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連續拉彎矯直機矯直單元的結構型式分析

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連續拉彎矯直機出現于20世紀60年代。連續拉彎矯直機綜合了輥式矯直機、拉伸矯直機的優(yōu)點(diǎn)，能更有效地矯直帶材橫向和縱向的波浪彎、瓢曲、鐮刀彎等缺陷，且適用于各種金屬板帶材，因此得到迅速發(fā)展，現廣泛應用于鋼帶、鋁帶、銅帶等帶材的矯直生產(chǎn)中。作為核心的矯直單元采用什么樣的結構型式十分重要。 矯直單元的結構型式分析 矯直單元用于產(chǎn)生的帶材延伸以消除來(lái)料的板型缺陷。矯直單元由幾組彎曲輥系和一組可調節的矯正輥系組成，彎曲輥系使帶材產(chǎn)生彎曲變形，矯正輥系用于矯正帶材通過(guò)彎曲輥系時(shí)產(chǎn)生的彎曲。通常把彎曲輥系和矯正輥系設計成一樣，以便維護。通常把彎曲輥系和矯正輥系稱(chēng)為矯直輥系。 對于各種要加工帶材的厚度范圍，總是希望做到：彎曲輥系的工作輥直徑足夠小以獲得小厚度帶材的足夠彎曲應變，并且該直徑足夠大以便匹配足夠大的支承輥來(lái)承受厚度帶材產(chǎn)生的載荷(通常厚度帶材下的張力)。 因為足夠的剛度根本的要求，所以首先確定厚度情況下的工作輥、支承輥的結構參數和尺寸參數以及相應的張力。將所得的輥子尺寸再分析確認是否能夠在小厚度情況下產(chǎn)生足夠大的延伸率。如果選擇薄帶材時(shí)的矯直張力接近帶材的屈服張力，容易出現斷帶現象。一般來(lái)說(shuō)，薄帶材時(shí)的矯直張力限制在帶材的屈服張力的0.8以下。這種分析計算通常要反復幾次，以便同一工作輥直徑可以適應于客戶(hù)要求的厚度范圍。 簡(jiǎn)單的彎曲輥系是二輥配置，也就是每組輥系只有一個(gè)工作輥和一個(gè)支承輥，成垂直布置。在這種情況下，輥子自身必須有足夠的剛度以便撓度在允許范圍內。剛度要求導致輥子直徑較大，進(jìn)而需要能產(chǎn)生較大張力、大扭矩、大功率的張力輥組。顯然這種設計不科學(xué)。 現在使用較多的矯直輥系配置型式包括： 1)具有通長(cháng)支承輥的三輥型； 2)具有分段支承輥的三輥型； 3)具有分段支承輥，中間輥為通長(cháng)輥的六輥型。 具有通長(cháng)支承輥的三輥型的矯直輥系。這種配置允許較小的工作輥，因此所需張力較二輥型時(shí)小。其通長(cháng)支承輥一般加工有螺旋槽以利于減少灰塵、氧化物等渣滓。工作輥和支承輥之間的滑動(dòng)可能性非常小，因為幾乎沒(méi)有軸承密封及潤滑脂的損耗需要克服。工作輥和支承輥的使用壽命較長(cháng)，并且其維護簡(jiǎn)單。這種配置的輥系為了滿(mǎn)足高屈服極限的帶材的矯直效果，往往需要大輥徑的支承輥和工作輥，致使在矯直薄料時(shí)只能產(chǎn)生很小的彎曲應變，甚至不產(chǎn)生彎曲應變。通常在設計時(shí)薄料不投矯直單元，采用純拉伸，張力輥組要能提供足夠的張力。 另一種具有分段支承輥的三輥型的矯直輥系。這種配置允許較小的工作輥。支承輥的數量主要取決于軸承的壽命。這種配置存在的問(wèn)題主要是支承輥及支承組件的制造精度。為了避免徑向跳動(dòng)誤差的積累，希望支承輥部件在裝配好后再進(jìn)行磨削加工。固定支承輥的定位面要求一刀加工，以其定位精度的一致性。分段式三輥型在使用過(guò)程中帶材易產(chǎn)生壓痕，所以目前不常用。 具有分段支承輥，中間輥為通長(cháng)輥的六輥型。這種配置也需要上面描述的精度。允許比三輥型小的工作輥。其通長(cháng)中間輥一般加工有螺旋槽以利于減少灰塵、氧化物等渣滓。采用這種配置必須考慮有足夠大的包角使帶材和輥子之間產(chǎn)生足夠的力來(lái)克服多組支承輥的密封及潤滑脂產(chǎn)生的阻力。如果包角較小，中間輥和支承輥很容易產(chǎn)生打滑，造成輥面擦傷。一般三輥型的矯直輥系多用于厚帶拉矯；而六輥型的矯直輥系用于薄帶拉矯。 彎曲包角可調型的矯直單元，其下輥系可通過(guò)螺旋升降機上升和下降來(lái)改變其彎曲包角，從而實(shí)現彎曲包角可根據來(lái)料板形在線(xiàn)可調。輥系在上升和下降時(shí)仍要保持良好的水平度及輥系間的平行度，所以要求輥子的制造精度及輥系相關(guān)件的裝配精度極高，維護較難。而且操作因人而異，無(wú)法產(chǎn)品質(zhì)量的連續性。但其優(yōu)點(diǎn)是較后者降低了入出口張力輥組的電機功率。 而彎曲包角不可調型的矯直單元采用固定包角、大輥距、大輥徑的布置方式，該方式有如下優(yōu)點(diǎn)： 1)極大地減小了輥系震動(dòng)引起的各種問(wèn)題； 2)不進(jìn)行矯直頭的壓下調整，使操作簡(jiǎn)單，而且產(chǎn)品質(zhì)量不會(huì )因人而異，產(chǎn)品的連續質(zhì)量； 3)維護方便。 其缺點(diǎn)是較前者入出口張力輥組的電機功率較大。 現在拉彎矯的發(fā)展趨向是簡(jiǎn)化操作過(guò)程、維護簡(jiǎn)單、高速、輔助時(shí)間少、矯正后的板形及板面質(zhì)量高。要達到這些目標，設計者必須考慮很多因素。 (圖/文www.fmrose.com)

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