2800mm矯直機(jī)輥速差對板形及矯直輥的影響

高紅全

摘 要：2800mm矯直機(jī)工作輥在使用一段時間后（1-2個月），會出現(xiàn)輥面扭曲，板面出現(xiàn)橫紋現(xiàn)象。通過了解矯直四大曲率：原始曲率、反彎曲率、板形彈復(fù)曲率及矯直后的殘余曲率對板形的影響，計算矯直過程中鋼板經(jīng)過各工作輥之間的速度變化量，進(jìn)而確定工作輥之間“速度差”產(chǎn)生的“扭矩差”是對板形及矯直輥的主要因素，得出了相應(yīng)的結(jié)論。

關(guān)鍵詞：矯直機(jī);輥面扭曲;四大曲率;速度差;板面橫紋

0 引言

在平行輥板材矯直機(jī)的工作過程中，隨著矯直板材殘余曲率的減少，板材在各個矯直輥之間的運(yùn)動速度將發(fā)生變化，板材的速度逐漸增大，而矯直輥的轉(zhuǎn)速相同，則在矯直板材的過程中產(chǎn)生“轉(zhuǎn)矩差”的現(xiàn)象。即前面矯直輥的出力大，后面的矯直輥由前面的矯直輥“推著走”的現(xiàn)象。轉(zhuǎn)矩差現(xiàn)象將造成板材縮尺，板材在矯直輥面上打滑，引起噪音，從而降低了板材的矯直質(zhì)量。

為消除主傳動之間的轉(zhuǎn)矩，可采用單輥驅(qū)動代替集中驅(qū)動[1]，而中厚板板矯直機(jī)又不適合采用單輥驅(qū)動。從理論上講，通過改變各矯直輥間1：1的傳動比，使后面的矯直輥具有較高的速度，適應(yīng)板材的速度變化，可達(dá)到減少或消除轉(zhuǎn)矩差的目的。

由公式[1]：

Δv-板材與相鄰兩輥接觸處速度差;vg-各矯直輥與板材接觸處圓周線速度，即矯直速度可根據(jù)工藝要求確定;Ai-板材在第i輥處受到壓彎并形成的曲率;Ai+1-板材在第（i+1）輥處受到壓彎并形成的曲率。

本文以輥式2800矯直機(jī)9-∮285/∮285×2800為例進(jìn)行分析。九輥式矯直機(jī)共配置9個工作矯直輥，4個上排工作輥可以整體傾斜調(diào)整（如圖3所示）。這種調(diào)整方式可以使被矯板材的彎曲變形逐漸減小，符合板材矯直時的變形特點。

1、3、5、7、9為下排矯直輥，2、4、6、8為上排矯直輥

1 不考慮超前接觸的條件下計算反彎曲率半徑

如圖4所示，取矯直區(qū)內(nèi)任意三個矯直輥（如3、4、5），在△ABC中，BD=R-p，而△ABC為直角三角形。

故：

整理后得：

式中：ρ-反彎曲率半徑;R-矯直輥半徑;P-壓彎量;t-輥距。

因為上輥是整體傾斜調(diào)整，所以上輥壓彎量呈線性分布，按工藝要求取p2=11.75mm，p8=2.94mm，取下輥壓彎量為相鄰兩上輥壓彎量的平均值。則按上式計算得到各輥處的壓彎量和反彎曲率半徑列于表1所示。

2 計算殘余曲率[2-3]

通過板材矯直過程中發(fā)生彈塑性彎曲變形時的彎曲力矩轉(zhuǎn)化為彈復(fù)曲率。

則：板材的彈復(fù)曲率為：

式中：I為板材的慣性矩，對矩形斷面。

則：板材的殘余曲率：

若取r0=±120mm，h=2mm，b=500mm，并按上下輥各矯直一個方向的原始曲率考慮，則按上述方法計算的各輥處的彎曲力矩、彈復(fù)曲率半徑和殘余曲率半徑列于表2中。

3 板材的速度變化量

利用表1、表2中的計算結(jié)果，按工藝要求當(dāng)vg=0.2m/s時，可計算得到各矯直輥間板材的速度變化量（表3所示）。

由表3可以看出，當(dāng)各輥轉(zhuǎn)速相同時，在各輥間運(yùn)動的被矯板材確實存在速度差，并將由此引起“轉(zhuǎn)矩差”的產(chǎn)生。

4 結(jié)論

從理論上講，要想徹底消除“轉(zhuǎn)矩差”現(xiàn)象，須改變各輥的轉(zhuǎn)速，由于2800矯直機(jī)采用的是集中驅(qū)動，則需重新設(shè)計矯直機(jī)的分軸箱，改變其中齒輪的速比關(guān)系，使各輥驅(qū)動軸的轉(zhuǎn)速不同，才可達(dá)到目的。但這樣就會造成齒輪模數(shù)減小、齒數(shù)增大，同時齒輪的中心距加大，而使分軸箱尺寸增大和接軸長度增加，矯直機(jī)的成本大幅度增大，目前采用通過改變矯直機(jī)傾動值大小來改善輥面扭曲和鋼板橫紋問題。

參考文獻(xiàn)：

[1]崔甫.矯直原理與矯直機(jī)械[M].北京：冶金工業(yè)出版社， 2002.

[2]鄒家祥.軋鋼機(jī)械[M].北京：冶金工業(yè)出版社，1980.

[3]張景進(jìn).中厚板生產(chǎn)[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2005.