辊式型钢矫直机的机械结构论文

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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