维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第２－３期（总９２－９３期） 鞍钢冷轧厂１ ７００ ｌｌｌｍ拉伸弯曲矫直机 杨级刘溪桥强小伟 提要 ．分磐粒伸 曲矫直机６’，・ 机受 阐述设备结构，控制方法及娇直工作原理，叶产品设计有参考 价值。 关键 ：张力 延伸孽 弯曲矫直 在冷轧带铡厂为 获得好的板形并改善设 的机械性 １ 棚．组工艺参数 能，在精整线上的重卷机组和纵切饥组中ｊ－一迂应用拉伸弯 镪种 普碳钢、垅碳钢、低合金结构钢 曲矫直机 鞍钢冷轧厂于九十年代初，坂美国Ｗｅａｎ公司 机械性能 仃ｈ≤６５０ Ｎ／ｒａｍ：；【Ｔ ≤４５０ Ｎ／ｒａｍ： 引进一套拉伸弯曲矫直机用于纵切机组。该设备由矫直机 带｛｝ｊ规｛备 ｝Ｊｉ ０ ３～３．０ ｍｉｌｌ 构、张力辊组、传动装置和延伸驱动装置等组成。它与冀 板宽 ５５０～ｌ ３２０ ｍｉｌｌ 它设备共同构成纵切机组 钢卷内径０６１０ｍｍ －＋一＋・－－４．－－．．４－－・＋一十－－６－－－６－－－４－－＋一—卜一＋一＋一＋一＋一＋—＋一＋一４－－－－６－ －６－－－４－ －＋一－４．－一＋一＋一－６－－－４－－－４－－十一十一＋一－４－一－４．－一－４－一－６－－＋一一卜－－４．－一十一＋一＋一＋ 求总延伸率。 的方法．见图６。带材绕过矫直辊对．产生： 如图６所示的变化，设中性层半径为ｐ，应变呈线性分布， 则 ８ ｙ＋ｘ． Ｄ呵 器 ，由此可知，带材中性层的 １ Ｊ， ／ ．应变为 ７ ８ ＿－…（１—８） 图６ 图７ Ｄ—．工 ｔｇ８＝ 丽ｈ／２＝而ｈ／Ｄ 假设回弹是绕中性层进行的，则 即为回弹后带材的 变形，以此类推，带捌经过ｎ个矫直辊后总延伸率为 则每个辊子的包角 为 ８ｅ－￣－．－ｎ（一＝．兰－）＋∑（曼一）“’………………（１－９） ａ＝２７０。一Ｂ一８…………………………………（１一ｌ２） ｐ— ｌ ｐ－工 另外带材与挂胶辊面之问的摩擦系数为 ，则每个张 另外，根据功能原理，还可以得到总延伸率的另一个 力辊的放大系数为 ……………………………………………・表达式 （１一ｌ３） 该张力放大系数，满足张力辊组中张力变化的要求。 ｓ ＝ 、（１＋－ ）……………一（１－９ ） 根据上述分析并借鉴国外的有关资料Ｉ。旧，可以设计 』Ｊ 式中， 一矫直张力；ＡＴ－－－张力损失； 一屈服张力。 出满足要求的拉伸弯曲矫直机。 ３．２张力辊组部分的理论 ４ 结 语 ３．２．１ 张力辊直径的选取 因为拉矫过程涉及拉弯、弹复、反弯、张力矫直等方 理想状态，总足希望带材绕过张力辊时不产生塑性变 面，其变形关系十分复杂，通过对拉仲弯曲矫直机的原理 形，带材最外层纤维的应力小于或等于 ．即： 和设计方法进行分析，其结果对拉矫机结构的设计及其工 艺的制定将起到参考作用。 ＤＩ ： …………………………………．（１一ｌＯ） ． 参考资料 根据有关资料“ ，根据不同板厚，推荐使用张力辊直 【ｌ】周国盈： ＜连续拉忡弯曲矫直设备ｉ￣ｉ－ｔ 汁算＞． ＜重璎机械＞１９７７ 径／）＝９００－１ ２５０ ｍｍ，张力辊为挂胶辊面。 年第三期． ３．２．２张力辊的布置形式 １２】张成阁等：‘拉弯矫直机的分析＞． 钢技术，１９８７＃：２）Ｊ． 确定张力辊组的布置形式首先要考虑入口张力和出口 张力的比值，又要注意到机组的设计长度。根据最大包角 牧稿日期：２∞２年３月８日 的原则ｌ见图７）。张力辊的放大系数由下面公式得到 榜红：一重集团公司经营本部工程师 ｄ （ ／２＋￣／２）：＋（ｈ／２）２（Ｄ／２）２ 刘溪桥：一重集团公司设计研究院工程师 ｔ￣１３＝、／２０／￡）＋（ａ，‘Ｄ）ｊ＋（，ｌ／Ｄ）。 ………………（１—１１） 龙武山：中国重型机械公司重型邬工程师（北京 邮政缩码：１０００３７ 电话：１ ３６４ｌ３５８５５３） 一６一 维普资讯 http://www.cqvip.com 《一重技术》 钢卷外径 ０２０００ｍｍ ｍａｘｌ８ｔ １８０ ｍ／ｍｉｎ ２４ｍ／ｍｉｎ 卷重 机组速度 最大工作速度 喂料速度 机组张力 开卷张力 卷取张力 ］ ３．０－３０ ｋＮ ４．５—４５ ｋＮ 仃 Ｊ 劫 ｆ『｝ｌ 率 制｝『＿ｌ钧 拉矫的最大延伸率 ≤２．０％ ２ 设备组成 （１）矫直机构由以下几部分组成 Ｌ．． 两个六重用于延伸带钢的矫直辊装置；一个抗横弯辊 装置，用于消除带材横向翘曲；一个抗纵弯辊装置，用于 消除带材纵向弯曲。 （２）张力辊装置 人口张力辊组；出口张力辊组。 （３）传动装置 主传动装置；延伸驱动装置。 ３ 工作原理 ３．１ 张力控制 张力矫直机的功能是提高冷轧带钢的产品质量和机械 性能。现在市场竞争激烈，对通过张力矫直系统获得的板 形目标一平直度提出要求越来越高。张力矫直系统通过建 立前、后张力及改变带钢的弯曲和翘曲使带钢内部纤维发 生塑性变形。 根据材料横截面长度的假设，它是由自然无应力状态 下，长度不一的弹性元素组成。因为每一元素的自然长度 不同．并且都是带钢整体的一部分，不等的弹性力推拉带 钢断面的不同部分，结果带钢不会平直而是弯曲，例如： 瓢曲、边浪和中浪。所有纤维大致为同一长度时，带钢才 会平直。 ３．２延伸控制 延伸是带钢在通过矫直辊时，在张力作用下绕在一对 小直径辊上弯曲获得的 延伸率的控制，是借助人口张紧 装置和出口张紧装置的相对速度差实现的。任何横向的弯 曲或纵向的弯曲．都能通过矫直机构的抗横弯或抗纵弯装 置的调整功能来消除。应用张力和弯曲的联合作用，使带 材在较小的张力下延伸。 所需要的延伸率值由操作者设定，不需考虑机组速度 变化而保持恒定。见图１，２ 和３ 张力辊机械上联系在一 起．驱动带钢前进，并产生系统要求的张力。１ 和４掌张力 辊对保持张力稳定是必要的，它由直流电机通过齿轮减速 机驱动。 主延伸驱动直流电机同人口张紧装置直接连接，同时 也是机组精整段的定速装置。张力辊速度同带钢速度成比 例．且不依赖于拉矫机产生的延伸率。单独的直流电机同 行星齿轮差动装置相连接，以提供一种控制方式：使其根 据出口张紧装置的速度来改变人口张紧装置的速度，保持 由拉矫机产生的延伸率。所有的延伸率．在速度增加时由 此置进行补偿。该系统是使带钢离开拉矫机的速度大于或 等于进入每一装置的速度，实际上这个补偿滑移和塑性变 形的速度差即带钢的延伸率。 ３．３矫直辊中带钢的变形 由弹塑性原理可知，带钢在没有拉应力条件下，绕在 人¨ ｛ 组 ｆ＂Ｉ辊 Ｉ斫Ｉ 辊｝““｛Ｉ Ｉｊ＊巧｝ ｆｆ ｆ ∞ ， ；｝ 一 …‘ ｌ 销 图１ 拉伸弯曲矫直机结构示意图 矫直辊上弯曲，表面纤维受拉．内部纤维受压．中性纤维 同中心纤维重合，且长度上看不出变化。如果根据带钢的 厚度，设计矫直辊的直径足够小．带钢内部将发生塑性变 形，但是一个弹性芯会始终存在，并没有中心纤维发生的 永久延伸。当带钢在张力作用下，通过小直径辊时，纤维 长度会在弯曲获得变形的基础上增加额外的伸长 由于矫直辊是不驱动的，对带钢的弯曲作用必须考虑 在内。拉弯矫比纯张力矫直时带钢变形要求张力要小得 多。 矫直装置由两组辊交替组成，第二辊上的反向弯曲， 要求对带钢内纤维的作用与第一辊相等且相反，整个断面 带钢内纤维获得永久延伸。带钢厚度的上半部和下半部的 延伸一致，且残余应变接**衡。 ４ 系统能力 该系统的设计能力是在拉矫机提供０—２％的延伸率 （从人口张紧装置至出口张紧装置）．在张力矫直时，它能 提供最大的带钢张力。 ５操作方式 矫直辊系必须处于操作位置，在延伸率设定前，上辊 架固定。下辊架提升至操作范围之内。在开始操纵一对矫 直辊架之前．必须将延伸率设定点降低至接近零（０．０１％）。 延伸率设定点可以在生产运行中改变。辊缝同样可以在生 产运行中调整。 在通过超出原来金属厚度１．１５倍的焊缝或接头时，必 须降低延伸率并打开矫直辊架。大多数规格的产品能够在 ０．３％－０．９％的延伸率内充分矫直，极少有必要应用２．０％的 最大延伸率。在张力作用下，进行横弯和纵弯矫正，交替 弯曲带钢，矫正带钢板形。在矫直机架的两侧．人口和出 口张紧装置会提供要求的张力。张紧装置其中一个辊通过 一７一 维普资讯 http://www.cqvip.com ２００２年第２－３期（总９２－９３期 新型钢轨矫直机 姜晓东 荆留纪刘新伟徐宏涛 （提要］：针对传统重轨矫直机在使用中暴露出来的问题，构想了新型钢轨矫直机，有重量轻、易维护、矫 直质量高等优点 ， 关键词：上置立式八辊矫直机钢轨平直度 铁路运输的发展趋势是提高车速．这对钢轨的平直度 提出了更高的要求．而矫直机则是保证钢轨平直度的关键 设备。重型钢轨的矫直设备一直是重型机械行业的薄弱环 节，钢轨生产厂家，都准备或正在增设矫直轨腰的立式矫 直机。 传统的重型钢轨立式矫直机，有设备庞大、矫直效果 差、难于维护等缺点，结构简图见图１。 被 图２ 工作辊节距 ７２０－８００ ｍｍ 矫直圈直径 ６５０－７００ ｍｎｌ 矫直速度０．９－１．８ ｍ／ｓ 图１ 主、从动辊中心距 ６５０－９５０ ｍｉｌｌ 我们集多年的设汁经验，有针对性地构想丁一台上置 工作辊轴向移动距离 ＋５５ ｍｍ 立式八辊矫直机．用于对３７．２－７５ ｋｅ／ｍ的重型钢轨腰部进 【怍辊轴向移动速度 ２ ｍｍ／ｓ 行矫直。该矫直机ｔ迓备紧凑、矫直效果好、便于设备维 侧压装置压下速度 ０．５２ ｍｍ／ｓ 护．保证钢轨的直线度．满足高速火车对钢轨的要求，结 矫直钢轨规格 ３７．２－７５ ｋｅ，／ｍ 构简图见图２ 钢轨最大断面系数８９ ｃｍ 这种矫直机也可用＝ｒ对各种型钢的矫直 钢轨屈服饭限 ｌ １（）ｏＭＰａ ｌ 技术规格 矫直机本体移动速度 ５．９ ｍｍ／ｓ 矫直机本体移动距离 ±１５０ ｎｌｎｌ（也可不移动） 工作辊数量 ８根（主动辊４根，从动辊４根） 联轴器与一个差动装置机械地联接在一起．丰传动建立入 辊实现。矫寅辊组有抗横弯矫正装置一用于矫正横向的翘 口张紧装置速度．差勒驱动装 联据八口张紧装置速度驱 曲；有抗纵弯矫正装置一用于矫正纵阳弯曲 每一个板形 动凋节出口张紧装置相应的速爱 出口和人口张力辊组的 矫正装霞都位立予其它装置可以单蚀怍用并阙整，这卞羊就 速度差就产生了所餮求的带钢张力 以百分比形式给定的 会给出对每一元素变形矫正的精确控制。【）：＝ｌ此可以得到最 微小速度差问施加在带钢 的延伸率有关．该矫直机的差 高质量的板形 动装置速度差可在０ ２％内调整 ６ 结 语 张紧装置中的其它辊由直流电机通过齿轮减速机驱 冷轧带钢通过拉伸弯曲矫直后．能有效地改善其饭形 动・四个张力辊都有驱动的压辊・用于穿带以及在张紧装 缺陷．这种方法已被』一泛应用 冈此没汁开发出经济实用 嚣前方或后方的带钢上有零张力作用时・保持矫直机中的 的托伸弯曲矫直机，必将提高成品带刑的质皱，也将极大 张力一 入口张紧装置压辊装有超越离合器，陵其能在任何 地促进我园冶金工业发展。 时候运行至放下位黄。矫直机＿架中的矫直辊使带钢产生交 替弯曲。在机架中设有两对即四个矫直辊组，每个辊组由 收稿日期：２００２年２月４日 一根工作辊、两根中问辊、三组支承辊和辊架组成，辊组 扬 红：一重集团公司经营本部工程师 安装在机架中．可以快速更换。矫正板形由辊组中的工作 刘溪桥、张小伟：一重集团公司设计研究院高级工程师 一８一