《壓力加工設(shè)備》第九章2013-9-矯直機(jī)

第9章矯直機(jī)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(jī)的分類和適用性9.4輥式矯直機(jī)9.5拉伸彎曲矯直機(jī)***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(guò)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(shí)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(duì)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(guò)彈性回復(fù)后到達(dá)平直，這一工藝過(guò)程就稱為矯直。在壓力矯直機(jī)、輥式矯直機(jī)及拉伸彎曲矯直機(jī)中，軋件是經(jīng)過(guò)彈塑性反彎后矯平的。為此，應(yīng)簡(jiǎn)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(shí)，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(shí)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(jiǎn)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(diǎn)以上的硬化模量為E1=tanβ。在屈服點(diǎn)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(rèn)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(dá)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(kuò)展的深度也越大。實(shí)驗(yàn)與理論分析說(shuō)明，彈性彎曲時(shí)的平斷面假設(shè)在彈塑性彎曲時(shí)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(shí)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(duì)理想彈塑性材料，這是外力矩增大至使整個(gè)斷面上各層纖維的應(yīng)力都到達(dá)屈服極限時(shí)的假想狀態(tài)。此時(shí)，外力矩到達(dá)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(guò)程由兩個(gè)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(guò)程的曲率

1．軋件彈塑性彎曲過(guò)程中的曲率變化軋件的彎曲過(guò)程可以用其曲率變化來(lái)說(shuō)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(fù)號(hào)表示。當(dāng)軋件需反彎時(shí)，原始曲率的正、負(fù)號(hào)與反彎曲率的正、負(fù)號(hào)有關(guān)。與反彎曲率方向相同時(shí)符號(hào)相反；方向相反時(shí)，符號(hào)相同。1/r0=0時(shí)，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(qiáng)制彎曲后的曲率稱為反彎曲率1/ρ。在壓力矯直機(jī)和輥式矯直機(jī)上，反彎曲率是通過(guò)矯直機(jī)的壓頭或輥?zhàn)拥膲合聛?lái)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(shí)，應(yīng)將曲率的正、負(fù)號(hào)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(guò)程中，這一剩余曲率將是下一次反彎時(shí)的原始曲率，即1/ri=〔1/r0〕i+1

下標(biāo)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(shí)，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(jì)算式的一般形式

軋件彈塑性彎曲時(shí)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(xiě)出關(guān)于中性層對(duì)稱的理想彈塑性材料軋件外力矩M的計(jì)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(shí)，整個(gè)斷面上纖維的應(yīng)力均到達(dá)σs，這時(shí)，外力矩到達(dá)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(shí)，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(shí)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(shí)定軋件的彈復(fù)變形是軋件彎曲時(shí)各層纖維貯存的彈性勢(shì)能的釋放，是一個(gè)純彈性恢復(fù)過(guò)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(shí)曲率與力矩的關(guān)系式來(lái)計(jì)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(jiàn)，可采用做圖法表示。對(duì)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(shí)，可從圖中查得所對(duì)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(jī)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(jì)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(duì)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(guò)同一個(gè)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(jìn)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(jī)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(jī)用于矯直園斷面的軋件，在矯直輥的傳動(dòng)下，軋件既轉(zhuǎn)動(dòng)又軸向移動(dòng)，近于螺旋前進(jìn)運(yùn)動(dòng)。軋件通過(guò)由交錯(cuò)布置的矯直輥所構(gòu)成的幾個(gè)彈塑性彎曲矯直單元，各個(gè)斷面得到屢次彎曲，到達(dá)一定程度的矯直。同時(shí)，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(jī)的分類和適用性

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

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

2．輥式矯直機(jī)1〕工作原理：型材通過(guò)上下兩排軸線平行、排列相互交錯(cuò)矯正輥，經(jīng)過(guò)屢次反復(fù)彎曲得到矯正；2〕特點(diǎn)：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(jī)結(jié)構(gòu)圖型材輥式矯直示意圖3．管棒材矯直機(jī)

工作原理：圓柱形管棒材邊前進(jìn)邊旋轉(zhuǎn)，通過(guò)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(duì)稱的平、直管棒材；

特點(diǎn)：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(jī)特點(diǎn)：〔1〕輥?zhàn)虞S線對(duì)被矯圓材軸線傾斜放置，〔2〕兩個(gè)輥在同一段圓材周圍工作。原理：靠輥?zhàn)颖旧淼陌纪馆佇螐澢首兓箞A材產(chǎn)生反彎到達(dá)矯直目的。應(yīng)用：用于矯直棒材、厚壁管材。優(yōu)點(diǎn)：使工件得到全長(zhǎng)矯直，解決了工件頭尾兩端的矯直難點(diǎn)。類型：臥式、立式〔2〕轉(zhuǎn)轂矯直機(jī)---------旋轉(zhuǎn)反彎式矯直機(jī)通過(guò)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(jìn)中得到矯直。旋轉(zhuǎn)矯直工具有多種結(jié)構(gòu)形式，常見(jiàn)的有三種：1〕滑動(dòng)模轉(zhuǎn)轂矯直機(jī)原理：在轉(zhuǎn)筒內(nèi)設(shè)置假設(shè)干個(gè)孔模，交錯(cuò)布置在工件軸線上，使工件在通過(guò)孔模時(shí)，產(chǎn)生反復(fù)彎曲被矯直?？啄？勺龀煞忾]式或開(kāi)口式。應(yīng)用：多與剪切機(jī)一同組成矯直剪切聯(lián)合機(jī)組，矯直盤條或盤管。缺點(diǎn)：由于孔模與工件之間相對(duì)滑動(dòng)，產(chǎn)生很大摩擦力，磨損嚴(yán)重，工具壽命低。2〕滾動(dòng)模轉(zhuǎn)轂矯直機(jī)滾動(dòng)模：在孔模外部裝上滾動(dòng)軸承，并使孔模的傾角可調(diào)〔華滑動(dòng)模垂直放置，滾動(dòng)模傾斜放置〕。孔模與工件根本處于完全滾動(dòng)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(jī)該矯直機(jī)把孔模換成斜輥〔4-8個(gè)〕，并按傾斜交錯(cuò)配置?！?〕平動(dòng)式〔振動(dòng)式、萬(wàn)能式〕矯直機(jī)通過(guò)每個(gè)輥組〔矯直頭〕之間進(jìn)行平動(dòng)〔平移旋轉(zhuǎn)〕使工件斷面在前進(jìn)中沿?cái)嗝嫘涡能壽E平移旋轉(zhuǎn)而反復(fù)彎曲而變直。運(yùn)動(dòng)實(shí)質(zhì)：水平振動(dòng)和垂直振動(dòng)的合成振動(dòng)，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(dòng)的振幅相等時(shí)，形心軌跡為圓形，不相等時(shí)為橢圓形。矯直輥系每個(gè)輥組由4個(gè)輥?zhàn)訕?gòu)成封閉孔型〔常見(jiàn)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(dòng)。應(yīng)用：各種斷面型材。四、拉伸矯直機(jī)〔張力矯直機(jī)〕〔1〕鉗式拉伸矯直機(jī)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(dá)矯直的目的。優(yōu)點(diǎn)：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(huì)迅速到達(dá)均勻化，所以在卸掉外力之后各條纖維會(huì)進(jìn)行同步彈回，形成平行收縮，內(nèi)應(yīng)力無(wú)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(diǎn)〔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(jī)〔連續(xù)拉伸矯直機(jī)〕隨著世界帶材生產(chǎn)技術(shù)開(kāi)展及產(chǎn)量的提高，要求矯直工藝實(shí)行連續(xù)化，因而出現(xiàn)了輥式連續(xù)拉伸矯直機(jī)。用于連續(xù)矯直薄板帶，生產(chǎn)效率高，軋件損失??；拉伸彎曲矯直機(jī)五、拉伸彎曲矯直機(jī)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(jī)

9.4.1軋件在輥式矯直機(jī)上的矯正方案1．輥式矯直機(jī)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(jī)〕的輥數(shù)有很大差異。輥數(shù)最少的是五輥矯直機(jī)。輥數(shù)最多的是29輥矯直機(jī)，用以矯正極薄帶材2、矯正方案在輥式矯直機(jī)上，按照每個(gè)輥?zhàn)邮管埣a(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(shuō)明輥式矯直機(jī)的矯正過(guò)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(jī)上每個(gè)輥?zhàn)拥膲合铝慷伎梢詥为?dú)調(diào)整的假想矯正方案。矯直機(jī)上各個(gè)輥?zhàn)拥姆磸澢实倪x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(jìn)入本輥時(shí)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(guò)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(jī)壓力的計(jì)算輥式矯直機(jī)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(jī)的驅(qū)動(dòng)功率。作用在矯正輥上的壓力可按照軋件彎曲時(shí)所需的力矩來(lái)計(jì)算。此時(shí)，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(gè)輥對(duì)軋件的壓力。它們?cè)跀?shù)值上等于軋件對(duì)輥?zhàn)拥膲毫?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?zhàn)由系膲毫偤蜑?.4.3輥式矯直機(jī)的根本參數(shù)輥徑D、輥距t、輥數(shù)n、輥身長(zhǎng)度L和矯正速度v。其中最主要的是D與t。矯直機(jī)根本參數(shù)的正確選擇對(duì)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(shí)定輥距t是矯直機(jī)最根本的參數(shù)，確定輥距t時(shí)，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(shí)矯正輥的強(qiáng)度要求。為此，應(yīng)分別計(jì)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(jī)參數(shù)系列中的相應(yīng)數(shù)值。

1)最大允許輥距tmax確實(shí)定tmax決定軋件的矯正質(zhì)量。tmax值過(guò)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(duì)板帶厚度小4mm的矯正機(jī)才校核tmax的條件。因?yàn)橛?jì)算結(jié)果說(shuō)明，當(dāng)hmin大于4mm時(shí)，tmax值遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于強(qiáng)度條件計(jì)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(shí)定輥距越小，對(duì)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(qiáng)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(shí)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(jī)參數(shù)系列中的數(shù)值。輥徑D確定后，輥?zhàn)虞S頸及與萬(wàn)向接軸連接處軸頸的強(qiáng)度可按一般強(qiáng)度計(jì)算公式校核。輥?zhàn)由系某C正扭矩按第三輥的計(jì)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(shí)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(huì)增加軋件的加工硬化和矯直機(jī)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(duì)于薄板矯直機(jī)，b/h比值越大，那么瓢曲和浪形的缺陷越嚴(yán)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?yàn)閠min的限制，輥距不能選得過(guò)小。為此，常以增加輥數(shù)來(lái)改善矯正質(zhì)量。故薄板矯直機(jī)的輥數(shù)較多。(4)輥身長(zhǎng)度L確實(shí)定輥身長(zhǎng)度L與軋件最大寬度有關(guān)，通常

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

輥數(shù)-輥徑/輥距×輥身有效長(zhǎng)度

輥式型鋼矯直機(jī)的標(biāo)注方法是

輥數(shù)×輥距9.4.4輥式板材矯直機(jī)支承輥結(jié)構(gòu)從用途上區(qū)分，輥式板材矯直機(jī)可分為厚板材矯直機(jī)與薄板、帶材矯直機(jī)。當(dāng)輥式矯直機(jī)的輥徑與輥身長(zhǎng)度的比值很小時(shí)，如板帶矯直機(jī)。為提高輥?zhàn)拥膹?qiáng)度和剛度，大多設(shè)置支承輥。支承輥的布置形式，常見(jiàn)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(zhǎng)度之比值較大的矯直機(jī)?！?)交錯(cuò)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(guò)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(zhǎng)度比值較小的矯直機(jī)。

〔3)垂直和交錯(cuò)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(duì)輥面的磨損，從而有利于提高輥?zhàn)訅勖奶岣摺＿@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(jī)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(qiáng)支承作用和傳動(dòng)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(dòng)。

(5)多段支承輥薄板矯直機(jī)有時(shí)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(dú)調(diào)整壓下，沿工作輥長(zhǎng)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(jī)結(jié)構(gòu)特點(diǎn)(1)無(wú)支承輥與鋼板矯直機(jī)相比，型鋼矯直機(jī)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(gè)輥都需要有軸向調(diào)整裝置，以對(duì)正孔型?！?〕組合輥輥式型鋼矯直機(jī)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(jī)的輥?zhàn)由霞庸ち伺c被矯軋件斷面相對(duì)應(yīng)的孔型。為減少矯正輥消耗量，常采用組合式輥?zhàn)?由心軸和可更換的輥圈組成)?！?〕開(kāi)式機(jī)架居多閉式型鋼矯直機(jī)的軸承座裝在輥?zhàn)觾蓚?cè)，其最大優(yōu)點(diǎn)是能承受較大的負(fù)荷。為減少更換軋件品種時(shí)的換輥次數(shù)，在同一根輥?zhàn)有妮S上常配置有3～4組輥圈。閉式矯直機(jī)的主要缺點(diǎn)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(yùn)行情況。目前，新設(shè)計(jì)的矯直機(jī)已很少采用閉式結(jié)構(gòu)。開(kāi)式矯直機(jī)的輥?zhàn)釉跈C(jī)架的一側(cè)懸臂布置。它的主要特點(diǎn)是操作時(shí)易于觀察，而且換輥方便。圖示是一臺(tái)8輥1300mm開(kāi)式型鋼矯直機(jī)的工作機(jī)座。

9.5拉伸彎曲矯直機(jī)

9.5.1矯直機(jī)根本結(jié)構(gòu)拉伸彎曲矯直機(jī)組由張力輥組和拉伸彎曲機(jī)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(kāi)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(kāi)展，對(duì)高強(qiáng)度極薄帶材和不銹鋼帶材的需要量日益增加，同時(shí)，對(duì)板材平直度的要求也逐年提高。輥式矯直機(jī)的局限性：幾乎無(wú)法矯正高強(qiáng)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(jī)組局限性：1)連續(xù)拉伸矯正時(shí)，需要使帶材產(chǎn)生超過(guò)材料屈服限的應(yīng)力，對(duì)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(qiáng)度限很接近的材料)時(shí)，容易斷帶，這會(huì)造成設(shè)備事故。拉彎矯直機(jī)工作原理：在張力作用下的帶材，經(jīng)過(guò)彎曲輥劇烈彎曲時(shí)，產(chǎn)生彈塑性延伸，三維形狀缺陷被消除，再經(jīng)過(guò)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(jī)及輥式矯直機(jī)的矯正原理都不相同，它在拉伸帶材時(shí)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(jī)組矯正工藝的缺點(diǎn)。9.5.3拉伸彎曲矯直機(jī)的特點(diǎn)1)退火后的帶鋼經(jīng)過(guò)拉伸彎曲矯正后，機(jī)械性能有明顯改善，某些性能的改善超過(guò)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(dòng)輥，沒(méi)有驅(qū)動(dòng)裝置，因而可與帶材同步運(yùn)動(dòng)，不會(huì)因打滑而擦傷帶材外表。4)與輥式矯直機(jī)相比，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，重量輕，維修方便，操作容易。5)與張力矯直機(jī)相比，拉伸彎曲機(jī)組中帶材的張應(yīng)力小得多，不會(huì)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(dá)10mm，最大寬度達(dá)3000mm，矯正速度700m/min，最高可達(dá)1000m/min。7)可在酸洗機(jī)組中作為機(jī)械破鱗裝置。對(duì)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(jī)組速度。用于鍍鋅機(jī)組，可使鋅花更細(xì)致，鍍層更均勻。但是，應(yīng)該指出，拉伸彎曲矯直機(jī)組只能矯正連續(xù)帶材，不能矯正單張板材，因而尚無(wú)法代替矯平單張鋼板的夾鉗式拉伸矯直機(jī)。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(duì)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(huì)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(huì)產(chǎn)生延伸。9.