的同步性使其不受彼此压力的

影响。

关键词：馄式板材矫正机，平压与平衡，平行设计

Structuraldesignofleftframeofrollerplate

straighteningmachine

Abstract

Therollingproductionprocesswillbeaffectedbythedistortionoftheplasticmaterial,

theshrinkagecausedbytemperature,andtheunevendistributionoftheorientation,orsome

problemsinthetransportationprocess,resultingindifferentdegreesofinferiorityofthe

rolledproduct,andthefinishedproductisslightlyCurls,invisiblefoldsinside,etc.,whetherit

istheflatnessofthesurfaceortheprecisionoftheinside,makeitadefectiveproductinthe

finishedproduct,whichaffectsthesubsequentuse.Therefore,toensurethesurfacequality

andflatnessoftherolledplateandstripsteelproducts,excellentcorrectiontechnologyisan

importantstepintheprocesschain.

Basedontheaboverequirements,thisarticlewillbrieflyexplainthedevelopment

processandpracticalapplicationofthestraighteningmachine,whichwillhelpyoubetter

understandtheexcellentperformanceoftherollplatestraighteningmachineinsolvingthe

aboveproblems.Inaddition,youcanalsolearnmoreItscleverstructuraldesign.Bornfrom

application,thistimedesignedatypeofrollplatestraighteningmachinetosolvetheabove

mentionedtocounteracttheslightcurlofthefinishedsteelplatefinishedproduct,invisible

foldsinside,etc.,thenegativeimpactofsteelplatebendingstressontheproductObviously

removedthroughthiscorrectionmethod,inordertoimprovetheprecisionofthesteelplate

andbetterservecustomers.Thisdesignhasintroducedindetailfromthecorrectionprinciple

totheproofreadingofthemainparts,theestimationoftheinternalparametersofthe

correctionmachine,andalsofocusedontheintroductionoftheframe,theuppercorrection

rollersystem,thelowercorrectionrollersystem,theflatteningandbalancingsystem,etc.The

designconceptandapplicationsupportofthemaincomponents.Theuniquemechanical

balancingmechanismintheflatpressingdevicecaneffectivelybufferthepressureduring

correction.Thesupportspringofdilutingstressbalancestheforceonthemovableshaft

throughthepush-pulltechnique,andthefrictiongapbetweenthenutandthescrewisalso

verygood.Wellfilled.Thethrustbearingtransfersallthepressureplacedonthepallettothe

balancenut,andthetwotypesofnutsconnectedbytheinternalringgear,theindirect

synchronizationoftherotation,makesitindependentofthepressureofeachother.

Keywords:Rollplatestraighteningmachine,flatpressureandbalance,paralleldesign

第1章绪论

1.1设计背景

矫正机是上个世纪开发并逐渐流行起来的技术。材料都拥有弹塑性，这个性质是对

一物体施加外力的时候，物体会发生一定程度形变，当外力撤去之后，形变不会完全消

失，有一部分会保留下来，不会消失的现象。利用该项理论来轧制产品存在的粗糙低质

问题也不算为一个行之有效的方式。广泛应用于机械制造业和冶金行业。矫直机可以在

加工车间独立被使用，用来矫正零件的毛坯，例如汽修、轮船等工厂的毛坯车间。长期

蠕变和实施纠正性维护，例如轴纠正，自行车环高度，恢复旧钢丝绳等。

板钢制品在制造过程中之会面对各种各样的问题，例如:轧制过程的余留应力、成块

分割、温度前后不能保持均一等。所以各项影响印字的不均衡分配都会给加公与后续出

来带来不便，弯折度、线角差都会降低成品质量增加次品回收率，不仅提高了成本，浪

费了人力还延长延误生产进程。

冶金行业也已经开始广泛的引入矫直技术。冶金行业常用矫直机的辅助来达到良好

的冶炼效果。直到目前为止，不论是某些特定的铸造流水线还是各种类型的钢板的轧机

精加工车间，矫直机都是刚需设备，不可或缺。

在轧制生产过程中，由于诸如温度导致的收缩与取向分布均衡，亦或运输过程中存

在的某些问题而导致轧制成品存在不同程度的残次，亦或运输过程中存在的某些问题而

导致轧制成品存在不同程度的残次，做出来的成品有轻微卷曲、内部存在不可见的折叠

等等，无论是表面的平整度还是内部的精密度都使其成为使用成品中残次品，影响后续

的使用。

因此为了确保产品的精准度与安全性，国家为之设立了特定的产品的质量标准。轧

制零件的成品都有内参的限制，误差范围不可超出国家规定标准。仅仅依凭在轧制工艺

流程中来减少甚至消除产品的税曲确实有点牵牛下井的意味。因此，为了金达可能降低

产品的不平度，矫正轧制工艺流程中导致的变形，冶金行业引入优良性能的矫形机也是

是重中之重的选择之一，

1.2国内外研究现状、发展动态

中国的厚板矫正技术相对来说起步与发展都慢而晚，无论在理论研究还是实际应用

都明显落后于其他国家。经年来随着科技的发展与工业化水平的提升，矫正机的结构性

能与应用质量都有了质的改善。钢板质量与标量都有质量了显著的提高。上世纪中期，

中国大多数矫正机的辐系使用大螺距和大工作的辐。矫直厚度范围仅为4至5倍。支撑

的支撑力低下，矫正机的校正能力直随之降低。且固定的工作轮轴承不够灵活，即便是

经过矫正的钢材也依然质量堪忧，还有待大幅度的提高。

中国的板材需求在最近有了明显的增长，并且客户相对于数量也于质量也有了倾向

性的需求。板材的开发重心由原来的产量也逐渐转移到质量上来。板材的质量需求便是

矫正机质量提升的需求，且刻不容缓。

上世纪末期，全世界钢铁轧制技术都蓬勃发展。无论是生产的自动化，质量的高精

度和连续性方面都有了飞跃性的进步。钢材生产的轧制环节是将原材料钢制品制成钢材

的‘必经之路'。由于用轧制法生产的钢具有产量高，生产过程连续性强，种类繁多，

易机械化与自动化实现也轻而易举，并且与锻造，挤压，拉拔等锻造产品相比具有低廉

的成本优势与高性能的重要优点。目前超过五分之四的钢材是利用轧制工艺，并且应用

也日趋广泛。

轧钢工艺的成品应用于社会上的各行各业，广而用之的主要有：汽修、船舶制造、

石化产业、国防建设以及其它的重要行业领域。目前，中国轧钢生产的钢材品种类型主

要包括钢带，钢卷，钢套，不锈钢产品，不同型格材料的钢材，不同厚度的钢材等等,

根据不同的需求应用而生。轧制产品根据钢截面形状分为钢板，钢管和型钢。是一种被

广泛应用的钢。中国的型钢产量占钢铁总产量的五分之一略多板带材也是一种被广泛使

用的钢。中国的板带产量占钢铁总产量的一半左右。型钢种类并不单一，根据用途分为：

普通型钢和特殊型钢；从生产方法的角度来看，可分为焊接钢，弯曲钢和轧制钢还可以

根据截面面积分类，此处不多做赘述。

还可根据是否有接缝和横截面形状对钢进行分类。根据轧制工艺，钢管可分为热

轧钢管和冷轧钢管。根据钢管是否有接缝，将钢管分为无缝钢管和焊接钢管。其中，

常用的焊接钢管可分为高频焊管，直缝埋弧焊管，螺旋埋弧焊管等三种。这些类型的钢

管在实际生产生活中，从小到设备的零部件，大到支撑、降温、运输、收纳等方方面面

各有其用。且由于材质以及成本的的优越性刚才的广泛使用，安全健康并且节约资源，

使用简便，人力消耗也少，例如不锈钢之类的钢材省涂层，免涂料，无论是维护还是保

养都简易实惠。

科学技术的进步带动了轧钢技术和轧钢设备的不断发展，与此同时直接或间接的扩

展了刚才制品的生产规模与产品种类。目前，国外对矫正机理论和矫正设备的研究正在

扩大和深化，例如大截面型材的矫正方向，超薄壁管材，特殊材料的发展方向。

我国粗钢产量位居世界第一。国内十大钢铁企业年产粗钢均在1000万吨以上。近

年来，钢铁重组发展迅猛，进入快速上升期，比如广州荣优钢铁集团，天津蓝铭三川钢

铁一唐山三川机械大小型钢铁企业等。但是，我国钢铁业要做大做强，必须走精细化道

路。热轧卷和冷轧卷目前还停留在重产量轻质量的瓶颈。轧钢行业需要科技支撑，造船

业和汽车制造业、建筑业的兴旺，给轧钢行业带来压力的同时也带来的源动力。

中国的粗钢产量稳居世界最前沿。国内上大型的领军轧刚企业的产量都令人惊叹。

近年来，钢铁改制飞速发展，进入极速上升期，例如由宝钢控股的广东钢铁集团，主要

由山东济钢和来钢组成的山东钢铁集团，晋钢铁集团等。但是，强大重工业的发展之

路，就必须走好提炼之路。热轧卷和冷轧卷仍然停留在高输出和低质量的低谷期中。轧

钢业需走质走量，做精细活、高效率的产业。造船业，汽车制造业和建筑业的繁荣给

轧钢业提供了光明，转折时代即将来临。

20世纪工业革命的将大家带入了机械工业逐渐替代人力的时代。

国际著名的轧钢设备制造商主要在德国和日本等西方发达的资本主义国家重工业

发达的国家。如德国的Demark,SMS,日本的MitsubishiHeavyIndustries等大型集团，

以及国内的晋钢圣霖钢业等具有一定知名度的钢材制造公司，他们的先进设备与技术也

推动钢板矫正业的蓬勃发展。矫正机的性能在方方面面都得到了极大程度的改善与提高。

1.3矫正机的类型

设计与应用相辅相成，不同类型的轧制产品同样需要不同功能结构的矫正机。因此，

矫直机的类型各式各样，因此其矫正手段和适用方面也各有千秋。根据设计的基本原

理用途和与应用市场，可分为以下几大类。这些不同种类的矫正机分别对应着不同类型

的轧制产品，不论是在设计结构上还是实际应用中都有自己的优势，都是为了更好更贴

切与自己的应用领域。同样它们也在不断的被设计被修正。

矫正机可以根据结构与应用分为以下几大类：

1.3.1应用弹性变形与塑性变形种类进行矫正

应用应用弹性变形与塑性变形进行矫正的矫正机主要有以下几类。

(1)压力矫正机

压力矫正机包括立式压力矫正机与卧式压力矫正机，它其特点是矫正能力大，但生

产率低且操作繁重。有液压也有机械传动般用于铸造工件和热处理工件变形校正。

(2)辐式矫正机

辑式矫正机主要由辐轮、轮的支撑轴承、压紧和调节装置以及驱动装置等部分组成。

根据轴辐的排列类型和辐调节的位置多辐矫正机可大致被分为这两大类：上下辐列平行

矫正机、上下辐倾斜矫正机。矫正相交叉排列，多次矫正轧制部件，就将其不平整度与

低精度进行多次弯曲，降低产品的曲率从进而矫正。[4]

根据轧件的维度质量区分，不同矫正机的辐数也是有大有小，以满足不同形式的

矫正需求。每个辐子不同的排列组合等处理轧件以此降低轧件的变成程度与曲率的手段

也各不相同，可有多种矫正方案。以下介绍在矫正工艺上常用的小变形方案和大变形方

案

每个滚轮的减速比可以单独调节，选择原则是：仅消除和压平前滚轮产生(或留下)

的较大残余曲率。

板带状钢卷矫直机是上下交错排列的多辑矫直机。轧制件通过错开排列的矫直辑

矫直一次或多次。这种方法使产量显著提高，操作也容易实现的连续性和自动化。主

要的调整方法为：上辑个别调整型，上辑整体平行调整型，上馄整体倾斜调整型，上辐

局部倾斜调整型，管棒斜馄式矫直机校正相轴对角排列，馄表面是双曲线的。校正原

理也是使用反复弯曲来校正轧制零件。

为了改善轧制系统中钢的残余应力条件并更好地校正机车车辆的头端和尾端，研究

工作者们提出了辑间距可调整大小以及可调整排列方式矫直机的新技术。这类辐间距可

调节矫直机是基于被改善咬合条件并以最大的力减小矫直辐的矫正力的基础上的。根据

需要安排侧倾角以获得最佳侧倾角配置，以便使前侧倾角更大，并减少校正量。用力，

扩大校正范围，并促进咬合；后相距离更小，可以提高校正质量。该设计的矫直机的矫

正部分是可以灵活改变的。辑间距交错排列与调整可以解决单一交错配置的辑系统的缺

陷，不失为一种行之有效的手段［6］。图1.1是双错位可变辑距矫直机的示意图。由于辐

径的原因，不能减小单交错辑系统之间的间距。同时强度制约也无法减小轧辐直径。在

轧制件两端的轧制长度的一半以内，轧制件无法获得足够的弹塑性后弯以进行矫正。双

交错轧辐系统可以使轧制件的两端的长度很难校正得尽可能小，并且不再受轧辐间距和

轧辐大小的限制。残余应力的显着增加以及对能量消耗和横截面形状的不利影响都受到

校正力的影响，因此需要使用可变的滚动距离方法来缓冲这种影响当轧制件在轧制系统

中形成连续的受力状态时，每对轧制辐退出工作。随着轧制产品的发展，矫正力将继续

变化。

图1.1双交错变辐距矫正机

(3)管棒材矫正机

棒材矫正机是专业加工棒材的矫正机，在具体操作时，常常有存在以下问题:

1、棒材弯曲，棒材不直，这类问题产生的主要原因有两种：

一是上下辐分配过度，受力不等，造成过度矫正；

二是上下辐压力分配过小，校正力度不够，是的产品的弯曲度没有被很好的调整过

来。

针对第一种情况，可以再次矫直，减少压力，第二种情况则要增大压力。在矫直的

过程中，要注意校正情况，适时调整。

2、棒材形成波浪弯。这种波浪弯分为棒材中间的弯曲和两头的弯曲两种。棒材中

间波浪的主要原因有：

一并排矫直辐工作大小不均；矫直孔型缝隙较宽，固定轧件失败。

二、上辐系压力分配不合理。

通常采用的措施有是：检查棒材矫直机的辑直径偏差，同时对上辐压力进行重新分

配调整。重新对正矫直辑和检查设备安装是否符合工艺规范。

3、棒材扭转。矫直后棒材扭转的主要原因为上辐系压力分配偏小和矫直孔型错位。

对此，首先上下辑系孔型要对正，并且时事观察，还要适当增加上辐压力值。

4、棒材矫伤。矫伤就是在棒材矫直过程中对棒材产生一定的破坏，导致棒材检验

不合格。主要原因有

一、矫直孔型磨损量大，没有及时更换，使钢材表面质量变差；

二、矫直辑接触钢材的表面粘有异物（如钢渣、粘皮等），轧钢中掺入这些杂质导

致表面凹凸不平；矫直辐孔型错位，在钢材表面产生明显矫直痕迹。

针对这种情况，我们要经常检查矫直辐是否干净，矫直辐孔磨损程度师傅需要进行

及时处理，异物要不定期处理。错误!未找到引用源。

（4）扭转校正机

1.3.2应用弹塑性拉伸变形进行矫正

图1.2为拉伸矫正机示意图，拉伸矫正机分为辑式和夹具式拉伸矫正机。拉伸校直机是

最早开发的用于校直单根钢筋，型材和单张板材的止动校直机。连续生产线的使用受到

限制，并且考虑到要挤压的力难以保持均匀，因此对板的拐角和宽度具有很大的负面影

响。馄式拉伸校直机克服了夹钳式拉伸校直机的缺点，通常用于薄带材在生产线上，辐

张紧器无法替代型材的钳式拉伸，因为型材不适合在根子上缠绕，即使型材可以缠绕在

辐上，也无法产生足够的拉力。

0-^

0

a.夹钳式拉伸矫直机b.辐式拉伸矫在机

图1.2拉伸矫正机

1.3.3利用弹塑性扭转变形进行矫正

通常使用此方法校正局部变形较大的钢。在校正过程中，压紧并固定轧制件以防

止旋转，从而达到校正的目的。这种方法的应用并不多。

1.3.4应用轧压原理进行矫正

使用该原理的矫直机也可以称为平轧机。它主要用于轧制减薄程度小的薄板，以

消除轧制零件(尤其是铲斗)的弯曲。这种矫直机调节不够灵活，不适用于矫直钢。矫

直机主要用于矫直冷轧退火板。平滑轧制的目的是增加工件在轧制平台上的摩擦并组

织其滑动。提高抗拉强度，合理扩大塑性变形范围；改善形状并增加直线度；获得

一定的表面硬度和粗糙度。

1.3.5应用组合变形进行矫正

应用组合变形进行矫正的矫正机主要有以下两类：

(1)拉弯矫正机

近年来，为了提高矫正质量，拉伸弯曲矫直机得到了很大的发展与提高。拉伸矫直

机所依赖的基本原理是，当将薄板在小直径杆上弯曲时，给予适度的压力，然后将薄板

进行弹性和塑性拉伸，从而变平。

图1.3为拉弯矫正机示意图：

(2)拉扭矫正机

扭力矫正机在校正弯曲的同时采用扭力矫正。此矫正正方法适用于薄壁不规则截

面。

1.4平行辑矫正机简介

1.4.1平行的矫正过程

平行辑矫直机的理论基础是在金属材料发生较大的弹塑性弯曲的情况下，金属材料

的初始弯曲度只要在弹性范围内即可。塑性区，回弹后的残余弯曲量非常小，甚至与以

前的悖论相同。以此类推，有效的校正效果需要减小这种弯曲程度，以将参与的弯曲最

大化为零。因此，平行辑矫直机必须具有两个基本特性。首先是要有大量交错的矫直辐，

以实现可重复的弯曲。第二是调整弯曲程度，以便可以在弯曲后进行准确校正。基于以

上所述，对于辑矫直机，不同类型的变形程度和消除残余曲率的方法对应于不同类型的

辐，即，对应于较小的变形校正程序和较大的变形校正程序的两种校正相。错误!未找

到引用源。

小变形矫直机的每个辑的压力可以分别调节。选择矫直机每个辐的反向弯曲速率的

原理是仅消除上一个辐的轧制产品的最大残留曲率，压平轧件，但是最大残留曲率难以

预测给矫正带来困难，因此小变形校正方案仅适用于在特定的轧辑矫直机上校正某些特

定的轧制产品。该校准方法的突出优点是轧制产品的总变形曲率小，并且校准所需的能

量也小。对于原始曲率大且曲率方向变化频繁的工件，多辐连续减压矫直机是主要的矫

直设备。辐式矫直机的矫直过程是使矫直机在交替布置多个矫直机的条件下承受多次反

向弯曲，同时消除原始曲率的不均匀性，使矫直机逐渐变平。大变形方案是使具有不同

原始曲率的滚动部件发生较大程度的变形，缓冲甚至减少滚动件原始曲率的不平衡性，

形成单个曲率，然后修改单个曲率校正。通过较大的变形校正过程，可以用更少的轧辎

获得更加显著高效的矫正结果。但是，轧制件变形到扭曲程度，内部残留余力没有消失，

反而增加的话就会影响正常使用，不仅会严重影响产品质量，还会增加整机的损耗。49

1.4.2平行辐矫正机的优缺点

馄式矫直机的很好的带高了生产率并且自动化程度也很高，相对人工更加操作简便

易捷。但也有其不足之处：

图1.420-40mm板材矫正机外形图

1.5设备概况

由于辐矫直机的高生产效率，因此机械化和自动化连续生产的程度也很高。但是它

也有缺点：辑矫直机可以完全消除L形勺和C形勺的存在，但矫直效果不明显。辑矫直

机的主要不足是一种机械装置，该机械装置可校正诸如板波弯曲机的弯曲之类的缺陷。

辑矫直机的主要优点是：生产高效快捷，自动化程度高，可持续发展性强，不可多得性

能优势。馄式矫直机的主要缺点是矫直机是用于校正缺陷的机械设备，例如板波弯曲机。

该设备是根据JB/T3164（辐板矫直机的技术条件）的要求制造的，用于在室温下对碳

钢和低合金板进行矫平。扁钢的平直度符合国家标准和国家标准的使用条件。该设备由

机架，上矫直辑系统，下矫直辑系统，上下惰轮，调节装置，冲床平衡系统等组成。如

图1.4所示。[9]

2章平行辑矫正机的参数计算

2.1技术参数

(1)被矫平的板材规格最小厚度6mm

最大厚度40mm

最大宽度2350mm

(2)工作辐辐径260mm

辑距280mm

辑身长2600mm

数量9

(3)前、后导辑辑径312mm

辐距280mm

辐身长2600mm

数量2

(4)支撑辐辐径260mm

短距280mm

辑身长400mm

数量27上12个，下15个

排数上下各3排

(5)矫直速率0~1.6m/s

(6)上工作馄列行程向下15mm

向上180mm

最大开口度180mm

(7)上支撑辑调节量0~10mm

(8)压下机构传动比减速机速比20

蜗轮减速机速比48

总速比960

(9)主电机功率2台200KWYTSP355M2-6

(10)主减速机传动比工作辐10.9388

前后导辐13.17

(11)压下电机2台7.5KWYTSP132M-4

(12)油泵电机2台2.2KWY100L1-4

(13)导辐电机2台2.2KWYZ132Ml

2.2结构参数计算

矫正机允许的最大与最小辐径为：

Dmax=77H(3.1)

Dmin=2.65(BH2)1/3(3.2)

式中：

H--被矫钢板的最大厚度Hmax=40mm；

B-被矫钢板的最大最大宽度，B=2350mm；

所以：

Dmax=77H=77X40=3080mm；

21/321/3

Dmin=2.65(BH)=2.65x(2350x40)=242.5mm

矫正机矫正馄径D的范围是：Dmin<D<Dmax；取D=260mm

计算矫正辑的辐距：

矫正机允许的最大与最小相距为：

Pmax=鬻=84H(3.3)

Pmin=2.95(BH2)l/3(3.4)

所以：

Pmin=213.55mm；Pmax=3360mm

矫正机短距的取值范围：Pmin<P<Pmax；取P=280mm

2.3力能参数计算

2.31矫正力与矫正力矩的计算

由公式3.3计算作用在矫正机上下棍子上压力的总和：

由于：Mo=M]=Mn=Mn+1=0；M=MtX系数

馄式矫正机屈服力矩Mt=5^^=360X=225.6kN.m,

66

6=2%

p

2

F2，二一(2物2+材3)

p

2(%+

F3=2M3+MJ

P,

2

F.\=一⑵%一+〃”2)

p

F“=±*_i

PJ(3.5)

式中：

p一矫正轮辐距，取p=280mm

由于：Mo=Mi=Mn=Mn+1=0；M=Mtx系数

辑式矫正机屈服力矩Mt=生电吧=360X360x空空空=225.6kN.m

66

Mo=0、

Mi=Mtx1.45=327.12kN.m

M2=Mtx1.40=315.84kN.m

M3=Mtx1.35=304.56kN.m

(3.6)

M4=Mtx1.30=293.28kN.m>

M5=Mtx1.25=282.0kN.m

M6=Mtx1.20=270.72kN.m

M7=Mtx1.15=259.44kN.m，

所以*Mi=2052.96kN.m

no/7-1

全部矫正力的总和可以写成：Fj=-£M,(n-2)

1P2

/o.一!

所以：Fy=y匕=-yMi—5—x2052.96=58.656x103kN

乙q1P.1280X10-3

14U3

因此，上下机架所受的矫正力为Fg=|FS=-£/=29.328x10kN

3

塑性弯曲力矩为心=%牛=360义一空=338.4x10N.m,

其中：o■，为被矫正钢材的曲滑耐受力，j=360MPa

因为九辐矫正机采用倾斜调整，计算总矫正扭矩M*

Mk=M37）

其中：

k"——矫正机方案系数，取矫正机方案系数（=L5

2一一初始曲率值，对于板钢矫正机设备（心）*=（10-30）/h,4=30如

4---板带的屈服强度，=360MPa。

所以总矫正力矩为：

Mk

n

r0Eh

6

280X230.4X10V，+L5x（"2）x360

-------------------------x=537.00x106N.mm

230x22.06x105x2

2.32矫正功率的计算

矫正辐的驱动功率为：

N=^（TS+Tm）（3.8）

式中：

v---矫正速度，取v=lm/s

H——矫正机传动效率。

矫正力作用在辑子上，将产生滚动阻力；作用在轴承上，将产生摩擦阻力。它们所

形成的转矩为

Tm=fS?Fi+y.Fi=（f+啜）/Mi（3.9）

式中：

f——轧材与辐子间的滚动摩擦系数

黑——轴承摩擦系数

d——辑颈直径

所以：

Tm=（f+6）转尸Mj=（0.5+0.002X手）X募x1397.76=23.96kN.m

其中，f取f=0.5mm,u取^=0.002

当矫正机轮轴为n时，材料的弯曲次数为n-1次,故矫正机的塑性弯曲转矩总值是:

(3.10)

TS=zrtsi=Rxrusi

M=1.5-0.5产(3.11)

所以有w

J0.5

晶=0.316)

&=0.447

七=0.548

Q=0.632*(3.12)

L=0,707

2=0.775

转=0.837J

被矫正的材料克服外力时的作用力，一部分组织本身的形变，另外一部分转化为

热能消散，遵循常规的能量守恒定律，设计有所依据，其中，用也代表单位长度材料

塑性弯曲变形能：⑺

BHo1

Ue=--(|-64-3^)(3.13)

s6E

由式（3.11）有：

%=12.36A

%=5.737

%=3.126

%,=1.798,(3.14)

%=1.018

乜=0.548

%=0.266,

所以：

25US.=24.853

根据Ts=%-】tsi=1<£厂1叼有:TS=TS=x24.853=4.722kN.m

总效率n的计算：

弹性联轴器：％=0.99；减速缓震器：：Th=0.95；分向控轴：T]3=0.95；滚针

轴

我

所

次

22

13

矫正辑的驱动功率:

VI

Nj(Ts+Tm)=^^(23.96+4.722>178.86kW

第3章主要部件设计

3.1主传动系统设计

这种设计的主驱动系统包括电动机，联轴器，圆柱齿轮减速器和万向联轴器。

两组大功率的电动机互相配合用于通过减速器将动力传递给变速箱。通过变速齿轮

箱，每个固定的下部矫直辐均由万向联轴节驱动。圆柱齿轮减速减震器和分配槽采用张

开式，淬火后磨合修正。扭转能力极强，并且用油循环润滑将油稀释，因此润滑度也

很高，并且耐磨性受损。使用专用齿轮。通过内部和外部的配合，显示表可以实时观

察操作步骤和状态，有效地延长了使用寿命，信号易于观察。只有在稀油润滑的前提下，

设备才能开始工作，以防止齿轮箱不润滑而工作。

分向配合器采用设计也很精妙，扭转力强，操作台结构稳定，维护与保养也很方便。

图3.1下矫正辐装配体

3.2下矫正辐系

矫直辐轴是薄钢板和大钢板矫直的主要组件。工作辐的材料为60CrMoV,辐的表

面硬度高，耐磨性强，接触力大，也可以轻柔地连接，加工精美，表面光滑。这种薄而

大的扁钢的扁平质量大大提高了工作辐硬化层HRC55-58的硬度。下矫直馄由5组固定,

并由电动机通过联轴器拉动。矫直辐轴桥和表面设计为在一个位置上相互连接。下辐共

用一个剖分铸钢轴承座。校正滚子轴承箱的设置也可以是防尘的，防止杂质进入设备,

对机器的损失造成不利影响，影响轴承的使用寿命，校正轴承座中没有加油口滚子，凹

陷等换辐时整体拉出，安装与维护方便。矫正辑两端各采用两组圆锥滚子轴承支撑，轴

承采用脂润滑。

该结构特点：有效保证实现矫正轴和矫正轮之间的同轴度；刚度大；换辑与维护方

便。

3.3上矫正辐系

上辑为4组主动式，两侧的支撑框架可以滑动，中间的4组校正辑共享一个坚固的

轴承座，该点固定在上横杆上，并且侧辐轴承座可以向上滑动上下独立，不受限制，

易于与钢带接合。上面的转轴可以通过缓震减速器调整速度，优化使用。上下辑的材料，

规格和结构相同。

上工作辐的工作行程通过高精度位移传感器显示。传感器可以检测到位移的变化

并将其转换为数字信号，并将其显示在屏幕上。显示精度非常高，并且具有断电记忆

功能。按下位置的定位精度也很高。可以从正面到背面直观地观察到位移，这更有利

于合理和安全的操作。

图3.2上矫正辐装配体

3.4上下支承辑及调整装置

为了提高工作辑的硬度和耐压性，工作辑配备有自己独立的支撑结构，有序排列，

上下支撑辐对称分布，支撑馄表面和辐轴是集成的。机加工一体化，每个轴座也彼此独

立，并且可以单独调节和移动。矫直相轴桥和表面设计为在一个位置相互连接。下辐共

用一个剖分铸钢轴承座。校正辑轴承箱的设置也可以是防尘的，以防止杂质进入设备,

这会对机器的损耗产生不利影响并影响轴承的使用寿命，并且没有注油辐或凹陷在轴承

箱中。它易于安装和维护。矫直辑的两端由两组圆锥滚子轴承支撑，并在轴承上涂脂。

例如，为了调节支撑辑和工作辑之间的间隔，调节盘和空心螺钉被巧妙地连接以正

确地匹配。松开调节盘的下部压力环时，它可以自由旋转并可以驱动螺杆和动臂自由上

下滑动，以缓冲过大的按压力。调整后，可以用压力环将其压死。拧紧悬架杆上螺母后，

轴承座，球形垫和螺杆可保持紧密接触，达到同时上下的目的。上下支撑辑的调节量为

很小的mm级别。

3.5压下平衡系统

凹陷部分与可调可调梁的上部结合在一起。交流电源仅提供电源。可以调整工作台

的大小，大小，长度和宽度等，并且管线管参数由传感器捕获并显示在屏幕上，以便于

观察和监视。

为了避免矫正期间的冲击，压紧装置配备有机械平衡装置以缓冲该冲击力。平压装

置中独特的机械平衡机制可以有效地校正校正过程中的压力。推拉用于减轻应力的支撑

弹簧。该技术将应力均匀地分布在可移动轴上，并且螺母和螺钉之间的摩擦间隙也得到

了很好的填充。推力轴承将施加在托板上的所有压力传递到平衡螺母，通过内部齿圈连

接的两种类型的螺母，即旋转的间接同步，使其彼此独立于压力。因此，弹簧还可以保

持其自身的工作状态并将过平衡系数保持在1.2-1.4。压下螺丝的传动力矩和压下电机功

率的计算[25]

M+Px—tg(p±a)=+M2(3.1)

其中：

内----螺纹diamter径，由螺纹maxdiamter,d=95mm查得4=92mm；

P——当量摩擦角，即夕=arctan"2，〃2为螺纹接触面的摩擦系数一般取01，

故/=5°40'；

a——螺纹表角，与压下一致时位正号，反之为负号，提升时用负号。=工，力为

7td

压下螺丝的螺距，对于钢板矫正机t=(0.025〜0.050)d，所以a=匕幽=0.0083弧度

7td

=0.474。；

P、——作用在一个压下螺丝上的力，因为9辑矫正机有4根压下螺丝，所以

Z。L04xl()6i5

Pn=^—=--------------=2.6x1°N；

1[44

虑----压下螺轴diamter,4=35x5=175mm；

M\——止推轴承的阻力矩，必/=0.005x2.6x105x—=7.6xlO'Nmm；

33

加2——螺纹摩擦阻力矩

%=回上tg(p+a)=2.6x105x—xtg(5040‘+0.474°)=1.227xl06Nmm。

22

所以，压下螺轴的支撑使用功率是：

Mn,

N=---------(3.2)

95501力

其中：

M—按公式(3.1)计算出：

4x66

M=AfI+M2=76xl0+i.22710=1.30^10Nmm；

n---电动机标定速率，/?=1440r/min；

i——传动系统总速比，1=20；

〃——传送系统的工作效率，7=〃电机〃减速器=0.99x0.63=0.63

所以传动电机的功率为：

1.3OX1Q6X144O

N=Mn=rw

9550X20X0.63

图3.3压下与平衡装置

3.6机架

机架由两个横梁组成，位于上方的可以活动，位于下方的是固定的，不可随便活动。

机架采用焊接闭式机架，铸焊箱形结构，具有足够的强度和刚度，加工精度高，所有矫

正力通过横梁作用在机架上。机架采用封闭式焊接结构，为铸造焊接箱形结构，硬度与

刚度都很高，铸造加工精度卓越。

3.7导卫装置

导卫装置采用导板式，限制钢板在喂入时的位置，达到矫正机良好的工作状态，防

止钢板冲击机架及防止钢板偏离矫正线，导卫板使用耐磨、抗冲击材料制造，强度满足

冲击载荷的要求，导位板的开口度根据来料宽度的不同可手动调节。

3.8润滑

上、下馄与支撑相轴承是在重载低速下连续工作，必须保证润滑良好，矫正滚子轴

承箱的设置也可以是防尘的，防止杂质进入设备，对机器的损失造成不利影响，影响轴

承的使用寿命，校正轴承座中没有加油口滚子，凹陷等换辑时整体拉出，安装与维护方

便。矫正辐两端各采用两组圆锥滚子轴承支撑，轴承采用脂润滑。保证上下等位置上的

滑动可以自如。[13]

减速器的齿轮及轴承润滑和分配箱的齿轮及轴承润滑，采用油池的润滑方式。

压下机构一般是在空载下间断工作的，轴承采用干油润滑，压下的螺纹副和导向键

均采用干油润滑。

图3.5机架示意图

3.19结论

板形控制是冷轧板带加工流程中的最重要的一部分，时代在进步科技也在不断地发

展变迁，领先卓越的冷轧板工业的装备和技术都发展迅猛，白驹过膝的时光里可见的发

展速度令人惊叹毕竟，生产效率和效益大幅提升目下皆是。

板形从表面上来说就是应力分布不均导致表观不美，只要板带材内部存在残余应力,

板型的‘板型'就不美观。如残余应力不足以引起板卷曲曲，称为“潜在”的板形不良;如

残余应力引起板带失稳，产生翘曲，则称为"表观”的板形不美观。。

板型的表示方法有很多，因此轧制过程中带材各部分延伸不均，产生了内部的应力

所引起的板型不美也可以使用不同的的校正手段加以改变修正。

高精度质量的板材成品要求必须随时可以调节轧辑，并弥补各种外在因素会与辐缝

的影响。对于不同厚薄不同材质的合金的带材有自己的独特的一种凸度，轧辑才能产生

标量化的美观的板材制品。因此，板形控制的实质上就是对承载辐缝的控制来实现对板

型的间接的控制，控制厚度的时候就需要不同间隙的开口的轧辐，板形控制就必须对很

多条件进行控制，尤其是直接影响到外观美感的相关部件。[4]

影响板形的主要因素有以下几个方面：

(1)轧制力的变化；

(2)来料板凸度的变化；

(3)原始轧辐的凸度；

(4)板宽度；

(5)张力;

(6)轧辑接触状态；

(7)轧辐热凸度的变化。

改善和提高板形控制水平，需要从两个方面入手，一是从设备配置方面，如采用先

进的板形控制手段，增加轧机刚度等；二是从工艺配置方面，包括轧辑原始凸度的给定、

变形量与道次分配等。

常规的板形控制手段主要有弯馄控制技术、倾辐控制技术和分段冷却控制技术等。

近年来，一些特殊的控制技术，如抽辐技术(HC轧机和UC系列轧机)、涨辐技术(VC轧

机和IC轧机)、轧制力分布控制技术(DSR动态板形辑)和轧辑边部热喷淋技术等先进的

板形控制技术，得到日益广泛的应用。[11]

抽辑技术一HC轧机轧馄横移板形控制系统。

HC轧机是日立和新日铁在20世纪70年代年代共同开发的新型六馄轧机。HC(高

牙冠)是一种高性能滚齿牙冠。轧机基于普通的四辐轧机，在支承辐和工作辐之间安装

了一对轴向移动的中间辐。中间辑的轴向移动方向相反。

摘要通过对普通四辑轧机辐子挠度的分析，发现工作辐与支承辐之间的有害接触面积超

过了辐子的宽度，导致根子挠度过大。该挠度不仅取决于轧制力的大小，而且取决于轧

制产品的宽度。另一方面，当弯曲力作用在工作辑上时，辑的挠曲将受到超过辐宽度的

支撑辐的限制。HC轧机通过中间辐的横向运动消除了支承辐和工作辐之间的有害接触

区域，并提高了轧辐的形状控制能力。适用于任何宽度的轧制带材。HC轧机己经开发

出多种形式，例如HCM六辐轧机和中间馄驱动器。HCMW六辐轧机，中间辑和工作

辐是可移动的；HC-CVC轧机，中间辐和辐型；