導(dǎo)語：拉伸彎曲矯直機研究論文一文來源于網(wǎng)友上傳，不代表本站觀點，若需要原創(chuàng)文章可咨詢客服老師，歡迎參考。

1拉矯機原理

2.1輥式矯直的原理

板材在輥式矯直機上矯直時，板材是在矯直輥的壓力作用下發(fā)生純彎曲彈塑性變形，其中性層即零應(yīng)力軸線仍然是矩形截面的幾何軸線。

2.2張力矯直的原理

帶材在連續(xù)張力機上矯直時，在張力輥的張力作用下，橫截面產(chǎn)生均勻的拉伸應(yīng)力，而獲得均勻的塑性伸長。

2.3拉伸彎曲矯直的原理

連續(xù)拉伸彎曲矯直機綜合了連續(xù)張力矯直機與輥式矯直機的特點，其是在張力輥的拉伸和彎曲輥連續(xù)交替反復(fù)彎曲的聯(lián)合作用下使帶材產(chǎn)生塑性延伸而獲得矯直的工藝過程。矯直過程是使處于張力作用下的帶材，經(jīng)過彎曲輥劇烈彎曲時，帶材由于彎曲應(yīng)力和拉伸應(yīng)力的聯(lián)合作用產(chǎn)生彈塑性延伸變形，從而使三元形狀缺陷得以消除，隨后再經(jīng)矯直輥將殘余曲率矯平。

彎曲輥的作用使得帶鋼單面受到塑性延伸變形，并且造成整個橫截面上的應(yīng)力不均，根據(jù)這種變形原理，帶張力的帶鋼至少要通過兩個彎曲輥，進行整個板面均勻的延伸，再經(jīng)過一個矯直輥，對殘余應(yīng)力進行重新分布均衡。為了適應(yīng)不同厚度帶鋼的矯直需要，要設(shè)置兩組彎曲-矯直輥。

3拉矯機的結(jié)構(gòu)

拉矯機由張力輥組與拉伸彎曲機座組成，據(jù)不同的工藝要求和現(xiàn)場條件，這兩組有多種形式。

3.1拉伸彎曲機座

拉彎矯直機座使帶材產(chǎn)生拉伸彎曲變形，由彎曲輥單元與矯直輥單元組成，彎曲輥由兩個或多個小直徑的彎曲輥，它使帶材在張力作用下，經(jīng)過劇烈的反復(fù)彎曲變形，導(dǎo)致帶材產(chǎn)生塑性延伸，以達到工藝要求的延伸率。

彎曲輥機座的結(jié)構(gòu)，要據(jù)工藝要求進行合理確定結(jié)構(gòu)形式，工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)滿足工藝要求使用性能，應(yīng)用方便合理，設(shè)備制造工藝能達到設(shè)備要求性能。

3.1.1彎曲輥單元

彎曲輥的作用：彎曲輥用做產(chǎn)生彎曲應(yīng)力并在拉伸應(yīng)力的聯(lián)合作用下產(chǎn)生彈塑性延伸，實現(xiàn)鋼帶的塑性延伸，因為彎曲輥的彎曲應(yīng)力在帶鋼的橫截面上呈方向性，在單側(cè)實現(xiàn)的塑性延伸，為達到兩側(cè)的變形均勻，必須采用方向相反的兩個彎曲輥，彎曲輥用以實現(xiàn)帶鋼的塑性延伸，消除帶材的三元缺陷。

彎曲輥的型式很多，根據(jù)需要選擇各種彎曲輥結(jié)構(gòu)組成形式，以達到校正不同種類帶鋼的目的。

3.1.1.1彎曲輥結(jié)構(gòu)

彎曲輥組成類型：多支撐輥系型、V型浮動輥型、Y型浮動輥型等結(jié)構(gòu)形式組成，一般的根據(jù)帶鋼的厚度進行結(jié)構(gòu)形式的選擇，矯直一般薄帶鋼時選用多支撐輥系型，并根據(jù)校平帶鋼厚度范圍要求，選擇單彎或雙彎結(jié)構(gòu)。矯平高強度帶材或極薄帶材時，選用V型浮動輥型或Y型浮動輥型的結(jié)構(gòu)形式，對于AKC鋼經(jīng)過二次冷軋后在冷硬狀態(tài)下進行矯直，σb≥560MPa，σs≥530MPa，對于因瓦合金則屈服極限更高，選用浮動輥型。

彎曲輥的布置形式：多排彎曲輥形式，

多排彎曲輥形式彎曲輥直徑較大，通常用于矯直屈服極限較低的帶材，如σs＝300～350MPa。根據(jù)帶材要求厚度范圍，選用單彎或雙彎成對布置形式，

彎曲輥的調(diào)整結(jié)構(gòu)：彎曲輥調(diào)整壓下深度，以調(diào)整彎曲輥上的包角，實現(xiàn)延伸率的控制。

彎曲輥的調(diào)整結(jié)構(gòu)的結(jié)構(gòu)形式、工作原理、功能實現(xiàn)、性能特點要適應(yīng)于工藝要求，能便利實現(xiàn)工藝性能，達到功能實現(xiàn)保證質(zhì)量需要。

彎曲輥機座的自動傾斜控制，整個機座可傾斜±10°。以此改變帶鋼的出口角度，實現(xiàn)拉伸量調(diào)節(jié)并消除橫向彎曲。

出口順導(dǎo)輥

順導(dǎo)輥直徑大約為Φ200mm

3.1.1.2彎曲輥工藝技術(shù)參數(shù)

彎曲輥直徑：彎曲輥直徑，與帶材厚度及帶材的屈伏限有關(guān)，采用小直徑彎曲輥時，不僅矯正效果好，而且還能相應(yīng)的減小帶材單位張力。但輥子直徑過小，將使輥子轉(zhuǎn)速增加，輥子磨損加大而降低使用壽命；相應(yīng)的剛性減小，降低矯正質(zhì)量，應(yīng)有提高剛性的措施。

資料表明：a型式彎曲輥推薦彎曲輥最小直徑為30mm，帶材厚度增加時輥子直徑相應(yīng)增加。浮動輥形式多用于矯正極薄的高強度帶材，因帶材的彎曲半徑和輥子半徑相近，減小輥子直徑對矯正質(zhì)量影響很大，其直徑最小可達6～20mm,帶材越薄，材料屈服極限越高，則輥徑應(yīng)該越小。屈服極限對彎曲輥直徑選擇的影響：材料屈服極限越高，則輥徑應(yīng)越小。

3.1.2矯直輥單元

矯直輥的作用：矯直輥用以完成彎曲校正帶材上的殘余應(yīng)力，使應(yīng)力分布均勻，改善帶材上的應(yīng)力分布結(jié)構(gòu)，在帶材橫截面上平衡對稱（沿縱向及橫向）。

矯直輥由一個或幾個矯直輥組成，用以將劇烈彎曲后的帶材矯平。

矯直輥的形式有多種，有的采用大輥矯直，有的主張采用小輥矯直，有的布置為輥式矯直機的方式，有的布置為彎曲輥方式等，根據(jù)現(xiàn)有的研究表明：歐美多采用大輥方式，而德國希望為小輥模式，在這些理論研究中國內(nèi)接觸很少，對矯直輥的作用機理還沒有深入的了解和認識。最終板形的質(zhì)量影響是看矯直的效果，即是最終在鋼板上的應(yīng)力分布。

矯直輥將彎曲輥劇烈彎曲矯直的帶材上的殘余應(yīng)力在張力拉伸和小包角的聯(lián)合作用下消除。矯直輥上的包角較小在整個帶材斷面上有相同的延伸，以便將帶材上的微小殘余應(yīng)力消除保證帶材具有高度的平直度。

矯直輥系有相應(yīng)的順導(dǎo)輥、矯直輥組、出口導(dǎo)向輥等。

3.2張力輥組

張力輥組一般由入口和出口呈S形分布的張力輥組成，作用是使帶材產(chǎn)生一定的張力，后張力輥組的線速度高于前張力輥組，帶鋼的張力是由線速度差產(chǎn)生的。入口張力輥的作用是提高入口段張力，使帶鋼達到拉伸所需的拉伸力；出口張力輥的作用是使帶鋼張力降低到輸出值。

張力輥的數(shù)目及布置形式?jīng)Q定于帶材拉彎所需的最大拉伸力和工藝現(xiàn)場條件。

3.2.1張力輥的直徑

確定張力輥直徑的原則是帶材在張力輥上應(yīng)保持彈性變形，主要據(jù)不同帶厚條件進行相應(yīng)的計算確定。

張力輥直徑計算公式為D=hE/σs

h－帶材厚度，

E－帶材彈性模量，

σs－帶材屈伏限。

此公式計算出張力輥直徑往往過大，實際選定張力輥直徑時允許帶材在輥子有少量的彈塑性彎曲變形，一般輥徑在500～1500mm范圍內(nèi)，據(jù)帶材不同厚度合理選用。

3.2.2張力輥的數(shù)量

張力輥的數(shù)量主要取決于矯直帶材時所需的張力值，張力輥依靠輥面與帶材的摩擦力傳遞張力，所傳遞的張力值與輥面摩擦系數(shù)及帶材對張力輥的包角有關(guān)。

張力計算公式有T2=T1efα

f－帶材與輥面的摩擦系數(shù)，

α－帶材在輥上包角總和，α為弧度值，取實際包角，

e－自然對數(shù)的底e＝2.718。

實際使用的是由于金屬彈性變形實際包角α′小于理論包角α，理論包角乘以0.8～0.9換算成實際包角α′。一般理論計算包角α為450°時，實際包角α′為（0.8～0.9）α＝360～405°，則弧度值á＝6.283～7.06858。對于鋼輥子與帶鋼的摩擦系數(shù)f取0.15～0.18，對于包膠輥f取0.18～0.28，當(dāng)表面橡膠磨光后，摩擦系數(shù)f應(yīng)比原有數(shù)值降低50％左右。

經(jīng)驗選取摩擦系數(shù)的取值，進行擴大系數(shù)的計算。

摩擦張力輥的張力由入口張力和出口張力組成，張力是由帶鋼與輥子間的摩擦力形成的，出入口之間的張力關(guān)系為張力擴大系數(shù)efα′,從上式看張力差只與摩擦系數(shù)f、實際包角α′有關(guān)，但是擴大系數(shù)的實現(xiàn)要靠張力輥電機提供出相應(yīng)的傳動力矩，傳動力矩過小實現(xiàn)不了這個擴大系數(shù)，傳動力矩過大則產(chǎn)生打滑現(xiàn)象。張力輥外端的小張力由此張力輥系統(tǒng)外的張力設(shè)備提供；必須由此外加張力實現(xiàn)在張力輥上的壓應(yīng)力來產(chǎn)生摩擦力，這個外張力增大張力輥提供的張力也相應(yīng)增大，此外壓應(yīng)力應(yīng)在運行時保持穩(wěn)定。

電動機的力矩M=2T2(efα′-1)/D(電動機狀態(tài)T1>T2)張力輥擴大張力為T2(efα′-1)，電動機的功率計算為：

N=Mn/(9550η)

M－張力輥上傳動力矩,N·m；

n－張力輥的轉(zhuǎn)速r/min；

η－張力輥上的傳動效率（包括電機效率），取η＝0.8。

3.2.3張力輥的布置形式

張力輥的布置形式有多種，工藝要求使得工藝設(shè)備選型不一，則工藝設(shè)備布置位置也不一致，工藝設(shè)備結(jié)構(gòu)及張力輥的布置形式也會不一樣。一般有兩輥式和四輥式。

4.拉矯機在實際中的應(yīng)用

1700mm拉伸彎曲矯直機組為例。

4.1拉矯機的參數(shù)

4.1.1拉矯機基本工藝參數(shù)

工藝速度：Max220m/min；穿帶速度：30m/min；機組設(shè)計延伸率：Max.3％；開卷張力：20kN；

卷取張力：40kN；拉矯段張力：≤210kN；

機組長度：40m；機組標(biāo)高：900mm；機組產(chǎn)量：30萬噸/年；

矯直鋼帶規(guī)格：0.15－1.5mm×800－1580mm。

4.1.2延伸率工藝控制要求

延伸率控制對拉伸彎曲矯直機矯正板形有很大影響，帶材延伸率的變化范圍一般在0.5％～3％。通常的帶材材質(zhì)為普通碳鋼，延伸率一般選取在0.8％～1.5％范圍內(nèi)。

4.2應(yīng)用效果和存在的問題

拉矯機組未投產(chǎn)之前，曾經(jīng)因為帶材存在浪形、瓢曲等缺陷而造成產(chǎn)品質(zhì)量降級，影響正常銷售。

拉矯機投入使用之后，通過設(shè)定合理的延伸率和彎曲輥的壓下量及出入口張力，帶材的邊浪和中間浪得到了明顯矯直平整?，F(xiàn)以0.6×1150mmSPCC鋼帶為例，對拉矯機的使用效果做一說明。

生產(chǎn)0.6×1150mmSPCC鋼帶，設(shè)定延伸率為0.5%，第一彎曲輥壓下深度為6.5mm，第二彎曲輥壓下深度為4.5mm，矯直輥的壓下深度為3.2mm和2.5mm，入口張力設(shè)定為28.5kN，出口張力設(shè)定為40.5kN。生產(chǎn)中根據(jù)出口帶材的平直度對矯直機的壓下量進行微調(diào)整，使帶材的平直度達到最佳。使用拉矯機前后帶材的平直度對比情況如圖1所示：

由圖1可以看出，使用拉矯機之后，帶材的平直度得到了明顯改善，浪形由原來的15I降低到4I。

對較薄規(guī)格的帶材，拉矯機的使用效果會更加明顯。但是，拉矯機對于退火料的拉伸矯直，板形的平直度雖然得到改善，但板形表面易出現(xiàn)拉矯紋，在延伸率大于0.5％時拉矯紋會更加明顯。因此，拉矯機對于普碳鋼冷硬板的生產(chǎn)，會有很好的拉伸矯直效果。但對于退火帶材的平整矯直，還要放在平整機之后進行。

5結(jié)束語

為適應(yīng)帶材精度越來越高的需要，拉矯機的應(yīng)用也越來越廣泛。人們對于拉矯機的工作原理、設(shè)備性能也越來越熟悉。熟練的工藝操作，可保證拉矯的作業(yè)率及產(chǎn)品質(zhì)量。但是退火帶材易出現(xiàn)拉矯紋，且延伸率越大，拉矯紋越厲害。平整后的帶材不易產(chǎn)生拉矯紋。所以拉矯工藝放在帶材平整之后，一般不能采用拉矯代替平整。

【摘要】拉伸彎曲矯直機是近展起來的一種新型矯直設(shè)備，它綜合了輥式矯直機和拉伸矯直機的優(yōu)點。拉伸彎曲矯直機由矯直機工作機座、彎曲輥組、矯直輥組、張力輥組等結(jié)構(gòu)組成。它能消除帶材的瓢曲、邊緣浪形和鐮刀彎等三元形狀缺陷?，F(xiàn)場安裝使用拉矯機之后，帶材的平直度由原來的15I提高到4I，板形質(zhì)量得到了明顯改善。

【關(guān)鍵詞】拉拉伸彎曲矯直機張力延伸率