關(guān)于板材輥式矯直機(jī)輥數(shù)的分析研究

馬菽聰

(中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司， 重慶 401122)

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關(guān)于板材輥式矯直機(jī)輥數(shù)的分析研究

馬菽聰

(中冶賽迪工程技術(shù)股份有限公司， 重慶 401122)

從理論計(jì)算的角度，給出了大變形、小變形矯直方案輥數(shù)確定流程圖，并以5輥和7輥為例，從矯后殘余曲率、達(dá)到的最大塑性變形率、矯后鋼板厚度方向的殘余應(yīng)力、矯直力、功率等多方面深入分析輥數(shù)多少的區(qū)別，為板材輥式矯直機(jī)輥數(shù)選取時(shí)提供依據(jù)。

矯直機(jī)；輥數(shù)；曲率；塑性變形率

0 前言

板材在軋制生產(chǎn)的過程中，會(huì)因?yàn)橥饬ψ饔谩囟茸兓仍虬l(fā)生彎曲、扭曲變形，造成板材平直度上的缺陷。矯直機(jī)就是解決這一問題的專用設(shè)備，其結(jié)構(gòu)參數(shù)和力能參數(shù)是設(shè)計(jì)和使用矯直機(jī)的主要依據(jù)，參數(shù)的合理與否，直接影響矯直機(jī)的使用性能。輥數(shù)少了達(dá)不到預(yù)期的矯直效果，輥數(shù)多了則會(huì)使一次投入成本、使用維護(hù)成本增加，造成浪費(fèi)，所以有必要確定板材矯直的最佳輥數(shù)[1-3]。本文以5輥和7輥矯直機(jī)的對(duì)比計(jì)算為例，詳細(xì)說明輥數(shù)多少的區(qū)別，為輥數(shù)最佳選取時(shí)提供依據(jù)。

1 輥數(shù)的確定

傳統(tǒng)的大變形、小變形矯直方案確定輥數(shù)的方法是以殘余曲率為目標(biāo)，板材經(jīng)過幾次反彎后，當(dāng)殘余曲率控制在允許范圍內(nèi)時(shí)停止增加輥數(shù)。大變形、小變形矯直機(jī)方案確定輥數(shù)的流程如圖1和圖2所示。

從理論計(jì)算的角度來看，7輥輥系完全可以滿足高精度矯直需求，且輥數(shù)超過7之后，對(duì)提高矯直精度的效果減慢。但實(shí)際使用中若要得到高精度的板形要求，常見到9輥及以上的矯直機(jī)，其原因之一為小變形壓下值易算而不易調(diào)，算的很準(zhǔn)而調(diào)整卻較難，尤其在機(jī)架剛度較低的情況下，調(diào)準(zhǔn)之后工作時(shí)各輥互相影響，便會(huì)失去準(zhǔn)確性。原因之二為材質(zhì)不勻及尺寸公差會(huì)造成理論值與實(shí)際值之間有差距。原因之三為側(cè)彎及扭曲對(duì)矯直效果有影響。為此常用增加輥數(shù)的辦法來彌補(bǔ)上述的不足[4-15]。

圖1 大變形確定輥數(shù)流程圖

圖2 小變形確定輥數(shù)流程圖

圖中，CWi為第i輥的反彎曲率比；C0i為第i輥的原始曲率比；Cci為第i輥的殘余曲率比；[a,b]為原始曲率比范圍；[c,d]為第三輥的殘余曲率比范圍，也是第四輥的原始曲率比范圍；

2 5輥和7輥的比較

單純從理論計(jì)算的角度，不考慮設(shè)備本身剛度、來料尺寸誤差及特殊板形等情況的影響，以5輥和7輥為例，在來料板材參數(shù)和除輥數(shù)外輥系其他結(jié)構(gòu)參數(shù)相同的情況下，分別計(jì)算了多組數(shù)據(jù)(即不同板材規(guī)格、不同輥系大小)，從矯后殘余曲率(即矯后平直度)、達(dá)到的最大塑性變形率、矯后鋼板厚度方向的殘余應(yīng)力、矯直力、功率進(jìn)行計(jì)算對(duì)比，發(fā)現(xiàn)規(guī)律一致，鑒于篇幅限制，本文只舉出兩組計(jì)算數(shù)據(jù)示例。計(jì)算前提見表1來料板材參數(shù)和表2設(shè)備參數(shù)，具體計(jì)算結(jié)果如表3和表4所示。

表1 來料板材參數(shù)

表2 設(shè)備參數(shù)

表3 第一組數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果

表4 第二組數(shù)據(jù)計(jì)算結(jié)果

3 結(jié)論

(1)對(duì)相同規(guī)格的帶材，只要壓下量設(shè)定的合適，5輥矯直機(jī)和7輥矯直機(jī)均能達(dá)到矯后平直度的目標(biāo)值；

(2)達(dá)到相同最大塑性比的情況下，5輥矯直機(jī)各輥壓下量大于7輥矯直機(jī)的；

(3)壓下量相同時(shí)，7輥矯直機(jī)比5輥矯直機(jī)產(chǎn)生的最大塑性比大；

(4)達(dá)到相同最大塑性比的情況下，矯后厚度方向的殘余應(yīng)力值7輥矯直機(jī)比5輥矯直機(jī)下降約17%；

(5)達(dá)到相同最大塑性比的情況下，7輥矯直機(jī)比5輥矯直機(jī)所需矯直力和功率提高約63%。

以上結(jié)論能夠?yàn)槌C直機(jī)輥數(shù)選擇時(shí)提供判斷依據(jù)，在綜合各項(xiàng)指標(biāo)后確定既經(jīng)濟(jì)又合理的輥數(shù)。

[1] 胡國棟, 趙炳利. 板材輥式矯直機(jī)輥數(shù)研究[J]. 佳木斯工學(xué)院學(xué)報(bào), 1994, 12(01): 37-41.

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Analysis and research on the roller number of plate leveler

MA Shu-cong

(CISDI Engineering Co.,Ltd.,Chongqing 401122, China)

From the theoretical perspective, the calculation flow charts of roller number are given for the large and small deformation straightening scheme. Take 5 rolls and 7 rolls for example, this paper has analyzed the differences of roller number from five aspects, including the residual curvature, the maximum plastic deformation rate, the residual stress on the direction of plate thickness, straightening force and power, which paves the basis for plate roller number selection.

straightener;roller number; curvature; plastic deformation rate

2017-01-18；

2017-02-16

馬菽聰(1982-)，女，漢族，河北石家莊人，工程師，主要從事冶金設(shè)備設(shè)計(jì)和開發(fā)工作。

TG333

A

1001-196X(2017)04-0075-03