矫平机的结构分析及工作原理.pdf

第 6 期 总第 169 期 2011 年 12 月 机 械 工 程 与 自 动 化 M EC H A N IC A L E N G IN EE R IN G A U T O M A T IO N N O 6 D eC 文章编号 1672 6413 2011 06 0093一 O2 矫平机的结构分析及工作原理 张 猛 邢 礁 三一重型装备 有限公 司 技改规划办 辽 7 沈阳 l 10027 摘要 以九辊矫平机 为例 介绍 了矫平机 的结构特点和 工作原理 九辊矫平机 主要 由机架部分 辊 子部分 活动横梁 压下转角机构 主传动系统 干油集中润滑部分 电气控制系统和进出料辊道组成 重点介绍了 矫平机各组成部分 的结构特点及其在钢板矫平方面 的应用 关键词 钢板矫平 矫平机 结构分析 中图分类号 T G 333 2 3 文献标识码 A 0 引言 金属材料在较大弹塑性弯曲条件下 不管其原始 弯曲程度有多大区别 在弹复后所残留的弯曲程度差 别会显著减少 甚至会趋于一致 随着反复压弯程度 的减少 其弹复后的残 留弯曲必然会趋近于零值而达 到矫正的目的 辊式钢板矫平机主要应用于矫正各种 规格板材 利用材料的 包辛格效应 对板材进行多 次反复弯曲 逐渐减小压弯挠度 使多种原始曲率逐 雎 L 出 目 0 0 0 霉 f f 输送辊道 部分 盈 垭皿 尸 一 1嘲f J 0 I II r 1 雷I l l l l 嗣 圈 I I I 步变为单一曲率 并最终将其矫平 达到工艺要求的 平整精度 本文以九辊矫平机为例 主要介绍其在普 碳钢及低合金钢等板材矫平 中的应用 1 九辊 矫 平机的工 作原理 及结构特 点 九辊矫平机采用辊列不平行式结合边辊可调结构 该机主要 由机架部分 辊子部分 活动横梁 压下转 角机构 主传动系统 干油集 中润滑部分 电气控制 系统和进 出料辊道组成 其结构示意图如图 1 所示 左右 图 1 九 辊 矫 平 机 结 构 示 意 图 该机 整机 采用 预 应力 框架 结构 上排 工作 辊 度 上 下排工作辊均设有支承辊装置 以增加工作 5 个 下排工作辊 4 个 上 下排全部工作辊均为主 辊的整体刚性 动辊 见 图 2 上排工作辊 固定在活动横梁上 下 该机控制系统具有存储 调用 编辑工艺及设备 排工作辊 固定在下机座上 活动横梁 上排工作辊 参数功能 具有误操作识别预警功能 使用时 在操 可上下升 降和角度倾斜 以适应不 同厚度板材的矫 作台上 可以根据板厚 板宽 材料强度等参数或数 平 解决钢板进料和全弹性 出料问题 板材在矫平过 据库已有参数设定进 出口压下量 实现工作辊出 程 中被多次正反弯曲轿正 并逐步趋向于平整 最终 人间隙等的电动调整 并可手工调整和修正 机器所 获得均匀 光滑 平整的表面 同时 为保证矫平精 有动作均由操作台集中控制 操作简单 方便 并有 收稿 日期 2011 08 28 修回 日期 2011 09 10 作者简介 张猛 1983一 男 辽宁朝阳人 助理工程师 本科 主要从 事液压工艺及设备的开发与研究 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 94 机 械 工 程 与 自 动 化 2011 年 第 6 期 数显显示位移量 图 2 主 动 辊 示 惹 图 2 设 备的 主要组成 2 1机 架部 分 机架是机器 的主体 由底座 立柱 连接 梁组 成 用 4 根拉紧螺栓联接成一个封闭的预应力框架结 构 机架为焊接结构 焊接后经退火处理以消除内应 力 机架有足够的强度和刚度 可保证在最大负荷下 有较小的弹性挠度 满足板材 的矫正需要 2 2 辊子 部 分 辊子部分是机器的工作部分 包括工作辊和支承 辊 工 作 辊 材 质 为 60C rM oV 调 质 处 理 硬 度 为 H B286 H B 321 表 面 淬 火 硬 度 为H R C 56 H R C 63 淬 硬 层 深 度 为 6 m m 10 m IT1 粗 糙 度 为 0 8 m 尺寸公差 达到 h6 为满足工作辊的刚度要求 特别设置 3 列上 下 支承辊 见图 3 图 3 支 承 辊 示 意 图 上 下支承辊设斜铁调整机构 见 图 4 可手 动调整其上 下 位置 以保证 与工作 辊 的 良好 接触 上 下支承辊采用整排式 支承辊座为剖分式 结构 合理 上支承辊也可沿机器纵向单独抽出 可快速更 换 大大减 少 了在 线维 护时间 支承辊 材 料 为 42CrM o 调 质 处 理 硬 度 达 到 H B255 H B 286 淬 火 硬 度 达 到 H R C 49 H R C 55 淬硬层深度按 JB T 3164 1994 辊式板材矫平机技 术条件 确定 淬火后精磨 2 3 活动横 梁 活动梁为单片闭式焊接结构 焊后整体退火处理 以消除内应力 它具有足够的刚度和强度 保证板材 的矫平精度和减少矫平次数 利用滑块 两侧的导 向 面 活动横梁可上 下移动和转角 活动梁等移动件 可横 向从机架框架中抽 出 易于维护和修理 活动梁 安装有 4 套液压活塞缸作为边上辊升降装置 产生的 重载液压力可静载时压下或边矫边压 具备强力矫平 机的硬件条件 液压活塞缸保持活动梁的平衡 有足 够的力量消除活动梁与丝杆丝母之间的间隙 使工作 辊开 口大大增加 并保持稳定的状态 有利于原始不 平度超标板材的进出料及矫平 图 4 斜 铁 调 整 机 构 示 葸 图 2 4 压下转 角机构 压下机构和转角机构是合在一起的 压下转角机构 装在机架及联接梁的上部 采用成组技术 使用了两套 相同的活动系统 由 2 台制动电机驱动 2 台减速机带 动 4 个蜗杆副及 4 个螺旋副 使活动横梁能准确 自动定 位和快捷摆动 启动 2 套或 l套的动力系统 实现活动 横梁和上工作辊机械平行升降或倾斜 可以对不同厚度 及材质的板材进行矫平 并达到最佳平整度要求 活动 横梁上端设平衡装置以消除螺杆间隙 保证矫平质量 压下转角机构示意图见图 5 启动两台压下电动机 2 通过减速器 3 齿式联轴器 4 传动轴 1 蜗轮减速 器 5 带动丝杆 6 作上 下运 动 实现 活动横梁机构 的平 行升降 启动单台压下电动机 实现活动横梁机构的摆 动 能使活动横梁准确定位 更有利于板材的矫平 6 5 4 3 2 1 1一传 动轴 2一 电 机 3一减 速 器 4一联轴器 5一蜗轮减速器 6一丝杆 图 5压下转角机构示意图 2 5 主传 动 系统 上 下排全部工作辊和两边上辊均为等效主动辊 主传动系统 由 9 台交流变频电机通过联轴器一减速 机 万向联轴器一工作辊装置 使设备转动运行 2 套减速机分别分布在机器两侧 一台四进四出带动全 部下矫直辊 另一台五进五出带动全部上矫直辊 这 就是 等效全分辊主驱动 的专利技术 下转第 97 页 学兔兔 w w w x u e t u t u c o m 2011 年第 6 期 机 械 工 程 与 自 动 化 97 为 1 83 对于 O 层 碳纤维 0 方 向上最大压缩应力 为 648 M P a 压 缩强度为 1 082 M Pa 安 全系数 为 1 67 90 方向上最大压缩应力为 68 M Pa 压缩强度 为 137 M Pa 安全系数为 2 战略 因此高性能的复合材料是今后工业发展 的基 础 也是未来尖端技术的基础 参考文献 1 廖英强 刘勇琼 纤维缠绕复合材料网络结构的轴压稳定 因此 外壳的各部分总体上满足强度设计要求 性分析 G 2009年度全国复合材料力学研讨会论文集 没有出现屈服部位和发生失稳的现象 北京 中国复合材料学会 中国力学学会 009 6 47 3 碳纤 2 00 8 其复 3 2 合材 76 27 料 8LJJ 展及 应用 复合材料是新 时代工业发 展的基 础 目前在交 3 丁振东 料工程应用分析 J 材 热处 理技 术 通 能源 宇航等方面的作用关系到爷国 未来发展的 2Oo9 38 24 57 61 A p p l i c a ti on o f U n derw ater C o m p ressi on R esi stan c e H u l l B ased o n S truc tu re C om p o si te 上接 第 94 页 2 6 干油集中润滑系统 本机 的润滑系统包括油池稀油飞溅润滑 干油集 中润滑 人工定期润滑 3 部分 除减速机采用油池稀 油飞溅润滑 导向面及活动销轴采用人工定期干油润 滑外 本机所有润滑点主要采用电动双线给油器集中 干油润滑 通过电动双线给油器 干油管路对轴承 蜗轮箱 螺杆 导向面等每个润滑点单独供油 当油 路不通或润滑系统发生堵塞时 有相应信号显示 2 7 电气控 制 系统 本机设有主 副操作台各一个 放置在设备的两 边 主操作台采用台湾研华工控机 西门子 PL C 以 及接触器 微继电器等元件 电气控制系统采用 380 V 50 H z 的交 流电源供 电 主电路采用 接触器控 制 控制电路采用继电器控制 2 8 进 出料 辊道 进 出料辊道装置带动力驱动装置 运动速度与主 机的运动速度相匹配 运行可靠 支架结实耐用 3 结 语 矫平机在工业上已广泛应用 具有技术先进 矫 平精度高 工艺范围广 自动化程度高 高强度下工 作可靠性好的特点 应用范围涉及到航空 船舶 冶 金 仪表 不锈钢制 品等等 对工业结构件 的垂 直 度 平行度及外观起到重要的作用 参考文献 1 董杰 机械 设计工 艺手册 M 上海 上海交通 大学 出版 社 199 1 2 陈毓勋 板材 与 型材 弯曲 回弹 控制原 理与 方法 M 北 京 国防工业 出版社 1990 3 韩凤仪 钢材与钢结构矫正EM 北京 中国铁道出版社 19 85 4 范宏才 现代锻压机械 M 北京 机械工业出版社 1994 S truc tural A n al y si s an d Work i n g P ri n c i p l e o f L evel l er Z H A N G M en g X IN G Ji ao Sany Heavy E qui pment C o L td Sh enyang 110027 C h i na A bstrac t N i ne rol l er l ev el l er i s tak en as ex am pl e w ho se struc tu ral c harac teri sti c s and w o rk i n g pri nc i p l e w ere i ntro d uc ed i n th e pa per T h e l evel l er i s c om p osed of th e fram e rol l ers m o vab l e c rossbeam sc rew dow n an d rotati o n m ec han i sm m ai n d ri ve system l ub ri c ati o n sy stem el ec tri c al c o ntrol sy stem etc T h i s pa per foc u ses on the stru