Φ20～Φ90高精度棒材矫直机设计文献综述

本科毕业设计（论文）通过答辩 重庆科技学院学生毕业设计（论文） 文 献 综 述 题目 20 90 高 精 度 棒 材 矫 直 机 学生姓名 学号 院（系） 机 械 工 程 学 院 指导教师签字 学生成绩（百分制） 教 务 处 制 本科毕业设计（论文）通过答辩 文献综述要求 术论文。其特点“综”是要求对文献资料进行综合分析、归纳整理，使材料更加精练明确、更有逻辑层次；“述”就是要求对综合整理后的文献进行比较专门的、全面的、深入的、系统的描述和评价。 内容必须与课题或专业方向紧密相关 ，理工类不得少于 10篇，其它不少于 12篇。 000 字，按规定格式用钢笔工整书写。其所附注释、参考文献格式要求同正文。 文献综述的评阅 评阅要求： 应根据学校“文献综述要求”，对学生的文献综述内容的相关性、阅读数量以及综述的文字表述情况等作具体的评 价。 指导教师的评语： 指导教师签名 年 月 日 本科毕业设计（论文）通过答辩 文献综述 摘要： 本文对钢材矫直工艺及工作原理，斜 辊矫直机的工作原理、特点、结构等进行了介绍，同时对二辊棒材矫直机力能参数的计算进行了分析，提出了本次设计二辊棒材矫直机的基本思路。 关键词： 棒材 矫直工艺 二辊棒材矫直机 矫直力能参数 前言 金属棒材在轧制、加热、运输等各种加工过程中常常产生不同程度的弯曲、歪扭等塑性变形或内部残余应力；目前冶金市场上对金属棒材的成品精度要求也越来越高，因 此轧制矫直设备在工厂中应用越来越普遍，对矫直设备的自动控制要求也越来越高。 在多辊棒材矫直机中，其矫直辊由多个辊子组成；设备在矫直过程中由于其棒材的弯曲程度不同；设备的矫直辊要频繁地进行压下及转角的调整 (以下简称调整 )。在国内大多数同类设备中，其调整靠工人依据设备上的标尺，手动控制进行。对于多辊设备调整起来就非常的麻烦，所需时间较长，为了提高生产率，必须提高设备的自动化程度，辊系的自动调整成为必然趋势。 随着液压控制技术的发展，运用三维扫描检测技术、跟随式检测机构、压力矫直专家系统等专有技术，实现了压力矫直 的自动化、智能化，使压力矫直机得以融入连铸或锻造生产线，成为在线设备。使生产效率有了很大的提高。 矫直原理及矫直机分类 根据结构特点和工作原理的不同，矫直机可以分为压力矫直机、辊式矫直机、斜辊矫直机、拉伸矫直机和拉弯矫直机等几种基本类型。 压力矫直机 ： 压力矫直机是以曲柄连杆机构驱动的活动压头使轧件产生一次反向弯曲，将轧件矫直的。“矫枉必须过正”就是压力矫直机的基本矫直原理。这种矫直机人工操作繁重、生产效率低，但调整灵活，对于各种局部弯曲状态，都具有矫直的可能性，一般只有用来矫直大型钢梁、钢轨和大直径（大 于 200 300管，或用作辊式矫直机的补充矫直。压力矫直机有立式和卧式两种结构。 辊式矫直机： 辊式矫直机具有两排交错布置的工作辊，弯曲的轧件通过转动的工作辊之间，经过多次反复弯曲得以矫直。轧件能以较高的速度在运动中进行连续矫直，生产效率高，且易于实现机械化和流水生产，辊式矫直机在型钢车间和板带材车间得到广泛的应用。辊式矫直机的一类型很多。其中按上排工作辊的调整方式分，基本上可以归纳为三类：单独调整、平行调整和倾斜调整。 斜辊式矫直机： 斜辊式矫直机用于矫直管材和圆棒材。这种矫直机的工作辊具有类 似双曲线的空间曲线的形状，两排工作辊轴线相互交叉，管棒材在矫直时边旋转边前进，也是利用多次反复弯曲轧件，最终消除各方面的弯曲和端面的椭圆度。这类矫直机的设备重量轻，易于调整和维修，矫直管棒材效果好。其中可以按工作辊数量分类，而本文介绍的二辊矫直机就是其中的一种。 本科毕业设计（论文）通过答辩 拉伸矫直机： 主要用于矫直厚度小于 材、异型材。对于具有中间瓢曲或边缘浪形的板带材，虽有结构复杂的支承辊分段可调的辊式矫直机加以矫直，但矫直效果不理想，这是需采用拉伸矫直方法。拉伸矫直的主要特点是对轧件施加超过材料 屈服极限的张力，使之产生弹塑性延伸变形，从而将轧件矫直。 拉伸弯曲矫直机： 为了提高带材矫直质量，近年来，拉伸弯曲矫直机组得到较大的发展。拉伸弯曲矫直的基本原理是在张力作用下的带材，经过弯曲辊剧烈弯曲时，产生弹塑性延伸，从而三维形状缺陷得以消除。这种矫直机组一般用在连续作业线上，可以矫直各种金属带材（包括高强度极薄带材），也可以用于酸洗机组进行机械破磷，从而提高酸洗速度。 此外，在有色金属型材车间尚有扭转式矫直机，用于矫直型材的扭曲变形。 二辊棒材矫直机 二辊棒材矫直机由于矫直精度高、造价低，可矫直轻中型棒 材、管材，在治金工业和机械制造业中有广泛应用。 等曲率辊形的二辊机矫直过程数学力学模型比较简明，易于分析。矫直辊是矫直机的关键部件，它一方面决定了矫直的精度、效率，另一方面在很大程度上决定了矫直机的结构及机器制造成本 以往的辊型设计虽以矫直过程的力学分析为基础，但在辊型参效设计中往往采用经验公式，其设计效率较低。 等曲率辊子的辊型参数设计主要有四个：辊子直径，辊长，辊子倾角和辊缝曲率。它们对矫直精度的影响关系很复杂，靠经验设计难于求出最优值。优化设计是一种先进的设计方法，它对提高设计质量有很大的帮助。在文献 中已建立了矫直过程的力学模型和精度的数学模型，使优化设计成为可能。而二辊棒材矫直机的矫直过程以及压弯方式见图（ 1）。 图 1 2辊矫直过程及 2种压弯方式 二辊矫直机是斜辊矫直机的一种 , 但其工作原理在斜辊矫直机中独具特点 ,如图2 所示 ： 在多斜辊矫直机出现前后 ,人们创造出了二斜辊矫直机 ,它的矫直功能来自于辊形的凹凸变化 ， 它是以矫直短圆材的独特性能而受到重视 ,并填补了这种矫直机的空白 ， 它又以能矫直圆材两端和能压光圆材表面 ( 辊子斜角很小时 )而得到不断发本科毕业设计（论文）通过答辩 展。 图 2 二辊棒材矫直机示意图 矫直力能参数 主要参数计算： 其基本参数包括矫直力、矫直力矩、辊距 t、辊径 D、辊数 n、辊身长度 L 和矫直速度 直机基本参数的正确选择对轧件的矫直质量、设备的结构尺寸和功率消耗等都有重要的影响。 矫直力的计算由于二辊矫直机辊形有单向弯曲与双向弯曲之分 ,其矫直力也不同 , 而矫直力大小与辊缝的压弯程度密切相关 ,由于本机型的辊形设计采用单向反弯曲辊形 ,因此按单向反弯曲辊形来计算矫直力 。 辊形各段长度 ： 辊腰段 Sd=t,辊腹段 Sd=t,辊胸段 Sb=t。 由于等弯曲率区内的弯矩不 变 , 它必然由一个外力偶构成工件内部的等弯矩区 。首先从图 3 上力 在 虽然这个弯矩一开始是弹性弯矩 ,但很快增大为弹塑性弯矩 ( 弹性段长度可略去不计 ),新的力偶矩应由 而且只在转半周之后就需形成 d /2的力偶矩 ,以便在下半周内完成 进入到辊腰 由于增大弯矩须达到 故需在 22 值 。 这种人为的受力模型是与辊形曲线的曲率变化过程基本一致的 ,是会接近实际受力状态的 ,于是可以计算图中的各矫直力 ： 图 3 二辊矫直机双向反弯辊受力简图 确定倾角 、 辊距 t、辊径 D、辊数 n、辊身长度 L、矫直速度 结语 通过研究二辊矫直机的力能参数 ， 给出了二辊矫直机力能参数的确定方法 。 通过本科毕业设计（论文）通过答辩 计算得出了矫直过程中的各部分力能参数 ， 为设计二辊矫直机提供了可借鉴的依据 。 参考文献 1 王海文 M北京 ： 机械工业出版社 ， 1983 2 崔甫 M北京 ： 冶金工业出版社 ， 2002 3 刘志亮 J鞍钢技术 ， 4 周开勤 机械设计师实用手册 M天津 ： 天津科学技术出版社 ， 2003 5 李茂基 M北京：冶金 工业出版社 ， 1998 6 濮良贵机械设计：高等教育出版社， 七版） 7 刘鸿文材料力学 ： 高等教育出版社， 四版） 8 刘建臣