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辊式型钢矫直机的机械结构论文

辊式型钢矫直机的机械结构论文

1设计中具体参数的确定

1.1辊径参数的确定

通过机械结构设计和数值分析计算得出,辊子的抗弯强度和刚度随着辊径的变化而变化,根据实际工艺经验,辊距与辊径成正比,其关系为D=Kd(其中D为辊直径,K为比例系数,一般取0.75~0.9,d为辊距)。

1.2辊距参数的确定

在实际工程中,辊距参数的选择过大,会造成矫直的钢件的变形不够,造成矫直质量差,并且也不利于机器的入料。辊距参数的选择过小,会直接增加矫直力,使设备容易磨损,同时也容易对工件引起局部应力集中,压溃工件。所以在实际的工程和工艺中,要即保证满足矫直质量,又不损坏工件的情况下,合理选择辊距参数。

1.3矫直质量工艺

矫直要使得型钢弯曲到其材料对应的最大弹复曲率,为保证材料的最大弯曲,应按照图1式子计算。其中,h为轧件高度,单位mm;R为矫直辊半径,单位mm。P是材料的弯曲半径。

1.4最小辊距确定

最小辊距通过接触应力条件或接轴扭转强度确定,选取二者的较大者作为最小辊距。凭借实际经验,在所有工件中,圆钢的高度最低,工字钢最高,一般依据圆钢确定最大辊距,工字钢尺寸确定最小辊距,就能很好的适应加工工艺。最大辊距由矫直质量或满足最小上料条件确定,选取二者的较小值作为最大辊距。

1.5矫直辊强度的设计

矫直辊的自身的强度一般都远远大于工件的强度,所以一般情况下只考虑弯曲强度,弯曲强度不足的时候,可以增加相应的支撑,以多个点来吸收压力。

1.6辊数的确定

一般参照具体的企业生产能力和工艺的需求,对小型钢件一般7到11根,大型钢件取7根左右

1.7矫直速度的确定

钢件的矫直速度一般取决于生产任务的选择,一般在0.8-2m/s的范围内,小型钢件的矫直速度最高,经济效率最好。

1.8辊材料的选择

工作辊直接与型钢接触,并相互挤压,为了尽量减少辊子的磨损,保证矫直机可以长期稳定的工作,长期工作在挤压的恶劣工况下,就要求辊子表面要有足够的硬度,表面要有较高的加工精度,有很好的抗弯抗扭曲强度。按照当前的工艺,若工作辊径D<60mm,采用60CrMoV材料;当D=60~120mm时,采用90CrVMo材料;当D>200mm时,采用9Cr材料。

2软件上位机界面监控和计算

型钢结构参数计算软件的操作界面如图2所示,此软件只要输入钢件材料的规格,就可以直接得到型钢矫直机的结构参数。例如输入以下参数,辊距为1200mm,辊数为7根,型钢圆钢150mm.工字钢190x500mm,矫直速度0.8~2.5m/s软件计算结果:该矫直机辊间距离是1200mm,共有7根矫直辊,钢件矫直加工速度是0.80-2.5m/s。从最终软件计算结果看,该软件计算准确,操作方便。以实际生产中的型钢矫直机为软件设计基础,按照轧钢机械设计的要求,充分考虑了实际生产过程中的工艺,为现代的辊式型钢矫直机的设计提供了较为便捷的方法。

3结束语

从上述的例子可以看出:软件的理论计算的辊数与辊间距离能很好地满足型钢的加工需求。尽管软件里最大的矫直加工速度是2.5m/s,但是在实际的生产过程中,矫直速度可以根据生产用料的快慢,适当修改,以满足生产的为准。矫直中要充分考虑钢件材料的收缩,弹性复原,软件理论计算为指导,工艺上保证型钢的充分的弹塑性弯曲,充分发挥设备能力,节能降噪。通过以上的理论分析,数学模型的建立与仿真,文章以上提出的矫直计算理论依据,基本上满足了日益更新的钢件矫直工艺,与以往老式经验工艺上所得的数据比较接近,具备一定的实际应用价值,为常用钢件的矫直工艺的可参照的依据,对设计和开发钢件矫直机的厂家有指导意义。

作者:孙维阳 王孝海 单位:北方重工集团有限公司压延设备分公司