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毕业设计说明书++矫直设备.doc

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毕业设计说明书++矫直设备.doc

鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第1页1绪论1.1矫直设备的发展1.1.1矫直设备的发展概况矫直技术多用于金属条材加工的后部工序,在很大程度上决定着产、成品的质量水平。20世纪初已经有矫直圆材的二辊式矫直机。20世纪30年代中期发明222型六辊式矫直机,显著提高了管材矫直质量。20世纪60年代中期,为了解决大直径管材的矫直问题,美国萨顿公司研制成功313型七辊式矫直机。20世纪70年代我国改革开放以后接触到大量的国外设计研制成果,有小到φ1.6mm金属丝矫直机和大到φ600mm管材矫直机。有速度达到300m/min的高速矫直机和精度达到0.038mm/m的高精度矫直机。同时也引进许多先进的矫直设备。进入90年代我国在赶超世界先进水平方面又迈出了一大步,一些新研制的矫直机获得了国家的发明专利一些新成果获得了市、省及部级科技成果进步奖有的获得了国家发明奖。近年来我国在反弯辊形七斜辊矫直机,多斜辊薄壁转毂式矫直机,平行辊异辊距矫直机及矫直液压自动切料机等研制方面相继取得成功,1.1.2矫直作用轧制和热处理后的管材有一系列的缺陷,其中主要的是纵向弯曲和横断面的椭圆度。为了消除这些缺陷,需设置斜辊式钢管矫直机,在矫直过程中,钢管在矫直辊间作直线前进的同时还进行旋转运动,通过钢管在矫直辊中反复多次弹性弯曲使钢管达到矫直的目的。1.2矫直设备分类1.2.1矫直机的分类按工作原理不同划分为五大类。第一类称为反复弯曲矫直机,它们是靠压头或辊子在同一平面内对工件进行反复压弯并逐渐减小压弯量,直到压弯量与弹复量相等而变直。第二类称为旋转弯曲式矫直机,是工件在塑性弯曲状态下以旋转变形方式从大的等弯矩区向小的等弯矩区过渡,在走出塑性区时弹复变直。第三类称为拉伸矫直机,它依靠拉伸变形把原来长短不一的纵向纤维拉成等长度并进入塑性变形后经卸载及弹复而变直。第四类称为拉弯矫直机。它是把拉伸与弯曲变形合成起来使工件两个表层的较大拉伸及全截面的拉伸变形三者不在同一时间发生,全断面各层纤维的弹复变形也不是同时发生的,既防止了板带的断裂,又提高了矫直质量。第五类称为拉坯矫直设备,它是鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第2页在拉动连铸坯下行的同时使铸坯的弧形弯曲渐伸变直,其拉力主要用于克服外部阻力,而铸坯本身在高温状态下所需的矫直力是较小的。具体进一步分类如图1.1所示,图1.1(5)拉坯矫直机拉坯矫直机在连铸系统中占有重要位置,取得了很大发展,已经自成体系。鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第3页1.2.2钢管矫直机分类及适用范围在矫直管、棒等圆形断面条材时若采用平行辊矫直机则存在两个致命的缺点第一,只能矫直圆材垂直于辊轴的纵向剖面上的弯曲。若矫直其它各方面的纵向剖面的弯曲常需要进行多次的变方位的矫直过程第二,圆材在矫直过程中容易产生自转现象,不仅达不到矫直目的,反而要产生严重的螺旋形弯曲(俗称麻花弯),使产品报废。为了消除上述的缺点,在生产中常采用斜辊矫直机。常见的斜辊矫直机的类型及用途1、2斜辊矫直机这种矫直机用于矫直棒材,也可用于矫直厚壁管材。2、3斜辊矫直机只适用于矫直长度较小,直径较大,壁厚很薄的小量管材,故至今没有发展起来。3、多斜辊矫直机1、212型5辊式矫直机适用范围宽,表面质量好,可以一机多用。但上辊稳定性低,传动系统复杂,制造成本高。2、222型6辊式矫直机这种矫直机既可以矫直管材又可以矫直棒材。4、6辊以上的斜辊矫直机1、12121型7辊式矫直机这种矫直机主要用于矫直高强度管材及厚壁管材,不仅可以矫直管材的弯曲度也可以消除管材的随圆度。2、1-12(8)型8辊式矫直机它有较广的适用范围,可以用于管材张力减径生产线、焊管生产线、挤压生产线、电镀生产线及有色金属管的轧制生产线。5、313型斜辊矫直机这种矫直机只能用于大直径圆材的矫直。1.2.3斜辊矫直机的典型辊系1、11(5)辊系如图1.2(a)所示,上下辊一一交错,此辊系常驻由5个辊子组成,上三下二,上辊短,下辊长。入口侧长辊处可使圆材得到较大的均匀的塑性弯曲,到出口侧长辊处则按较小的塑性弯曲进行压弯在反复后达到矫直的目的。2、212辊系如图1.2(b)所示,5辊式管材矫直机的专用辊系,它把原来辊系中两端短辊移到长辊上方,形成两对压紧辊。3、2辊系如图1.2(c)所示,它的矫直功能来自辊形的凸凹变化,它是以矫直短圆材的独特性而受到重视,又以能矫直圆材两端和能压光圆材表面而得到不断发展。4、12121辊系如图1.2(d)所示,可以把它看成是图1.2(a)和图1.2(b)两鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第4页种辊系的综合。圆材在压紧辊间的塑性变形区得到延长,压扁矫直和圆整能力得到增强,矫直速度有所提高,对管棒材矫直都可适用。5、222或22(6)辊系如图1.2(e)所示,6个辊子全部为驱动辊,这种辊系的两端辊主要起压扁矫直和圆整作用,并有利于工件的咬入,中间辊可以保证较长的塑性弯曲区,使已经压扁矫直部分尚存的弯曲得到矫直。6、2221或221(7)辊系如图1.2(f)所示,此辊系是在222辊系后面增加一辊,新增加一个辊子起的作用很大,它可以增大第3对辊处塑性弯曲区的长度,并在压下量合适的条件下易于达到工作弹复变直的要求。而且这种改进的辊系对于矫直管材也有提高质量的作用。7、211(9)辊系如图1.2(g)所示,这种矫直辊系入口端的一对压紧辊可以保证工件快速咬入和对管材的压扁矫直作用,3个长辊处可以实现3段递减的等曲率性变性区,有助于提高矫直速度。8、313辊系如图1.2(h)所示,此辊系比较特殊,前后各用3个斜辊按相隔120°环抱管材,既可以按三角压扁方式起到矫直和圆整作用,又可以利用中间辊进行三段的连续压弯,可用较小的压弯改善压扁矫直效果,使大直径薄壁管找到了较好的矫直途径。鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第5页图1.2斜辊矫直机的典型辊系1.3斜辊矫直的工作原理斜辊矫直机一般采用旋转反弯矫直原理,旋转反弯矫直主要用于圆材矫直,旋转矫直中最常见的方法是多斜辊矫直法,是在斜辊矫直机上进行的。由于圆材的原始弯曲是多方位的。因此,在矫直时要使圆材绕轴线旋转,并在旋转的同时能使其反弯程度由小到大,再由大到小连续变化,才能使任何方位的原始弯曲都能得到可靠的反弯矫直。斜辊矫直机的作用是强迫圆材在反弯状态下旋转前进,达到矫直的目的。如图1.4所示鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第6页1Kx曲线2Mx曲线图1.4旋转反弯矫直过程中弯矩与塑性区分布圆材在斜辊间反弯前进,走过每一个螺旋导程时反弯量的减少梯度和圆材塑性变形层的深度及均匀度是矫直质量的决定因素。因此,圆材在塑性区内旋转次数或称高频弯曲次数越多,各处纵向纤维的变形量差别越小,结果各处的残余曲率差也越小,从而使圆材变直。相对而言,如果使弯曲延长,在旋转导程不变的条件下,也等于增加高频弯曲次数,同样可提高矫直质量。1.4φ219矫正机简介本次毕业设计的φ219矫正机采用八柱预紧式封闭机架和2221复合辊系统。下面简述工作过程和结构特点。矫直机组具有手动控制和半自动控制两种工作方法。手动控制用于安装调试,换辊,检修作业半自动控制用于正常矫直生产作业。其机组工作过程简述如下上料台架上排布好待矫直的钢管后,拔料器动作将一支待矫直钢管送入输送辊道。布轩在输送辊道的光电检测装置检测到钢管后,入口辊道升起,输送钢管前进当布轩在入口辊道出口端的光电检测装置检测到钢管后,入口导板动作,使钢管对中顺利进入矫直机当钢管头部被咬入第一对矫直辊后,入口导板打开,入口辊道下降,钢管在桥直机城经反复旋转弯曲变形后被矫直。当钢管尾部离开第七号辊(导辊)后,出口辊道升起,将矫直后的钢管输送到下一工序,即完成一根钢管的矫直。当钢管离开第三对辊子后,主传动系统发出信号指令输入辊道抬起迎接下一根待矫钢管。2、结构特点1、采用了八柱预紧式封闭机架和2221复合辊系统,提高机架刚度和矫直度。2、上辊座升降采用二柱导向,导向精度较高,安装调整方便。鞍山科技大学本科生毕业设计(论文)第7页3、上辊采用液压平衡和锁紧,消除了螺旋副的间隙和其他安装间隙,4、提高了机架的刚度,消除了咬入时的冲击。5、下辊采用液压缸锁紧,工作可靠。6、下辊升降电气传动安装在机座侧面,以便于检修和调整。7、转角调整采用电机螺旋升降器机构8、矫直辊轴承座与转盘做成一体式9、换辊工具采用杠杆平衡砣结构形式。10、润滑(稀油和干油)按钮安装在主操作台上,以方便操作。2矫直机总体方案的确定2.1矫直方案及传动方案的确定2.1.1矫直方案

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