《壓力加工設(shè)備》第九章2013-9-矯直機

第9章矯直機9.1彈塑性彎曲的根本概念9.2軋件的反彎矯正原理9.3矯直機的分類和適用性9.4輥式矯直機9.5拉伸彎曲矯直機***軋制產(chǎn)品幾何缺陷在軋制生產(chǎn)中，由于軋件溫度不均、軋制過程中變形不均、軋后冷卻不均及其他因素影響，致使軋制產(chǎn)品出現(xiàn)彎曲等現(xiàn)象，都將其歸結(jié)為軋制產(chǎn)品的幾何缺陷：1．板帶材的瓢曲和波浪彎1〕瓢曲——板材的縱橫向同時出現(xiàn)浪彎，呈瓢形凸起或凹下；2〕波浪彎——板帶材縱向出現(xiàn)的單邊或雙邊浪彎。2．異型材不均勻變形1〕彎曲——由于冷卻不均勻?qū)е碌膫?cè)向彎曲，如鋼軌等；2〕扭曲——同樣由于冷卻原因產(chǎn)生的縱向和橫向彎曲組合，如不對稱型鋼等；**矯直的定義

在金屬型材或板材的彎曲部位施加足夠大的反向彎曲或拉伸變形，使該部位產(chǎn)生一定的彈塑性變形，當(dāng)外力去除之后，型材經(jīng)過彈性回復(fù)后到達平直，這一工藝過程就稱為矯直。在壓力矯直機、輥式矯直機及拉伸彎曲矯直機中，軋件是經(jīng)過彈塑性反彎后矯平的。為此，應(yīng)簡要介紹彈塑性彎曲的根本概念及軋件的反彎矯正原理。9.1彈塑性彎曲的根本概念

9.1.1軋件的彈塑性彎曲變形軋件在外力矩M的作用下彎曲變形時，中性層以上的各層縱向纖維產(chǎn)生拉伸變形，中性層以下的各層縱向纖維產(chǎn)生壓縮變形。軋件中既有彈性變形層又有塑性變形層時的彎曲，稱為彈塑性彎曲。

軋件中，各縱向纖維的變形是遵循材料的拉伸一壓縮應(yīng)力、應(yīng)變規(guī)律的。圖a是有加工硬化材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線。圖c為簡化后的加工硬化材料的應(yīng)力-應(yīng)變曲線，其彈性模量為E=tana，屈服點以上的硬化模量為E1=tanβ。在屈服點以上應(yīng)力值不隨應(yīng)變值增加的材料稱為理想彈塑性材料。熾熱狀態(tài)下的鋼材，可近似認為是理想彈塑性體。

隨著軋件彎曲變形程度的增大(彎曲外力矩M的增大)，軋件斷面上的應(yīng)力將呈現(xiàn)不同的狀態(tài)。以下圖繪出了彈塑性彎曲階段，軋件的幾種變形狀態(tài)。為了方便，在圖中將應(yīng)力與應(yīng)變繪制在斷面的兩側(cè)。由圖可看出，在彈塑性彎曲階段，隨著外力矩的增大，軋件可呈現(xiàn)三種彎曲變形狀態(tài)：

1)彈性彎曲的極限狀態(tài)：在外力矩作用下，軋件外表層應(yīng)力到達了材料屈服限σs，應(yīng)變?yōu)棣舠。各層纖維都處于彈性變形狀態(tài)。外力矩去除后，在彈性內(nèi)力矩的作用下，各層縱向纖維的應(yīng)變將全部彈性恢復(fù)。2)彈塑性彎曲狀態(tài)：外力矩繼續(xù)增大，一局部纖維層產(chǎn)生塑性變形。外力矩越大，塑性變形區(qū)由表層向中性層擴展的深度也越大。實驗與理論分析說明，彈性彎曲時的平斷面假設(shè)在彈塑性彎曲時仍然有效，斷面上各層纖維的應(yīng)變與其至中性層的距離z成直線關(guān)系外力矩去除后，縱向纖維的變形有的只能局部地彈性恢復(fù)，軋件中將產(chǎn)生剩余應(yīng)變和剩余應(yīng)力。圖中，也繪出了有加工硬化材料的軋件彈塑性彎曲時斷面上各層纖維的應(yīng)力狀態(tài)。3)全塑性彎曲狀態(tài)(假想的彈塑性彎曲極限狀態(tài))：對理想彈塑性材料，這是外力矩增大至使整個斷面上各層纖維的應(yīng)力都到達屈服極限時的假想狀態(tài)。此時，外力矩到達了最大值。外力矩消除后，各層纖維的變形只能局部地彈性恢復(fù)。

由上可知：1)在彈塑性彎曲階段，隨著外力矩的增大，軋件可出現(xiàn)三種彎曲變形狀態(tài)；2)軋件彈塑性彎曲變形過程由兩個階段組成：在外力矩作用下的彎曲階段和外力矩去除后的彈性恢復(fù)階段(軋件產(chǎn)生彈性恢復(fù)變形)。

9.1.2軋件彈塑性彎曲過程的曲率

1．軋件彈塑性彎曲過程中的曲率變化軋件的彎曲過程可以用其曲率變化來說明。

(1)原始曲率1/r0

軋件初始狀態(tài)下的曲率稱為原始曲率，用1/r0表示。r0是軋件的原始曲率半徑。曲率的方向用正、負號表示。當(dāng)軋件需反彎時，原始曲率的正、負號與反彎曲率的正、負號有關(guān)。與反彎曲率方向相同時符號相反；方向相反時，符號相同。1/r0=0時，表示軋件原始狀態(tài)是平直的。

(2)反彎曲率1/ρ在外力矩M的作用下，軋件強制彎曲后的曲率稱為反彎曲率1/ρ。在壓力矯直機和輥式矯直機上，反彎曲率是通過矯直機的壓頭或輥子的壓下來獲得的。

(3)總變形曲率1/rc它是軋件彎曲變形的曲率變化量，是原始曲率與反彎曲率的代數(shù)和，即

1/rc=

1/r0+

1/ρ

使用該式時，應(yīng)將曲率的正、負號代入。

(4)彈復(fù)曲率1/ρy它是軋件彈復(fù)階段的曲率變化量，其數(shù)值取決于彈復(fù)力矩My。(5)剩余曲率1/r它是軋件彈復(fù)后的曲率。如果軋件被矯平，那么1/r=0；假設(shè)軋件未被矯平，那么在連續(xù)彎曲過程中，這一剩余曲率將是下一次反彎時的原始曲率，即1/ri=〔1/r0〕i+1

下標i是指第i次彎曲。剩余曲率1/r是反彎曲率與彈復(fù)曲率的代數(shù)差，即

1/r=1/ρ-1/ρy顯然，為使剩余曲率1/r=0(即將軋件矯平)，應(yīng)是1/ρ=1/ρy

式是一次反彎矯正(壓力矯正)時，選擇反彎曲率1/ρ的根本原那么。2．彈塑性彎曲階段應(yīng)變與曲率的關(guān)系

9.1.3軋件彈塑性彎曲階段的外力矩1．外力矩計算式的一般形式

軋件彈塑性彎曲時的外力矩是與軋件斷面上各層纖維應(yīng)力引起的內(nèi)力矩相平衡的。按照靜力矩平衡條件，可寫出關(guān)于中性層對稱的理想彈塑性材料軋件外力矩M的計算式2屈服力矩Mw與屈服曲率1/ρw3．理想彈塑性材料軋件的塑性彎曲力矩Ms與斷面形狀系數(shù)e當(dāng)軋件彎曲至全塑性彎曲狀態(tài)時，整個斷面上纖維的應(yīng)力均到達σs，這時，外力矩到達最大值，稱為塑性彎曲力矩Ms。4．軋件彈塑性彎曲階段外力矩M與曲率的關(guān)系式(力矩方程)9.1.4軋件的彈復(fù)以及軋件彈復(fù)階段的曲率方程在彈塑性彎曲階段，由于外力矩M的作用，軋件內(nèi)各層纖維產(chǎn)生變形，形成抵抗外力矩M的彈性內(nèi)力矩My，其數(shù)值與外力矩相等而方向相反，即My=-M。當(dāng)外力矩消失時，軋件在彈性內(nèi)力矩鳩My的作用下，產(chǎn)生彈復(fù)變形。這時是彈塑性彎曲的第二階段，即彈復(fù)階段。1．彈復(fù)階段軋件斷面上各層纖維應(yīng)力、應(yīng)變的變化2．彈復(fù)曲率確實定軋件的彈復(fù)變形是軋件彎曲時各層纖維貯存的彈性勢能的釋放，是一個純彈性恢復(fù)過程，其應(yīng)力與應(yīng)變呈直線關(guān)系。因此，可以用彈性彎曲時曲率與力矩的關(guān)系式來計算彈復(fù)曲率，ρy=My/EI?？紤]到彈復(fù)力矩My與外力矩M相等，因此，1/ρy的數(shù)值應(yīng)是ρy=M/EI3、反彎曲率1/ρ該式為1/ρ的三次方程式，為應(yīng)用方便起見，可采用做圖法表示。對于一定的軋件選取假設(shè)干1/ρ、1/r值，按上式做得1/ρ與1/r關(guān)系曲線。當(dāng)1/ρw和1/r為時，可從圖中查得所對應(yīng)的1/ρ值，這就是矯直該軋件所需要的反向彎曲曲率。9.2軋件的反彎矯正原理9.2.1具有單值原始曲率軋件的反彎矯正具有單值原始曲率的軋件(如大斷面型材、軌梁等)，在壓力矯直機上由壓頭給以適量的反彎曲率反向彎曲后，可以變得平直(1/r=0)。其矯直原那么如上所述，1/ρ=1/ρy。在1/r0的數(shù)值和軋件的曲率方程情況下，這一反彎曲率1/ρ是可以定量計算。以理想彈塑性材料矩形斷面軋件為例

．具有多值原始曲率軋件的矯正在軋制產(chǎn)品中，除一些大斷面軋件具有單值原始曲率的形狀缺陷外，多數(shù)軋件上的形狀缺陷其原始曲率的數(shù)值和方向均是不定的{在0～士1/〔r0〕min之間}。對這類軋件的矯正，大多是先采用交變彎曲變形以消除其原始曲率的不均勻度，再逐漸將軋件矯平。軋件上不同方向、不同數(shù)值的原始曲率，經(jīng)過同一個反彎曲率的彈塑性反彎后，其剩余曲率有趨向一致的特性?？煞Q之為剩余曲率差值的收斂特性。有加工硬化材料的軋件，其剩余曲率差值也具有這種收斂特性，只是收斂的幅度要小些。正是軋件的這一特性，使得軋件經(jīng)屢次交變的彈塑性彎曲后，其剩余曲率逐漸趨向一致，形成單值剩余曲率，進而矯平。軋件經(jīng)交變彈塑性反彎后剩余曲率差值明顯減小的現(xiàn)象，輥式矯直機就是利用這一原理矯平軋件的。9.2.3斜輥彎曲矯直原理斜輥矯直機用于矯直園斷面的軋件，在矯直輥的傳動下，軋件既轉(zhuǎn)動又軸向移動，近于螺旋前進運動。軋件通過由交錯布置的矯直輥所構(gòu)成的幾個彈塑性彎曲矯直單元，各個斷面得到屢次彎曲，到達一定程度的矯直。同時，軋件得到不同方向的彎曲，也就能夠矯直多方向的彎曲曲率。9.3矯直機的分類和適用性

根據(jù)結(jié)構(gòu)特點，矯直機可以分為壓力矯直機、輥式矯直機、管棒材矯直機、拉伸矯直機和拉伸彎曲矯直機等幾種類型。

1．壓力矯直機1〕工作原理：型材安放于活動壓頭和兩固定支點之間，利用一次反彎的方法進行矯正；2〕特點：設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單，效率低，只能矯正簡單彎曲，主要用于大型型材補充矯直。

2．輥式矯直機1〕工作原理：型材通過上下兩排軸線平行、排列相互交錯矯正輥，經(jīng)過屢次反復(fù)彎曲得到矯正；2〕特點：設(shè)備結(jié)構(gòu)較復(fù)雜，連續(xù)工作，生產(chǎn)效率高，主要用于板材和型材矯直。

型材輥式矯直機結(jié)構(gòu)圖型材輥式矯直示意圖3．管棒材矯直機

工作原理：圓柱形管棒材邊前進邊旋轉(zhuǎn)，通過上下兩排具有特殊形狀、軸線相互交叉矯正輥，獲得與其軸線對稱的平、直管棒材；

特點：矯正輥多采用懸臂式布置，調(diào)整和維修方便，連續(xù)工作，生產(chǎn)效率高，矯正質(zhì)量好?！?〕二斜輥矯直機特點：〔1〕輥子軸線對被矯圓材軸線傾斜放置，〔2〕兩個輥在同一段圓材周圍工作。原理：靠輥子本身的凹凸輥形彎曲曲率變化使圓材產(chǎn)生反彎到達矯直目的。應(yīng)用：用于矯直棒材、厚壁管材。優(yōu)點：使工件得到全長矯直，解決了工件頭尾兩端的矯直難點。類型：臥式、立式〔2〕轉(zhuǎn)轂矯直機---------旋轉(zhuǎn)反彎式矯直機通過轉(zhuǎn)轂內(nèi)設(shè)備的矯直工具繞工件旋轉(zhuǎn)，使工件〔工件不轉(zhuǎn)〕在前進中得到矯直。旋轉(zhuǎn)矯直工具有多種結(jié)構(gòu)形式，常見的有三種：1〕滑動模轉(zhuǎn)轂矯直機原理：在轉(zhuǎn)筒內(nèi)設(shè)置假設(shè)干個孔模，交錯布置在工件軸線上，使工件在通過孔模時，產(chǎn)生反復(fù)彎曲被矯直?？啄？勺龀煞忾]式或開口式。應(yīng)用：多與剪切機一同組成矯直剪切聯(lián)合機組，矯直盤條或盤管。缺點：由于孔模與工件之間相對滑動，產(chǎn)生很大摩擦力，磨損嚴重，工具壽命低。2〕滾動模轉(zhuǎn)轂矯直機滾動模：在孔模外部裝上滾動軸承，并使孔模的傾角可調(diào)〔華滑動模垂直放置，滾動模傾斜放置〕。孔模與工件根本處于完全滾動狀態(tài)，消耗于摩擦的能耗明顯減小。3〕多斜輥轉(zhuǎn)轂矯直機該矯直機把孔模換成斜輥〔4-8個〕，并按傾斜交錯配置。〔3〕平動式〔振動式、萬能式〕矯直機通過每個輥組〔矯直頭〕之間進行平動〔平移旋轉(zhuǎn)〕使工件斷面在前進中沿斷面形心軌跡平移旋轉(zhuǎn)而反復(fù)彎曲而變直。運動實質(zhì)：水平振動和垂直振動的合成振動，并形成一種平移的圓形或橢圓形中心軌跡。當(dāng)互相垂直振動的振幅相等時，形心軌跡為圓形，不相等時為橢圓形。矯直輥系每個輥組由4個輥子構(gòu)成封閉孔型〔常見方形、六角形、其他異型〕，又稱矯直頭。最少3組，兩側(cè)固定，中間平動。應(yīng)用：各種斷面型材。四、拉伸矯直機〔張力矯直機〕〔1〕鉗式拉伸矯直機原理：利用楔形夾鉗咬住金屬軋件的兩端，并施以足夠的拉力，使其產(chǎn)生塑性變形，到達矯直的目的。優(yōu)點：拉伸力是工件斷面產(chǎn)生塑性變形之后，各條縱向纖維受力會迅速到達均勻化，所以在卸掉外力之后各條纖維會進行同步彈回，形成平行收縮，內(nèi)應(yīng)力無從存在。因此，拉伸矯直的剩余應(yīng)力最小，直度的穩(wěn)定性最好。缺點〔1〕只適用于單只工件的矯直，間歇工作，效率較低；〔2〕拉伸變形很容易向局部缺陷處集中，形成邊裂；向金屬晶界的薄弱處集中形成滑移線，使工藝操作的難度加大?！?〕輥式拉伸矯直機〔連續(xù)拉伸矯直機〕隨著世界帶材生產(chǎn)技術(shù)開展及產(chǎn)量的提高，要求矯直工藝實行連續(xù)化，因而出現(xiàn)了輥式連續(xù)拉伸矯直機。用于連續(xù)矯直薄板帶，生產(chǎn)效率高，軋件損失?。焕鞆澢C直機五、拉伸彎曲矯直機拉伸矯直與輥式矯直聯(lián)合作用的矯直方法。9.4輥式矯直機

9.4.1軋件在輥式矯直機上的矯正方案1．輥式矯直機的輥數(shù)由于軋件的材質(zhì)、規(guī)格和尺寸不相同，需要反復(fù)彎曲的次數(shù)也不同，因而輥式矯直機〕的輥數(shù)有很大差異。輥數(shù)最少的是五輥矯直機。輥數(shù)最多的是29輥矯直機，用以矯正極薄帶材2、矯正方案在輥式矯直機上，按照每個輥子使軋件產(chǎn)生的變形程度和最終消除剩余曲率的方法，可以有多種矯正方案。為了說明輥式矯直機的矯正過程，只分析兩種矯正方案：小變形矯正方案和大變形矯正方案。(1)小變形矯正方案這是矯直機上每個輥子的壓下量都可以單獨調(diào)整的假想矯正方案。矯直機上各個輥子的反彎曲率的選擇原那么是：只消除軋件在前一輥上產(chǎn)生的最大剩余曲率(即進入本輥時的最大原始曲率)，使之變平。

(2)大變形矯正方案這是使具有不同原始曲率的軋件經(jīng)過幾次劇烈的反彎(大變形)以消除其原始曲率的不均勻度，形成單值曲率，然后按照矯正單值曲率軋件的方法加以矯平的方案。

9.4.2輥式矯直機壓力的計算輥式矯直機的力能參數(shù)包括作用在矯正輥上的壓力(矯正力)、矯正扭矩和矯直機的驅(qū)動功率。作用在矯正輥上的壓力可按照軋件彎曲時所需的力矩來計算。此時，將軋件看成是受很多集中載荷的連續(xù)梁，這些集中載荷就是各個輥對軋件的壓力。它們在數(shù)值上等于軋件對輥子的壓力(矯正力)。根據(jù)軋件斷面的力矩平衡條件P1=2M2/t

P2=2〔2M2+M3〕/t

P3=2〔M2+2M3+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——矯正輥輥距。作用在上、下排輥子上的壓力總和為9.4.3輥式矯直機的根本參數(shù)輥徑D、輥距t、輥數(shù)n、輥身長度L和矯正速度v。其中最主要的是D與t。矯直機根本參數(shù)的正確選擇對軋件的矯正質(zhì)量、設(shè)備的結(jié)構(gòu)尺寸和功率消耗等都有重要的影響。1.根本參數(shù)的選擇和確定(1)輥距t確實定輥距t是矯直機最根本的參數(shù)，確定輥距t時，應(yīng)該既考慮滿足最小厚度軋件的矯正質(zhì)量要求，又考慮滿足矯正最大斷面軋件時矯正輥的強度要求。為此，應(yīng)分別計算最大允許輥距tmax和最小允許輥距tmin。最后確定的輥距t應(yīng)是tmin<t<tmax(盡量取小值)，而且應(yīng)圓整至矯直機參數(shù)系列中的相應(yīng)數(shù)值。

1)最大允許輥距tmax確實定tmax決定軋件的矯正質(zhì)量。tmax值過大，軋件難以產(chǎn)生必要的彈塑性彎曲變形。

tmax=0.35hminE/σs

通常，只對板帶厚度小4mm的矯正機才校核tmax的條件。因為計算結(jié)果說明，當(dāng)hmin大于4mm時，tmax值遠遠大于強度條件計算出的tmin值，而t值是應(yīng)靠近tmin值的選取。2)最小允許輥距tmin確實定輥距越小，對軋件可能產(chǎn)生的反彎曲率越大，矯正質(zhì)量越高。但t越小，矯正力P越大。故最小允許輥距tmin受工作輥扭轉(zhuǎn)強度和輥身外表接觸應(yīng)力限制。

tmin=0.43hmax〔E/σs〕1/2〔2〕輥徑D確實定D與輥距t有一定的比例關(guān)系，在輥距t確定后，按比例關(guān)系可以確定輥徑D并圓整至矯直機參數(shù)系列中的數(shù)值。輥徑D確定后，輥子軸頸及與萬向接軸連接處軸頸的強度可按一般強度計算公式校核。輥子上的矯正扭矩按第三輥的計算扭矩(包括摩擦因素)考慮。因第三輥的矯正力P最大。(3)輥數(shù)n確實定增加輥數(shù)即是增加軋件的反彎次數(shù)，這可以提高矯正質(zhì)量，但也會增加軋件的加工硬化和矯直機的功率。為此，選擇輥數(shù)n的原那么是在保證矯正質(zhì)量的前提下，使輥數(shù)盡量少。對于薄板矯直機，b/h比值越大，那么瓢曲和浪形的缺陷越嚴重。應(yīng)該減小輥距以增加板材的彈塑性彎曲變形。但是往往因為tmin的限制，輥距不能選得過小。為此，常以增加輥數(shù)來改善矯正質(zhì)量。故薄板矯直機的輥數(shù)較多。(4)輥身長度L確實定輥身長度L與軋件最大寬度有關(guān)，通常

L=bmax+a當(dāng)bmax<200mm時，a=50mm；當(dāng)bmax>200mm時，a=100～300mm。對型鋼矯直機，在確定輥身長度時，還應(yīng)該考慮輥身上的孔型數(shù)目。(5)矯正速度v確實定矯直機的矯正速度主要由生產(chǎn)率確定，要與軋機生產(chǎn)能力和所在機組的速度相協(xié)調(diào)。2．輥式矯直機根本參數(shù)的系列化標準中規(guī)定：輥式板材矯直機的標注方法是

輥數(shù)-輥徑/輥距×輥身有效長度

輥式型鋼矯直機的標注方法是

輥數(shù)×輥距9.4.4輥式板材矯直機支承輥結(jié)構(gòu)從用途上區(qū)分，輥式板材矯直機可分為厚板材矯直機與薄板、帶材矯直機。當(dāng)輥式矯直機的輥徑與輥身長度的比值很小時，如板帶矯直機。為提高輥子的強度和剛度，大多設(shè)置支承輥。支承輥的布置形式，常見有以下幾種：〔1)垂直布置支承輥僅承受工作輥的垂直方向的彎曲。這種布置形式用于輥徑與輥身長度之比值較大的矯直機。〔2)交錯布置支承輥承受工作輥的垂直方向和水平方向的彎曲，矯正過程中工作輥比較穩(wěn)定。與垂直布置的相反，多用于工作輥輥徑與輥身長度比值較小的矯直機。

〔3)垂直和交錯混合布置下排支承輥采用垂直布置形式，此方案可減輕輥間氧化皮對輥面的磨損，從而有利于提高輥子壽命的提高。這種布置形式多用于矯正帶氧化皮的熱軋鋼板。

(4)雙層支承輥隨著板材厚度的減小，矯直機工作輥輥徑和輥距相應(yīng)減小，支承輥直徑受到限制，為加強支承作用和傳動能力，增設(shè)大直徑的外層支承輥并改為內(nèi)層支承輥(中間輥)傳動。

(5)多段支承輥薄板矯直機有時設(shè)置多段支承輥，用以調(diào)整工作輥的撓度，消除板帶的局部瓢曲或單、雙邊浪形。圖示為三段式支承輥矯正方案，其各段支承輥可單獨調(diào)整壓下，沿工作輥長度方向可使帶材產(chǎn)生不同的變形，以消除板帶邊緣或中部的板形缺陷。9.4.5輥式型鋼矯直機結(jié)構(gòu)特點(1)無支承輥與鋼板矯直機相比，型鋼矯直機的輥距和輥徑都較大，因此不需要支承輥?！?〕軸向調(diào)整裝置每個輥都需要有軸向調(diào)整裝置，以對正孔型?！?〕組合輥輥式型鋼矯直機的用途是矯正各種規(guī)格的工字鋼、角鋼、槽鋼和鋼軌。型鋼矯直機的輥子上加工了與被矯軋件斷面相對應(yīng)的孔型。為減少矯正輥消耗量，常采用組合式輥子(由心軸和可更換的輥圈組成)。〔4〕開式機架居多閉式型鋼矯直機的軸承座裝在輥子兩側(cè)，其最大優(yōu)點是能承受較大的負荷。為減少更換軋件品種時的換輥次數(shù)，在同一根輥子心軸上常配置有3～4組輥圈。閉式矯直機的主要缺點是換輥很不方便，一般在較熟練的情況下，換一次輥也需要6～8h。此外，這種結(jié)構(gòu)使得操作人員很難觀察軋件運行情況。目前，新設(shè)計的矯直機已很少采用閉式結(jié)構(gòu)。開式矯直機的輥子在機架的一側(cè)懸臂布置。它的主要特點是操作時易于觀察，而且換輥方便。圖示是一臺8輥1300mm開式型鋼矯直機的工作機座。

9.5拉伸彎曲矯直機

9.5.1矯直機根本結(jié)構(gòu)拉伸彎曲矯直機組由張力輥組和拉伸彎曲機座兩大局部組成。有很多種布置型式，但最根本的型式是在兩組張力輥間裝有分開布置的、數(shù)量較少的彎曲輥和矯平輥。9.5.2工作原理需求：隨著工業(yè)的開展，對高強度極薄帶材和不銹鋼帶材的需要量日益增加，同時，對板材平直度的要求也逐年提高。輥式矯直機的局限性：幾乎無法矯正高強度合金鋼帶材的三維形狀缺陷(邊緣浪形和中間瓢曲等)。連續(xù)拉伸機組局限性：1)連續(xù)拉伸矯正時，需要使帶材產(chǎn)生超過材料屈服限的應(yīng)力，對較厚較寬的某些合金鋼帶材，必須施加很大的張力，這要消耗很大的能量；2)矯正脆性材料(屈服限和強度限很接近的材料)時，容易斷帶，這會造成設(shè)備事故。拉彎矯直機工作原理：在張力作用下的帶材，經(jīng)過彎曲輥劇烈彎曲時，產(chǎn)生彈塑性延伸，三維形狀缺陷被消除，再經(jīng)過矯平輥將剩余曲率矯平。拉伸彎曲矯正工藝的矯正原理與拉伸矯直機及輥式矯直機的矯正原理都不相同，它在拉伸帶材時所使用的張應(yīng)力僅是材料屈服限的1/10--1/3，這就克服了連續(xù)拉伸機組矯正工藝的缺點。9.5.3拉伸彎曲矯直機的特點1)退火后的帶鋼經(jīng)過拉伸彎曲矯正后，機械性能有明顯改善，某些性能的改善超過冷平整的效果。2)能消除帶材的瓢曲、邊緣浪形和鐮刀彎等三維缺陷。3)彎曲輥組和矯平輥組均是從動輥，沒有驅(qū)動裝置，因而可與帶材同步運動，不會因打滑而擦傷帶材外表。4)與輥式矯直機相比，其結(jié)構(gòu)簡單，重量輕，維修方便，操作容易。5)與張力矯直機相比，拉伸彎曲機組中帶材的張應(yīng)力小得多，不會斷帶，也不影響帶材質(zhì)量。6)適用于幾乎所有的帶材加工作業(yè)線和各種金屬材料(從屈服限為700MPa的鐵鎳合金到鋁合金和黃銅等)。帶材最大厚度已到達10mm，最大寬度達3000mm，矯正速度700m/min，最高可達1000m/min。7)可在酸洗機組中作為機械破鱗裝置。對氧化鐵皮結(jié)合牢固的帶材，也可取得良好破鱗效果，從而能降低酸液消耗并顯著提高機組速度。用于鍍鋅機組，可使鋅花更細致，鍍層更均勻。但是，應(yīng)該指出，拉伸彎曲矯直機組只能矯正連續(xù)帶材，不能矯正單張板材，因而尚無法代替矯平單張鋼板的夾鉗式拉伸矯直機。在彈塑性彎曲狀態(tài)中，不管彎曲如何劇烈，帶材上半斷面纖維的拉伸變形總是與下半斷面纖維的壓縮變形對稱發(fā)生的，帶材的中性層與斷面的幾何軸線(即中心層)處于同一位置，不會產(chǎn)生偏移。軋件彈復(fù)以后，斷面上雖然存在剩余應(yīng)變，但中心層不會產(chǎn)生延伸。9.