針對大型型鋼矯直壓下的研究

王若然　單志祥　王菁

摘 要 通過對大型型鋼矯直機壓下量的計算，研究分析大型型鋼矯直方案及壓下規程。運用大變形矯直方案與小變形矯直方案的分析對比，得出了小變形矯直方案具有矯直軋件時消耗能量小以及作用軋件的總變形曲率較小的優點；大變形矯直方案具有使用較少的矯直輥卻可達到較好矯直效果的特點。綜合兩種矯直方案的優點，制定出最佳的矯直規程。

關鍵詞 型鋼矯直機；壓下量；矯直規程；變形方案

中圖分類號：TG333 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0116-01

型鋼作為一種生產使用高效的經濟材料，因為其具有截面力學性能好、截面的幾何形狀分布合理、產品質量好以及生產效率較高等優點而被廣泛應用于造船和港口建設、地下支護工程、橋梁建設、高層建筑、工業建筑、工業鋼結構件、地下鐵路礦山巷道建設等行業中，成為了生產建設中大力推廣使用的新型環保節能綠色材料。為了滿足生產建設的需要，型材必須達到一定的平直狀態，以滿足各行各業對其生產質量的需求，這就要求型材內部的縱向纖維或縱向截面以及橫向纖維或橫向截面變得平直，實現這一功能的工藝過程被稱為型鋼矯直。

本文通過對針對H型鋼400×300～600×300、工字鋼40#～63#、槽鋼32#～40#、角鋼20#～25#等大型型鋼進行分析，研究矯直質量的高低與矯直機各個輥子壓下量之間所存在的關系。根據型材的原始狀態情況、不同的產品規格以及材料屬性的不同來制定相應的壓下規程，以使得矯直輥的壓下量能夠與節距達到理想配合效果，從而提高產品的矯直質量。

根據定義的輥子壓下量的表達關系式Δi=A0-Ai，研究確定矯直機的矯直方案及壓下規程。

下面將通過相對曲率C來進行簡化計算，即用各曲率比值彈復曲率極限值進行表示：

C0=相對原始曲率

Cp—相對彎曲曲率 Cr—相對彈復曲率

Cγ—相對殘余曲率 其中，

1 小變形矯直方案分析

所謂小變形矯直方案就是矯直機輥系的每個矯直輥的壓下量都能夠單獨進行調整的一種矯直方案。選擇各個單獨矯直輥的反彎曲率的原則是能夠達到消除在前一矯直輥上產生的最大殘余曲率并最終實現矯直的目的。小變形矯直法的壓彎量須采用計算方法來確定，其每次采用的壓彎量為最小允許值，其消除殘留曲率差的過程是緩慢的。型材矯直時壓彎量計算若以小變形矯直方案實施，操作相對容易，最終計算的數值比較精確，但是對于如何確定和調整壓彎量就比較困難。原因是各個矯直輥間的剛度存在差別，同時輥系的剛度也存在互相干擾現象，而且調整相對困難，調定不準確就會出現矯直效果不良的情形，此外小變形矯直方案對于矯直側彎和扭曲型材時存在矯直效果不良現象。此種矯直方案具有矯直軋件時消耗能量小以及作用軋件的總變形曲率較小的優點。

采用此種變形矯直方案矯直過程中，軋件的彈塑性彎矩為：

M=

由于

因此

當Zs>時

從上述表達式中得出，塑性深度Zs值影響著彈塑性彎矩值的大小，而彎曲曲率的大小決定著Zs值，根據矯直軋件纖維的相對變形量ε得出：

彈復曲率表示為： 為使原始曲率

由上述各式推導出一次矯直時的相對彎曲曲率方程為：

2 大變形矯直方案分析

所謂大變形矯直方案就是通過前幾個矯直輥對被矯型材進行幾次強烈的反彎作用以消除軋件原始曲率的不均勻性使得軋件內部形成單值曲率，這樣即可依據矯直單值曲率的方法進行矯直。大變形矯直方案具有使用較少的矯直輥卻可達到較好矯直效果的特點，大變形矯直方案也不可以將軋件的彎曲變形過多地增大，過多增大彎曲變形會使軋件的內部殘余應力增大的同時還會增加矯直機的能耗，對最終的產品使用壽命和產品的矯直質量產生不利的影響。

3 變形方案的壓下規程分析

通過前文表述的關于小變形矯直方案和大變形矯直方案的系統分析，根據大變形壓下規程和小變形壓下規程的不同，計算得出表1小變形方案下的結果和表2大變形方案下的結果。

4 結論

通過上面兩表得出的數據并結合矯直理論分析得出，大變形矯直方案相較于小變形矯直方案具有明顯的矯直效果優勢，但是大變形矯直方案在矯直過程中前六根矯直輥的矯直力和彎矩都顯著大于小變形矯直方案的相應矯直輥的參數，故在綜合耗能方面也會大于小變形矯直方案。而且大型型鋼軋件的生產是采用大壓下量軋制而成的，無法預先確定軋件固有的原始曲率，因此選用大變形矯直方案進行輥系的優化矯直比較理想。

參考文獻

[1]周慧鋒.大型型鋼矯直機的矯直過程模擬及工藝參數優化[D].燕山大學工學，2010.

[2]桂萬榮.軋鋼車間機械設備[M].北京：冶金工業出版社，1980：191-192.

[3]陸巖.用于大型型鋼的也巨型矯直機[J].MBM，2000（4）.

[4]賁宏艷.H型鋼定輥距矯直的工藝方案及壓下規程[J].燕山大學學報，2000（4）.

[5]賁宏艷.H型鋼變輥距矯直的研究[J].燕山大學學報，2000，23（4）：370-372.

[6]王會剛，等.H型鋼矯直壓下撓度的理論解析及壓下過程數值模擬[J].機械設計與制造，2007（3）.

作者簡介

王若然（1979-），男，碩士學歷，機械工程專業。endprint

摘 要 通過對大型型鋼矯直機壓下量的計算，研究分析大型型鋼矯直方案及壓下規程。運用大變形矯直方案與小變形矯直方案的分析對比，得出了小變形矯直方案具有矯直軋件時消耗能量小以及作用軋件的總變形曲率較小的優點；大變形矯直方案具有使用較少的矯直輥卻可達到較好矯直效果的特點。綜合兩種矯直方案的優點，制定出最佳的矯直規程。

關鍵詞 型鋼矯直機；壓下量；矯直規程；變形方案

中圖分類號：TG333 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0116-01

型鋼作為一種生產使用高效的經濟材料，因為其具有截面力學性能好、截面的幾何形狀分布合理、產品質量好以及生產效率較高等優點而被廣泛應用于造船和港口建設、地下支護工程、橋梁建設、高層建筑、工業建筑、工業鋼結構件、地下鐵路礦山巷道建設等行業中，成為了生產建設中大力推廣使用的新型環保節能綠色材料。為了滿足生產建設的需要，型材必須達到一定的平直狀態，以滿足各行各業對其生產質量的需求，這就要求型材內部的縱向纖維或縱向截面以及橫向纖維或橫向截面變得平直，實現這一功能的工藝過程被稱為型鋼矯直。

本文通過對針對H型鋼400×300～600×300、工字鋼40#～63#、槽鋼32#～40#、角鋼20#～25#等大型型鋼進行分析，研究矯直質量的高低與矯直機各個輥子壓下量之間所存在的關系。根據型材的原始狀態情況、不同的產品規格以及材料屬性的不同來制定相應的壓下規程，以使得矯直輥的壓下量能夠與節距達到理想配合效果，從而提高產品的矯直質量。

根據定義的輥子壓下量的表達關系式Δi=A0-Ai，研究確定矯直機的矯直方案及壓下規程。

下面將通過相對曲率C來進行簡化計算，即用各曲率比值彈復曲率極限值進行表示：

C0=相對原始曲率

Cp—相對彎曲曲率 Cr—相對彈復曲率

Cγ—相對殘余曲率 其中，

1 小變形矯直方案分析

所謂小變形矯直方案就是矯直機輥系的每個矯直輥的壓下量都能夠單獨進行調整的一種矯直方案。選擇各個單獨矯直輥的反彎曲率的原則是能夠達到消除在前一矯直輥上產生的最大殘余曲率并最終實現矯直的目的。小變形矯直法的壓彎量須采用計算方法來確定，其每次采用的壓彎量為最小允許值，其消除殘留曲率差的過程是緩慢的。型材矯直時壓彎量計算若以小變形矯直方案實施，操作相對容易，最終計算的數值比較精確，但是對于如何確定和調整壓彎量就比較困難。原因是各個矯直輥間的剛度存在差別，同時輥系的剛度也存在互相干擾現象，而且調整相對困難，調定不準確就會出現矯直效果不良的情形，此外小變形矯直方案對于矯直側彎和扭曲型材時存在矯直效果不良現象。此種矯直方案具有矯直軋件時消耗能量小以及作用軋件的總變形曲率較小的優點。

采用此種變形矯直方案矯直過程中，軋件的彈塑性彎矩為：

M=

由于

因此

當Zs>時

從上述表達式中得出，塑性深度Zs值影響著彈塑性彎矩值的大小，而彎曲曲率的大小決定著Zs值，根據矯直軋件纖維的相對變形量ε得出：

彈復曲率表示為： 為使原始曲率

由上述各式推導出一次矯直時的相對彎曲曲率方程為：

2 大變形矯直方案分析

所謂大變形矯直方案就是通過前幾個矯直輥對被矯型材進行幾次強烈的反彎作用以消除軋件原始曲率的不均勻性使得軋件內部形成單值曲率，這樣即可依據矯直單值曲率的方法進行矯直。大變形矯直方案具有使用較少的矯直輥卻可達到較好矯直效果的特點，大變形矯直方案也不可以將軋件的彎曲變形過多地增大，過多增大彎曲變形會使軋件的內部殘余應力增大的同時還會增加矯直機的能耗，對最終的產品使用壽命和產品的矯直質量產生不利的影響。

3 變形方案的壓下規程分析

通過前文表述的關于小變形矯直方案和大變形矯直方案的系統分析，根據大變形壓下規程和小變形壓下規程的不同，計算得出表1小變形方案下的結果和表2大變形方案下的結果。

4 結論

通過上面兩表得出的數據并結合矯直理論分析得出，大變形矯直方案相較于小變形矯直方案具有明顯的矯直效果優勢，但是大變形矯直方案在矯直過程中前六根矯直輥的矯直力和彎矩都顯著大于小變形矯直方案的相應矯直輥的參數，故在綜合耗能方面也會大于小變形矯直方案。而且大型型鋼軋件的生產是采用大壓下量軋制而成的，無法預先確定軋件固有的原始曲率，因此選用大變形矯直方案進行輥系的優化矯直比較理想。

參考文獻

[1]周慧鋒.大型型鋼矯直機的矯直過程模擬及工藝參數優化[D].燕山大學工學，2010.

[2]桂萬榮.軋鋼車間機械設備[M].北京：冶金工業出版社，1980：191-192.

[3]陸巖.用于大型型鋼的也巨型矯直機[J].MBM，2000（4）.

[4]賁宏艷.H型鋼定輥距矯直的工藝方案及壓下規程[J].燕山大學學報，2000（4）.

[5]賁宏艷.H型鋼變輥距矯直的研究[J].燕山大學學報，2000，23（4）：370-372.

[6]王會剛，等.H型鋼矯直壓下撓度的理論解析及壓下過程數值模擬[J].機械設計與制造，2007（3）.

作者簡介

王若然（1979-），男，碩士學歷，機械工程專業。endprint

摘 要 通過對大型型鋼矯直機壓下量的計算，研究分析大型型鋼矯直方案及壓下規程。運用大變形矯直方案與小變形矯直方案的分析對比，得出了小變形矯直方案具有矯直軋件時消耗能量小以及作用軋件的總變形曲率較小的優點；大變形矯直方案具有使用較少的矯直輥卻可達到較好矯直效果的特點。綜合兩種矯直方案的優點，制定出最佳的矯直規程。

關鍵詞 型鋼矯直機；壓下量；矯直規程；變形方案

中圖分類號：TG333 文獻標識碼：A 文章編號：1671-7597（2014）08-0116-01

型鋼作為一種生產使用高效的經濟材料，因為其具有截面力學性能好、截面的幾何形狀分布合理、產品質量好以及生產效率較高等優點而被廣泛應用于造船和港口建設、地下支護工程、橋梁建設、高層建筑、工業建筑、工業鋼結構件、地下鐵路礦山巷道建設等行業中，成為了生產建設中大力推廣使用的新型環保節能綠色材料。為了滿足生產建設的需要，型材必須達到一定的平直狀態，以滿足各行各業對其生產質量的需求，這就要求型材內部的縱向纖維或縱向截面以及橫向纖維或橫向截面變得平直，實現這一功能的工藝過程被稱為型鋼矯直。

本文通過對針對H型鋼400×300～600×300、工字鋼40#～63#、槽鋼32#～40#、角鋼20#～25#等大型型鋼進行分析，研究矯直質量的高低與矯直機各個輥子壓下量之間所存在的關系。根據型材的原始狀態情況、不同的產品規格以及材料屬性的不同來制定相應的壓下規程，以使得矯直輥的壓下量能夠與節距達到理想配合效果，從而提高產品的矯直質量。

根據定義的輥子壓下量的表達關系式Δi=A0-Ai，研究確定矯直機的矯直方案及壓下規程。

下面將通過相對曲率C來進行簡化計算，即用各曲率比值彈復曲率極限值進行表示：

C0=相對原始曲率

Cp—相對彎曲曲率 Cr—相對彈復曲率

Cγ—相對殘余曲率 其中，

1 小變形矯直方案分析

所謂小變形矯直方案就是矯直機輥系的每個矯直輥的壓下量都能夠單獨進行調整的一種矯直方案。選擇各個單獨矯直輥的反彎曲率的原則是能夠達到消除在前一矯直輥上產生的最大殘余曲率并最終實現矯直的目的。小變形矯直法的壓彎量須采用計算方法來確定，其每次采用的壓彎量為最小允許值，其消除殘留曲率差的過程是緩慢的。型材矯直時壓彎量計算若以小變形矯直方案實施，操作相對容易，最終計算的數值比較精確，但是對于如何確定和調整壓彎量就比較困難。原因是各個矯直輥間的剛度存在差別，同時輥系的剛度也存在互相干擾現象，而且調整相對困難，調定不準確就會出現矯直效果不良的情形，此外小變形矯直方案對于矯直側彎和扭曲型材時存在矯直效果不良現象。此種矯直方案具有矯直軋件時消耗能量小以及作用軋件的總變形曲率較小的優點。

采用此種變形矯直方案矯直過程中，軋件的彈塑性彎矩為：

M=

由于

因此

當Zs>時

從上述表達式中得出，塑性深度Zs值影響著彈塑性彎矩值的大小，而彎曲曲率的大小決定著Zs值，根據矯直軋件纖維的相對變形量ε得出：

彈復曲率表示為： 為使原始曲率

由上述各式推導出一次矯直時的相對彎曲曲率方程為：

2 大變形矯直方案分析

所謂大變形矯直方案就是通過前幾個矯直輥對被矯型材進行幾次強烈的反彎作用以消除軋件原始曲率的不均勻性使得軋件內部形成單值曲率，這樣即可依據矯直單值曲率的方法進行矯直。大變形矯直方案具有使用較少的矯直輥卻可達到較好矯直效果的特點，大變形矯直方案也不可以將軋件的彎曲變形過多地增大，過多增大彎曲變形會使軋件的內部殘余應力增大的同時還會增加矯直機的能耗，對最終的產品使用壽命和產品的矯直質量產生不利的影響。

3 變形方案的壓下規程分析

通過前文表述的關于小變形矯直方案和大變形矯直方案的系統分析，根據大變形壓下規程和小變形壓下規程的不同，計算得出表1小變形方案下的結果和表2大變形方案下的結果。

4 結論

通過上面兩表得出的數據并結合矯直理論分析得出，大變形矯直方案相較于小變形矯直方案具有明顯的矯直效果優勢，但是大變形矯直方案在矯直過程中前六根矯直輥的矯直力和彎矩都顯著大于小變形矯直方案的相應矯直輥的參數，故在綜合耗能方面也會大于小變形矯直方案。而且大型型鋼軋件的生產是采用大壓下量軋制而成的，無法預先確定軋件固有的原始曲率，因此選用大變形矯直方案進行輥系的優化矯直比較理想。

參考文獻

[1]周慧鋒.大型型鋼矯直機的矯直過程模擬及工藝參數優化[D].燕山大學工學，2010.

[2]桂萬榮.軋鋼車間機械設備[M].北京：冶金工業出版社，1980：191-192.

[3]陸巖.用于大型型鋼的也巨型矯直機[J].MBM，2000（4）.

[4]賁宏艷.H型鋼定輥距矯直的工藝方案及壓下規程[J].燕山大學學報，2000（4）.

[5]賁宏艷.H型鋼變輥距矯直的研究[J].燕山大學學報，2000，23（4）：370-372.

[6]王會剛，等.H型鋼矯直壓下撓度的理論解析及壓下過程數值模擬[J].機械設計與制造，2007（3）.

作者簡介

王若然（1979-），男，碩士學歷，機械工程專業。endprint