摘要
矫直机是对金属棒材、管材、线材等进行矫直的设备。轧制出的钢材常出现弧形弯曲、纵向和横向弯曲、瓢曲等缺陷,为此轧后钢材必须经过矫正。本设计方案以太重集团生产的几种矫直机为参照,结合本案设计要求,设计了九辊矫直机。本方案以弹塑性弯曲变形理论为设计依据。主要包括以下内容:矫直机类型,矫直原理,矫直机结构的确定,矫直机基本力能参数计算、力能参数计算、电动机功率计算、工作辊和支撑辊的结构设计与校核、压下机构的设计计算及校核。
关键词:矫直机;工作辊;支承辊;压下机构
Abstract
Straightening machine is a equipment, which straighten metal bar, pipe workpiece, wire and so on. After rolling, there are arch bending, vertical and horizontal bending, protuberance in steel strip. So it must be straightened. I consulted straightening machine of Tai Zhong Group, combining with the design requirements of the program, then designed the nine roller straightening machine. The project is based on the theory of elasto-plastic bending. It includes the following: the type of straightening machine, the theory of straightening machine and the structure of straightening machine, the calculation of straightening machine’s basic parameters, the structural design and the checking of the work roll and backup roll, the structural design and checking of
screwdown
Key words: Straightening machine; work roll; backup roll; screwdown
目录
摘要I
Abstract II
目录III
一、前言 1
1.1 课题研究的意义及现状 1
1.2 论文主要研究内容3
二、方案确定 4
2.1 矫直机类型 4
2.2 矫直原理 6
2.3 矫直机结构8
三、设计计算17
3.1 矫直机基本参数的确定17
3.2 辊式矫直机的力能参数确定19
展望35
参考文献36
致谢37
附件1 38
附件2 46
一、前言
1.1 课题研究的意义及现状
在板带材的轧制生产中,由于轧件温度不均,变形不均及轧后冷却不均、运输和其他因素的影响,致使轧制出来的产品常出现波浪弯和瓢曲等缺陷。为此轧后钢材必须经过矫正,以达到国家规定的质量标准,满足用户的使用要求。为此我们参照以往的矫直机设计资料,结合当前最新的矫直机设计技术设计了该型矫直机。本设计方案以实用化、坚固耐用为根本设计思想,兼顾经济性。
矫直技术属于金属加工学科的一个分支,已经广泛应用于日用金属加工业,仪器仪表制造业,汽车、船舶和飞机制造业,石油化工业,冶金工业,建筑材料业,机械装备制造业,以及精密加工制造业。矫直技术在广度和深度方面的巨大发展迫切要求矫直理论能进一步解决一些疑难问题,推动开发新技术和研制新设备。尤其在党的十六大之后,要求用信息化带动工业化,矫直技术也要跟上时代。首先要在矫直机设计、制造、矫直过程分析、矫直参数设定及矫直质量预测等方面搞好软件开发;其次要进行数字化矫直设备的研制,使矫直技术走上现代化的道路,不断丰富金属矫直学的内容。
矫直技术多用于金属条材加工的后部工序,在很大程度上决定着产成品的质量水平。矫直技术同其他金属加工技术一样在20世纪取得了长足的进展,相应的矫直理论也取得了很大的进步。不过理论滞后于实践的现象比较明显。例如矫直辊负转矩的破坏作用在20世纪下半叶才得以解决,但其破坏作用的机理直到20世纪80年代末才被阐明。另外,就矫直理论的总体来看,仍然处于粗糙阶段,首先就是其基本参数的确定还要依靠许多经验算法和经验数据,如辊数、辊距、辊径、压弯量及矫直速度等;其次是许多技术现象如螺旋弯废品、矫直缩尺、
矫直噪声、斜辊矫直特性、斜辊辊形特性、拉弯变形匹配特性等都缺乏理论阐述;再次是理论的概括性不够,一套公式不仅不能包括各种断面型材,甚至不能包括同类断面而尺寸和材质不同的工件,如弯距和矫直曲率等都缺少通用表达式。矫直技术历史悠久,但其产生时间并未有确切的时间记载。但从文物发掘中看到我国春秋战国时期宝剑的平直度可以使人想象到当时手工矫直和平整技术已经达到很高的水平。在我国古代人的生活与生产中使用的物品与工具,小自针锥、大到铁杵,都要求用矫直技术来完成成品的制造。手工矫直与平整工艺所用的设备与工具是极简单的,如平锤、砧台等。对大型工件的手工矫直常借助高温加热进行。古代人在矫直及整形的实践中认识到物质的反弹特性,确立了“矫往必须过正”的哲理,用之于矫直技术颇有一语道破天机之功。现代矫直机的快速发展是从18世纪末的欧洲产业革命开始的。到19世纪30年代,冶铁技术发展起来,钢产量迅速成倍的增长。到19世纪末期时,钢产量增加了50多倍。钢材产量占钢产量的比重也明显增加。这时已经出现了锻造机械、轧钢机械和矫直机械。进入20世纪,以电力驱动代替蒸汽动力为标志,推动了机械工业的发展。到1914年英国发明了212型五辊式矫直机,解决了钢管矫直问题,同时提高了棒材矫直速度。20世纪20年代,日本已能制造多辊矫直机。20世纪30 年代中期,发明了222型六辊式矫直机,显著提高了管材矫直质量。20世纪60年代中期,为了解决大直径管材的矫直问题,美国萨顿公司研制成功313七辊式矫直机。20世纪30到40年代国外技术发达国家的型材矫直机及板材矫直机也得到了迅速发展,而且相继进入到中国的钢铁工业及金属制品业。新中国成立前,在太原、鞍山、大冶、天津及上海等地的一些工厂里可以见到德、英、日等国家制造的矫直机。20世纪50年代,苏联的矫直机大量的进入到中国,同时,世界上随着电子技术及计算机技术
