輥式型鋼矯直機的機械結構論文

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1設計中具體參數的確定

1.1輥徑參數的確定

通過機械結構設計和數值分析計算得出，輥子的抗彎強度和剛度隨著輥徑的變化而變化，根據實際工藝經驗，輥距與輥徑成正比，其關系為D=Kd(其中D為輥直徑，K為比例系數，一般取0.75~0.9，d為輥距)。

1.2輥距參數的確定

在實際工程中，輥距參數的選擇過大，會造成矯直的鋼件的變形不夠，造成矯直質量差，并且也不利于機器的入料。輥距參數的選擇過小，會直接增加矯直力，使設備容易磨損，同時也容易對工件引起局部應力集中，壓潰工件。所以在實際的工程和工藝中，要即保證滿足矯直質量，又不損壞工件的情況下，合理選擇輥距參數。

1.3矯直質量工藝

矯直要使得型鋼彎曲到其材料對應的最大彈復曲率，為保證材料的最大彎曲，應按照圖1式子計算。其中，h為軋件高度，單位mm；R為矯直輥半徑，單位mm。P是材料的彎曲半徑。

1.4最小輥距確定

最小輥距通過接觸應力條件或接軸扭轉強度確定，選取二者的較大者作為最小輥距。憑借實際經驗，在所有工件中，圓鋼的高度最低，工字鋼最高，一般依據圓鋼確定最大輥距，工字鋼尺寸確定最小輥距,就能很好的適應加工工藝。最大輥距由矯直質量或滿足最小上料條件確定，選取二者的較小值作為最大輥距。

1.5矯直輥強度的設計

矯直輥的自身的強度一般都遠遠大于工件的強度，所以一般情況下只考慮彎曲強度，彎曲強度不足的時候，可以增加相應的支撐，以多個點來吸收壓力。

1.6輥數的確定

一般參照具體的企業生產能力和工藝的需求，對小型鋼件一般7到11根，大型鋼件取7根左右

1.7矯直速度的確定

鋼件的矯直速度一般取決于生產任務的選擇，一般在0．8-2m/s的范圍內，小型鋼件的矯直速度最高，經濟效率最好。

1.8輥材料的選擇

工作輥直接與型鋼接觸，并相互擠壓，為了盡量減少輥子的磨損，保證矯直機可以長期穩定的工作，長期工作在擠壓的惡劣工況下，就要求輥子表面要有足夠的硬度，表面要有較高的加工精度，有很好的抗彎抗扭曲強度。按照當前的工藝，若工作輥徑D<60mm，采用60CrMoV材料；當D=60～120mm時，采用90CrVMo材料；當D>200mm時，采用9Cr材料。

2軟件上位機界面監控和計算

型鋼結構參數計算軟件的操作界面如圖2所示，此軟件只要輸入鋼件材料的規格，就可以直接得到型鋼矯直機的結構參數。例如輸入以下參數，輥距為1200mm,輥數為7根，型鋼圓鋼150mm.工字鋼190x500mm，矯直速度0．8～2．5m/s軟件計算結果：該矯直機輥間距離是1200mm,共有7根矯直輥，鋼件矯直加工速度是0．80-2．5m/s。從最終軟件計算結果看，該軟件計算準確，操作方便。以實際生產中的型鋼矯直機為軟件設計基礎，按照軋鋼機械設計的要求，充分考慮了實際生產過程中的工藝，為現代的輥式型鋼矯直機的設計提供了較為便捷的方法。

3結束語

從上述的例子可以看出：軟件的理論計算的輥數與輥間距離能很好地滿足型鋼的加工需求。盡管軟件里最大的矯直加工速度是2.5m/s,但是在實際的生產過程中，矯直速度可以根據生產用料的快慢，適當修改，以滿足生產的為準。矯直中要充分考慮鋼件材料的收縮，彈性復原，軟件理論計算為指導，工藝上保證型鋼的充分的彈塑性彎曲，充分發揮設備能力，節能降噪。通過以上的理論分析，數學模型的建立與仿真，文章以上提出的矯直計算理論依據，基本上滿足了日益更新的鋼件矯直工藝，與以往老式經驗工藝上所得的數據比較接近，具備一定的實際應用價值，為常用鋼件的矯直工藝的可參照的依據，對設計和開發鋼件矯直機的廠家有指導意義。

作者：孫維陽 王孝海 單位：北方重工集團有限公司壓延設備分公司