基于中板4300矯直機參數計算的研究

孫海玲（鞍鋼教育培訓中心，遼寧 鞍山 114032）

基于中板4300矯直機參數計算的研究

孫海玲
（鞍鋼教育培訓中心，遼寧 鞍山 114032）

通過對鞍鋼中板廠中板4300矯直機的參數進行重新計算，制定出了矯直輥修復、報廢的標準，推算出現有電機功率條件下的最大矯直板厚，并對該矯直機的入口、出口壓彎量和上輥組傾斜角度等參數進行了精確計算，為矯直機的正確使用和維修維護提供了可靠的理論依據。

矯直機；最小輥徑；電機功率；壓彎量

一、概述

矯直機是對金屬型材、棒材、管材、線材等進行矯直的設備。矯直機通過矯直輥對棒材等進行擠壓使其改變直線度。一般有兩排矯直輥，數量不等。也有兩輥矯直機，依靠兩輥（中間內凹，雙曲線輥）的角度變化對不同直徑的材料進行矯直。主要類型有壓力矯直機、平行輥矯直機、斜輥矯直機、旋轉反彎矯直機等。

二、矯直機矯直原理

輥子的位置與被矯直制品運動方向成某種角度，通常有2～3個大的主動壓力輥，由電動機帶動作同方向旋轉，另一邊的若干個小輥為從動壓力輥，他們是由旋轉著的圓棒或管材摩擦驅動旋轉的。為了達到輥子對制品所要求的壓縮效果，這些小輥可以同時或分別向前、向后調整位置，一般輥子的數目越多，矯直后制品精度越高。制品被輥子咬入之后，不斷地作直線或旋轉運動，因而使制品承受各方面的壓縮、彎曲、壓扁等變形，最后達到矯直的目的。

三、矯直機參數計算

中板4300矯直機是中板廠重要設備之一，主要是用來實現在線矯直，以消除鋼板在軋制和冷卻過程中產生的不平直缺陷，使鋼板平直度符合國家標準，適應市場需求。其工作狀態直接影響中板生產及產品質量。長期以來，矯直機的矯直輥修復、報廢沒有統一標準，而現場急需這個標準使備件儲備正常運轉。故此，需要對矯直機的參數進行重新計算，然后制定解決方案。

1.輥徑

矯直輥的主要任務是使工件得到矯直所需曲率的壓彎，其次還需考慮咬入條件和強度上的需要。矯直所需壓彎曲率AW要明顯大于彈性極限曲率，其增大的倍數與工件材質和斷面有關。矯直輥半徑：

CW斷面均勻形，CW=3～4，H為板厚。

上述公式所得輥徑為最大輥徑，最小輥徑應根據接觸強度來討論。矯直壓力有可能使工件表面產生塑性變形，也可能使矯直輥表面產生疲勞剝蝕。故需用圓柱面與平面的接觸應力來限制輥徑。

即塑性彎矩與彈性極限彎矩之比。

將H=30mm，σt=350MPa代入上式，

則：Dmin=203.4，此處取220。

2.電機傳動功率

由于此矯直機為熱矯直，矯直溫度為500～750℃之間，普通碳鋼σs為300～350MPa，厚度為8～40mm，板寬2000mm，彈塑性彎矩極限值：

式中：M——作用在輥子上的總傳動力矩，kN·m；

Mb——軋件彎曲變形所需力矩，kN·m；

Mk——克服軋件與輥子之間滾動摩擦所需力矩，

kN·m；

Mm——克服滾子軸承的摩擦及支承輥與工作輥

間的滾動摩擦所需力矩，kN·m；Kn——矯正方案系數，2；

f——軋件和輥子之間的滾動摩擦系數,0.2mm；P——兩輥間距，290mm；

μ1、μ——工作輥和支承輥軸承摩擦系數，

取0.004；

d、d1——工作輥和支承輥的輥頸直徑,130mm；f1——工作輥與支承輥間的滾動摩擦系數，0.05mm；

c——壓力分配系數，0～1之間，取0.7。

經計算：

Mb=62kN·m；

Mk=12.4kN·m；

Mm=0.27kN·m；

M=74.67kN·m。

若矯直速度V=1.9m/s,η=0.85，則矯直功率

N=M2V/Dη=564kW。

此矯直機電機功率為280kW，和計算功率有一定的差距。以280kW的功率反推能矯直板厚28mm，而現場設定的安全銷電流過小，從而產生安全銷熔斷，若按280kW設定安全銷應為1272A。

3.壓彎量

根據不同規格、材質、原始曲率進行壓彎量的計算，為計算簡化，假定原始曲率比C0相同。

原始曲率比：

式中：A0——原始曲率；

At——彈性極限曲率。

按照線性遞減原則制定壓彎方案，只要把入口處的壓彎量及出口處的壓彎量確定之后，即可調整輥組的傾斜度，以入口壓彎撓度Cε≤5來確定壓彎撓度比及出口壓彎撓度δw。

上輥組的傾斜度：

矩形條材可按小變形反彎矯直所需壓彎撓度。

四、結語

通過對矯直機參數的重新計算，使現場生產對基

本參數的確定和力學參數的計算能夠更準確、更合理。并且在該參數修改后的一個周期內沒有發生過任何問題，矯直后的產品滿足質量要求，為該廠創造了良好的經濟效益。

［1］崔甫.矯直原理與矯直機械［M］.冶金工業出版社.

［2］施東成.軋鋼機械設計方法［M］.冶金工業出版社.

［3］王海文.軋鋼機械設計［M］.機械工業出版社.

TG333.2+3

B

1671-0711（2015）08-0052-02

（2015-04-13）