【《平行辊矫直机的发展研究文献综述》3700字】

［1］。在国外的一些发达国家的一些著名制造企业已成功研发出代表目前最高水准的矫直机。新型矫直机一般具有如下技术特点：液压ACG控制、整体倾斜压下、弯辊控制等，这些技术特点使得种厚板矫直机的矫直质量大大提高，矫直效率直线上升。而矫直辊单独调整与驱动，使钢板发生最有效的弯曲状态，对高强度厚板的矫直效果更佳显著，但投资相对来说也更大。无论是什么品种、型号的刚材，如工字钢、钢管亦或者板材等，在流向市场之前，都需要经过矫直机矫直这一道工序。因此，矫直机不仅仅是刚材生产中的一道简单的工序，它同时决定着刚材最终质量的高低。中厚板矫直机是钢板在工业生产中的一种重要辅助装置,它决定了钢板最终质量及直行率的高低[2]。尤其特别是在控轧和控冷技术的应用于钢板制造工艺全过程中,为了充分满足钢板的强冷后和高强度板材低温矫直与企业对中厚板板形高标准以及矫直机自动化控制的要求,使得当代中厚板矫直技术与理论的应用范围不断扩大和加速,并因此促进了当代中厚板矫直理论和矫直技术的发展[1]。目前，多样化的板材品种规格和质量要求的不断提升，板材的发展重点已经从单纯的追求产量转移到既追求产量又追求质量。对于不同型号、尺寸的刚材，选取或者研发不同的矫直机以适应种类不断增多的刚材。因此各种异形矫直器械都具有各自独特的矫直机械运动结构和操作形式,矫直的操作方法也是各不相同。根据其机身整体机械结构及轴式矫直器的机械空气动力学工作原理不同,矫直机械的基本设计型号大致上可以细分为三种:齿轮压力轴式矫直机、平行式立辊轴式矫直机、斜辊轴式矫直机、拉伸轴式矫直机、拉弯轴式矫直机以及各种扭转轴式矫直机[18]。本文中厚板矫直机采用平行辊式设计。平行辊矫直机具有多种不同的结构形式，从辊数到可矫直的厚度再到可矫直的板材的材料，都不尽相同。在马钢实习期间，而中厚板最为市场需求量最大的刚材，中厚板矫直机工厂也是资金回流最快的厂商，因此本文所设计的矫直机是用于矫直中厚板板材的辊式矫直机。基于社会市场的需要，本文设计了11辊中厚板矫直机。1.2平行辊矫直机国内外现状国外的辊式板材矫直机技术的形成与发展最初是从十九世纪开始,很早就已经开始了辊式矫直机基础理论的学习与研究,而一直到了十九世纪末，锻造机械、轧钢机械和角质机械等大型设备得到了广泛应用。表1-1列出了近代矫直机发展及其技术特点。表1-1近代矫直机发展及其技术特点年份主要辊数特点19世纪5辊、7辊5辊、7辊辊系的机械组装、拆除、换辊采用一种整体焊接的方式,机架结构采用整体焊接封闭式机架。20世纪中期9辊、11辊支撑辊改进为分段式多支撑辊的形式；上排工作辊可前后倾斜调整；压下机构为电动压下，但矫直能力不足、自动化水平低20世纪90年代9辊、11辊强力矫直机支撑辊的排布形式为分段式紧密排列；入口侧和出口侧的下工作辊可以单独升降；压下采用液压压下；采用弯辊控制。辊式矫直机按性能和年代一般可以分为三代：第一代矫直机矫直辊数较少，可矫直的钢板型号少，矫直力小，矫直效果差；到了第二代，随着技术实力的提高和材料性能的提升，矫直机的辊数也随之提升，这使得矫直机对于可矫直钢板的规格范围的扩大，相比于第一代矫直机而言，矫直力与矫直质量都有着明显的提高。到了近现代，第三代矫直机走出了实验室，被搬到了历史的舞台，这也是目前最先进的矫直机，其刚度高、可矫范围广、矫直力大、生产效率高、矫直效果显著，是矫直技术上的革命性的进步。表1-2列出了当前几种第三代矫直机的使用概况。相较国外，我国在矫直能力、自动化水平、压下机构与平衡机构及弯辊机构的设计等方面，与国外高强度、高刚度、多功能的矫直机存在较大差距。近些年来，我国设计生产的矫直机开始逐步向着第三代也即新式矫直机靠拢，而当前使用范围最广的11辊、9辊矫直机是我们国内主要的设计和生产的对象。矫直机经过了无数年的发展，其基本结构与矫直技术与原理的发展都已成熟。相比国外，国内的工业化开始比国外晚，因此我国的矫直技术的发展与国外相比还稍显薄弱。而国外第三代矫直机的研发成功，更是拉开了国内外关于矫直机的技术鸿沟。但是这些年的发展与改革开放，与国外的交流加速了我国关于矫直机理论的发展进程。同时，我国独立制造矫直机的经验使得我国的矫直机制造水平也在急速提升。矫直机的前沿技术特点与结构清晰明了，但是由于工业设备的制造精度与经验等原因，我国的矫直机仍然与国外的先进设备有着明显的差距。但改革开放至今，由于各行各业的急速发展，社会对于高质量刚材的需求也在提升，这加速了我国轧钢行业的发展，加速了矫直技术与理论研究的进程，缩短了与国外先进厂商的距离。到了现如今，多年与国外合作交流的经验与国家的大力发展，我国的矫直机理论与技术已经具备了世界的先进水平。表1-2典型的第三代矫直机概况在二十世纪末期，中国的一些制造企业开始于国外先进制造商合作，设计生产本国的第三代矫直机。国外制造商负责矫直机的辊系、控制系统等核心内容的设计，我国厂商负责矫直机的生产制造。与国外厂商合作生产设计的经验快速提升我国在矫直机设计与矫直理论的发展，我国在矫直机的发展上逐渐向发达国家靠拢。1.3平行辊矫直机的发展趋势当前社会的发展导致各种轧材的出现，这同时使得矫直机的类型与种类变多。繁多的矫直机的类型中，平行辊无疑是其中较为简单的辊系类型。为了防止矫直机工作辊出现弯曲等形状缺陷，为矫直机支撑辊的四重矫直机应运而出。四重强力矫直机的总体发展趋势如表1-3所示。表1-3四重强力矫直机的总体发展趋势控制系统控制系统可以精确调整工作辊的压下量，对矫直机所矫直的板材精确控制与调整。机座高强度矫直机机座，能够满足在大矫直力与恶劣的工作环境下的使用工况，同时机座的变形相比刚度更下的机座而言更小，矫直精度更高。上工作辊为了防止矫直机工作辊辊面出现一些形状上的缺陷，工作辊的辊面应该进行热处理，提高辊面硬度；矫直机的导向辊可以单独调整，第一辊可以使得轧材咬入更简单，最后一棍可以精确的矫直单值曲率，提高矫直质量；为了消除轧材的边浪，上工作辊设计为可以横向移动，防止工作辊出现翘曲等形状缺陷。下矫直辊可以沿矫直方向倾斜以调整矫直辊负荷液压设备由于矫直机安全设施过少，设置液压设备能过作为矫直机的安全部件与快速松开装置。其能够在矫直机出现负荷过载、工厂断电或者其他影响下快速松开工作辊。矫直机入口在入口处喷水或者喷气设备，可以消除轧件在轧制过程中产生和残留的氧化层；我国的钢铁工业经过了多年的发展与积累，现如今已经有了包括在建的四十余条生产线，刚材的生产逐渐向着高效化、高质量方向发展，对目前普遍的厚度在4毫米与60毫米之间的板材，各生产厂商均采用了多辊矫直机，以满足企业对板形与板面日益提高的质量要求。因此，高辊数的矫直机技术和理论得到了更近一步的发展，为我国的矫直机设计提供了更多的设计资料与底蕴。热矫直作为矫直机主力，目前中厚板生产线的辊式矫直机大多以热矫直机为主，研究与制造大矫直力的四重强力矫直机已经是目前各个国家的矫直机大力发展方向与趋势。表1-3为四重强力矫直机的总体发展趋势。近年来，随着计算机软件的发展，许多的技术开发人员开始利用有限元分析等软件对中厚板辊式矫正机进行分析和优化。计算量大大减少的同时，矫直机研究成本也在同步降低，并对矫直理论的发展产生了重要作用。例如,太远科技大学的谢仕鸿和聂海雄等十三人通过对用于于有限元件的仿真技术模拟和进行实测实验研究的两种方法分别对新型预应力悬臂矫直机的整体机架结构进行了一些关于承载力和工作可靠性的实验研究，得出预应力机架具有较高强度和刚度，为预应力机架的设计制造提供了技术支持和理论保证。参考文献宋怀朋,董博超,陈富强,任振彪,陈建.中厚板矫直机的压下规程对矫直精度的影响模拟分析[J].机械研究与应用,2020,33(02):21-25.许猛.2800七辊强力厚板矫直机辊系设计及矫直工艺研究[D].燕山大学,2015.马晓鑫.2650中厚板矫直机参数分析与方案确定[D].沈阳:东北大学，2013刘泽峰.宽厚板矫直过程有限元模拟[D].秦皇岛:燕山大学，2014李海峰.宽厚板矫直过程的有限元模拟以及弯辊参数的计算[D].秦皇岛：燕山大学，2012许猛.2800七辊强力厚板矫直机辊系设计及矫直工艺研究[D].秦皇岛：燕山大学，2015陈健就,许超.现代宽厚板矫直机[J].宝钢技术,1999(04):11-15+47WANGYong-qin,LIUZhi-fang,YANXing-chun.Evaluationofstraighteningcapacityofplaterollstraightener[J].JournalofCentralSouthUniversity，2012,19(09):2477-2481.赵岽.宽厚板矫直机辊系能力特性分析[J].中国重型装备,2020(02):8-10+16.毕红.“压下机构”螺纹参数的选择与计算[J].客车技术,2007(3):43-44+48.陈永麟,张文志,范荣,张莹瑜.20mm～40mm板材矫直机设计[J].机械工程与自动化,2016(05):125-126+128.WangZhigang,ZhouYizhong,WangAnsu,HuangJuan,LiYourong,WangXianjun,GongBenyue,ZhangHongwei.DevelopmentandOptimizationonProcessParametersModelofPlateStraighteningMachine[A].ChineseSocietyforMetals（中国金属学会）.Proceedingsofthe10thInternationalConferenceonSteelRolling[C].ChineseSocietyforMetals（中国金属学会）:中国金属学会,2010:7.栗林.辊式矫直