1.2.4     矫直技术的发展趋势
2    矫直原理及矫直机设计方案
2.1     辊式矫直机工作原理
辊式矫直机是目前应用最为广泛的一种矫直机。也是矫直技术发展最为完善的一种矫直机。辊式矫直机可以矫正板带材和型材。其种类繁多,按用途可分为板材和型材两类矫直机;还可按板厚来分,可分为厚、中、薄三类板材矫直机;还有按重型和普通型来区分板材矫直机的;用板宽来编排矫直机系列也是一种方法。从趋势上看以厚度来区分板材矫直机是最基本的方法。
辊式矫直机属于连续性反复弯曲式矫直机,是在压力矫直机的基础上而发展起来的,它克服了压力矫直机断续工作的缺点,使矫直效率成倍提高,使矫直工序得以进入连续生产线,这在技术上是一次较大的跨越。其理论基础就是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差别,在弹复后所残留的弯曲程度差别会显著减小,甚至会趋于一致,从而达到矫直目的。
 
图2.1 平行辊矫直的7种典型辊系
在生产实际中,工件原始曲率的大小和方向均是不相同的,辊式矫直机的矫直原理就是使工件在矫直辊压下力的作用下,在同一工作平面内通过交错配置的工作辊进行反复压弯,工件发生弹塑性变形,直到残余曲率逐渐减小为零,工件趋于平直。因此,辊式矫直机必须具有两个基本特征:第一是具有相当数量交错配置的矫直辊,实现多次反复弯曲的能力;第二是压弯量可以调整,能实现矫直所需要的压弯方案。  
平行辊矫直机发展历史较长,辊系结构形式很多,且主要与用途有关,其次也与矫直质量有关。如图2.1为平行辊矫直机的7种典型辊系。辊系a主要用于热矫厚板、粗矫板材等;辊系b主要用于热矫板材;辊系c是一种灵活性较大的多用途辊系;辊系d是按线性递减压下的板材矫直辊系;辊系e是型材矫直的常用辊系,各上辊单独调整可采用各种压下方案;辊系f是矫直板材的辊系,带有支撑背辊。
辊式矫直机有很长的发展历史,辊系的结构也有很多形式,总体来说有七种典型的辊系结构。包括上辊组平行升降的辊系;两端辊单独可调的辊系;上辊可单项倾斜的辊系;按线性递减压下的辊系;各上辊单独可调式的辊系;四重式和优尔重式辊系。800型钢矫直机所一应用的辊系类型为各上辊单独可调式的辊系,如图2.2所示。
 
图2.2    上辊可调辊系结构
由于H型钢的断面结构特点, H型钢的连续矫直是采用平式辊矫,弯曲的轧件进入矫直机后,在交错排列的矫直辊外力作用下,弯曲部位产生一定的反弯曲,使该部位产生一定的塑性变形,通过矫直机后,H型钢经弹性回复便达到平直状态,实现矫直的目的 如图2.3所示。
 
图2.3   矫直辊矫直型钢示意图
这种辊系的压下量可单独调整,能精确设定各矫直辊的压下量,有利于合理的制定压下规程。压下量可调式辊系的矫直机是现代应用最为普遍的一种矫直机,不论是板材还是型材,都能达到很好的矫直效果。不仅能矫直型材的主弯曲,在增加轴向调节的条件下也能矫直其侧弯曲;不仅能矫直板材的纵向波浪,在增加弯辊措施后,也能矫直其横向波浪,即矫直其瓢曲。
除这些典型的辊系外,近代学者还研究出一些新型辊系,包括异辊距辊系,变辊距辊系,双交错矫直辊系等。这些新型的矫直机改善了原有矫直机的设计,使矫直质量进一步提高,为缩短空矫区和消除断轴事故提供了有利的解决条件。
随着矫直技术的进步,对辊式矫直机的要求也越来越高。新一代的矫直机一般都采用计算机控制,包括控制辊位、设定压弯量及矫直的全过程,这些研究也取得初步的成果,但还有待继续研究。本文通过计算机编程合理的计算辊式矫直机的压弯量,为计算机的自动化控制提供依据。
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