摘要:在20世纪30~40年代,国外技术发达国家的型材矫直机和板材矫直机也迅速的发展起来,相应的理论研究也取得了一定的成果。到了20世纪70~80年代,国外许多发达国家的技术力量己相当雄厚,矫直技术得到了不断地改进、发展和扩充。英国的布朗克斯(BRONX)、德国的凯瑟琳(Kieserling)、德马克(Demag)以及日本的一些品牌成为了矫直机领域的代表。此时的矫直概念则由原来狭义的弯曲矫直扩展为包括解决弯曲、控制断面形状和尺寸精度的矫直,提出了平动矫直技术、行星矫直技术、全长矫直技术、程序控制矫直技术、变辊距矫直技术以及双向旋转矫直技术等。
关键词:矫直; 双向旋转矫直技术; 棒料矫直机;
1引言
长期以来,矫直机因弯曲由人工检测,压弯量人为设定不够准确,全过程都靠手工操作,效率低,矫直精度全凭操作者经验来决定等缺点,一直作为一种补充矫直设备来使用。所以矫直必须检测工件的原始弯曲,测量弯曲量、确定最佳矫直点、设定压弯量。由于缺少可靠的检测手段和认识上的一些人为因素,以前这些工作只能靠人工来完成。因此以前的矫直机有以下缺点:弯曲人工检测、压弯量人工设定不够准确,效率低,矫直精度全凭操作者经验来决定,降低了生产效率。而且现在人们对棒材的需求量越来越大、对其精度要求也越来越高,在情况下斜二辊矫直机的问世解决了以前平行辊矫直机所解决不了的棒材、管材的矫直精度问题,在这种情况下,我们对多辊式矫直机进行设计[1]。
2 矫直机在轧钢机中的作用及工作原理
2.1矫直机的作用
轧件在轧制、冷却和运输过程中,由于各种因素的影响,往往产生形状缺陷。例如钢轨、型钢和钢管经常出现弧形弯曲;某些型钢的断面会产生翼缘内并、外扩和扭转;板材和带材则会产生纵向弯曲、横向弯曲、边缘浪形和中间瓢曲以及镰刀弯等。为了消除这些缺陷,轧件需要在矫正机上进行矫正。
2.2辊式矫直机的工作原理
辊子的位置与被矫直制品运动方向成某种角度,两个或三个大的是主动压力辊,由电动机带动作同方向旋转,另一边的若千个小辊是从动的压力辊,它们是靠着旋转着的圆棒或管材摩擦力使之旋转的。为了达到辊子对制品所要求的压缩,这些小辊可以同时或分别向前或向后调整位置,一般辊子的数目越多,矫直后制品精度越高。制品被辊子咬入之后,不断地作直线或旋转运动,因而使制品承受各方面的压缩、弯曲、压扁等变形,最后达到矫直的目的[2]。
3 棒料矫直机组成部分
两交错排工作辊轧制的工作辊弯辊式矫直机的旋转之间,经过反复弯曲矫直。在运动连续矫直速度较高的轧制,生产效率高,易于实现机械化和水的生产,辊式矫直机广泛应用于钢铁板带车间和车间。一种多辊式矫直机。按调整的工作辊的方式点,基本上可以归纳为三类:个别调整,平行排列和倾斜的调整
3.1上机架组成部分
由上机架、压下系统、角度调整机构等组成。上机架为焊接件。其压下机械部分由行星摆线减速器、联轴器、压下丝杆等组成。压下丝杆通过复合螺母来消除丝杆与压下螺母之间的间隙。三个上辊的压下机构可联动或单动,压下过程是在非矫直状态下完成。
角度调整机构为电动调整,液压锁紧,由电机通过减速机带动螺杆轴向运动,通过顶块使液压缸简转动,调整完毕后液压锁紧。由于矫直辊座安装在液压缸筒上,从而达到调整矫直辊旋转角的目的。每个辊体上采用了两个这样的机构,使矫直辊固定锁紧。角度调整是在非矫直状态下完成的。调角机构端部采用法兰联结[3]。结构如图1。
1、压下机构2、轴承3、上盖板4、连接螺丝5、上横梁
图1矫直机上横梁组件结构示意图
4.2下机架组件
下机架组件由下机架、下辊托盘机构、下辊角度调整机构等组成,下机架为焊接件,下辊托盘机构安装在下机架内部,托盘上部安装下矫直辊。由角度调整机构带动托盘及辊体旋转,其下中间辊、尾辊设有电动压上机构。压上动作是在非矫直状态下完成的。下辊角度调整机构同上辊角度调整机构。下中间辊及尾辊角度调整为手动调整,初设调整后不参与规格变换时的调整。
下机架角度调整机构传动部分置于机架焊接结构件内部,在侧面设有面板,为防止冷却水的侵入面板下加有良好密封。下机架焊接件周边焊有一定高度的防水挡板,防止冷却水的溢出,使冷却水将氧化铁皮沿机架表面预留口冲走,至设备下面的倾斜式地沟中,氧化铁皮沿地沟被冲至氧化铁皮收集槽。为防止冷却水的侵入,下托盘系统具有良好的双层密封。
5总结
金属管或金属杆等棒材工件,在制造的过程中因为制作的精准度不足,或是在搬运过程以及施工过程中因为外力造成棒材工件弯折,而使得棒件工件外形不平直,而影响组装作业或实际使用,因此需要重新将工件修整,以便后续作业。现有的棒材工件修整,将待修整的棒材置于可让棒材沿轴心切线方向旋转的承台,并以人工方式以铁锤直接敲打该待修整棒材,使用撞击力将原本不平整的部位施予反向敲打,直至该待修整棒材平直为止。然而,此种人工方式耗费时间,仅能施加于少量的棒材,且棒材是否平整仅依赖人眼以及触感判断,棒材的精确度无法确实掌控。因此,需要改进现有的棒材矫直方式,改善矫直的效果,从而提供棒材的质量。所以,棒料矫直机在市场上有很大的发展。
本项目由2019年校级大学生创新创业项目支持(NO. SJ2019023)
6 参考文献
[1]崔甫 矫直原理与矫直机械[M].北京:冶金工业出版社,2007.
[2]王广辉.七斜辊棒材矫直机理论计算及有限元分析[D].燕山大学机械工程学院.2010.
[3]陈炜.GBJ180七辊棒材矫直机的设计[D].机械工程.2010.
[4]邹家祥,施东成.轧钢机械理论与结构设计[M].北京:冶金工业出版社,1993.