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辊式矫直机矫直功率试验研究

辊式矫直机矫直功率试验研究第!"卷第#期 !$$%年"月 ! ! !!!!!! !!!!!!!!!物理测试! !!!!!&’()*+),-./*0.1*20.0345)1*06 7289!"!:29# ;.(!!$$% 作者简介!刘志亮"@2885652C;5+’.0*+.8,06*055G*06!O.0)’.0N0*Y5G)*1(!M*0’P.063.2$AA$$=!L5V5*!>’*0.$ !945+’0*fP5>5015G!?.2)’.0UG20.03J1558>2T13!J’.06’.*!!@$’*0.# ;72(...

第!"卷第#期 !$$%年"月 ! ! !!!!!! !!!!!!!!!物理测试! !!!!!&’()*+),-./*0.1*20.0345)1*06 7289!"!:29# ;.(!!$$% 作者简介!刘志亮"@ 方案下矫直力&矫直功率的计算方法和试验装置及检测方法9 关键词!矫直机$功率$计算中国分类号!4K###9#!!文献标识码!I!!文章编号!@$$@B$%%%"!$$%#$#B$$@!B$# K121$0<@,-S,510!N/10%#13($(%,3%3K,&&’(0$%9@(1310 TUNF’*B8*.06!!FLI:KQ50BX’*!!QI:KO*06Bg*5 "@9>2885652C;5+’.0*+.8,06*055G*06!O.0)’.0N0*Y5G)*1(!M*0’P.063.2$AA$$=!L5V5*!>’*0.$ !945+’0*fP5>5015G!?.2)’.0UG20.03J1558>2T13!J’.06’.*!!@$<$$!>’*0.# ;72(0$<(%?.)53201’5V503*061’52G(2C58.)1*+).03W8.)1*+)!1’5+.8+P8.1*06/51’23C2G)1G.*6’150*06C2G+5.03 W2D5G!.)D588.)5-W5G*/501.835Y*+5.03/5.)PG515+’0*fP5D5G5WG5)50153*01’*)W.W5G9?56*00*06D*1’1’5G5B )5.G+’201’5/5+’.0*)/2C35C2G/.1*202C1’5)1G.*6’1505G)5+1*20!)1GP+1PG5WG*0+*W85).0335)*60C5.1PG5)2C1’5 /.+’*05D5G5)()15/.1*+.88(5-W2P03539 =1+5,0*2%)1G.*6’1505G$W2D5G$+.8+P8.1*20 !!随着技术的发展!对板材质量要求越来越高!矫直已成为不可缺少的重要工序’矫直机力能参数是合理设计和使用矫直机的依据!如何把具体矫直过程中的矫直力&弯曲力矩及传动功率与实际的矫直方案联系起来!是急需解决的技术难题!对提高板材矫直质量也有重要意义’随着计算机设定矫直机压弯量"俗称压下量#的精确化需要!初步提出一种解析方法和数值方法’并在大挠度压弯时把弹复挠度与残留挠度分开计算!在计算残留挠度时!将其作为假想外力作用所产生的等效挠度!再将此等效挠度分为弹性挠度与弹塑性挠度使用数值积分法计算! 可获得相当精确的结果’与现场经验值对比验证! 可得出切实可行的结论’ !!矫直机压弯量的计算有过一些近似的方法!在提高精确度的要求下已经失去使用价值’在国外已有计算机用压弯量数学模型的开发使用!国内也已开始这方面研究工作(@)’数学模型的精确性及其使用的简便性对矫直效率影响较大!对引进的微机控制矫直机的性能发挥有重要意义’本文为探寻简单精确广泛实用的数学模型!提出一种包括解析与数值计算!将弹复量与残留量分开!再将残留量与假想外力作用结果等效处理后所得各压弯量的综合计算法’方法是精确的!等效处理是近似的!计算结果是可用的’ @!矫直力计算 !!轧件在平行辊矫直机上矫直时!作用在辊子上的压力可根据各断面力矩平衡条件求得% !!!)@h!@2! !!!)!h!@ "!2!_2## !!!)#h!@ "2!_!2#_;=# !!!)=h!@ "2#_!2=_;"# !!!)*h!@ "2*e@_!2:_;*_@# "@# !!作用在上下辊子上的压力之和为% !!!!% ? :h# ):hE1% ?e@ ! 20e@ "!# 式中!2:为第:矫直辊处轧件所受弯矩$): 为第: 辊的矫直力’ !!上列各式表明!欲求得作用在矫直辊上的压力! 万方数据必须先确定各辊处轧件弯曲力矩值!弯矩值决定于弯曲变形量的大小"即决定于原始曲率与反弯曲率! !!矫直功率的确定 !!!!!2h2V_2[_2/ 式中"2A 为轧件弯曲变形所需力矩#2, 为克服轧件与辊子间滚动摩擦所需力矩#为 2? 为克服辊子轴承的摩擦与支承辊和工作辊问的滚动摩擦所需力矩!2A 为根据矫直时外力所做功与内力所做功相等的原则确定!摩擦损失主要包括轧件与辊子问的滚动摩擦和轴承的摩擦!摩擦损失力矩24 为$ !!!!24h2,_24h (:_(+ &B% &! % ? :h@ )* 式中"(*为轧件与辊子间滚动摩擦系数#(’ 为辊子轴承的摩擦系数#&B 为辊子轴颈直径#)*为第:辊的矫直力! !!矫直力矩在辊子上产生的矫直功应等于使轧件产生塑性变形功"由图@计算第:辊下轧件塑性变形功!设$C 为总变形功$ !!!!$Xh* @ ! $ 2:D @% &! %#& !!弯矩2 与曲率关系由弹性部分和弹塑性部分组成"图@表示弯矩与反弯曲率关系!图@中#’"’ &为弹复功"设弹复功为$ 图>!弯矩与反弯曲率关系 B%9C>!K1&$(%,371(5113713*%39#,#13($3*%3-&1<(%,3 !!$1*h @e)! #e @ *% &E ! @% &! + , - . ! _) @ ! @ * / + , 0 - .E @ *E i2D! !!塑性功等于总变形功与弹复功之差$(!) !!!!!$W*h$X*e$1* %=& !!作用在第:辊上的矫直功$ !!!!!$C:h !20* & !!假设工作辊与轧件在矫直过程中没有滑动"根据$X*h$W*"得$ !2?:h #&2E = *%@e)&( @ !e @ *D _ @#* ! D %!e*E&))* E # %@ !! e@!!E &_ @#*E e #=*E (%@e)&%@e !! #* ! E &_!)*E#‘ )!+ %"& !!矫直总扭矩$ !!!!!2:h% ?e@ :h! 20* %A& 式中"&为矫直辊直径#)为轧件强化系数! !!需要说明的是弹复功$1*按理应能全部返回系统中"不构成所需矫直功"但由于变形体的内摩擦等因素而产生的能量转换"必然消耗部分弹复功!暂不考虑弹复功和滑动摩擦对总矫直功的影响"最后将通过功率测试而在滚动摩擦功中加以折算! #!传动功率计算 !!传动功率是由矫直功率和摩察损失功率组成(#)"对于一定的轧件和辊式矫直机"不同压下方案传动功率也不同"其数值为$ !!!!F5h G%2:_22& "*&H %[Q& %%& 式中"G为轧件水平前进速度#I为传动效率#2F 为总矫直扭矩#22 为总摩擦损失扭矩# =!试验研究 J9>!工艺参数测量 !!为了研究矫直力能参数"试验矫直机技术持性如下$辊数@$"辊距@h@$$//"辊径G;0;2钢制成"其承载能力为!<]=[:"本体上采用压头直接贴片全桥测量" 共!$个压头!扭矩的测量是在万向接轴上直接贴片全桥测量"信号由滑环输出"共@$个接轴!采用测量电压和电流方法测量传动功率! !!%@&矫直力的波形分析 !矫直力的波形由#部分组成"开头部分矫直力按阶梯状递增"是矫直过程的建立阶段"中间部分矫直力趋于平稳9表示该辊所参加的矫直过程已经形成"最后一部分矫直力按阶梯递减"是矫直过程的解除阶段!轧件头部依次进 #@第#期!!!!! !!!!!!刘志亮等$辊式矫直机矫直功率试验研究! 万方数据入到第@$辊!属于咬入阶段!是建立矫直变形的过渡阶段!在此阶段中形成E次弯曲!轧件从头部离开第@$辊到尾部离开第8辊以前!属于稳定矫直阶段!这个阶段中轧件受到全部矫直辊的加工!以轧件尾部离开第@个辊子开始!到最后离开第@$辊为止!属于拖出阶段!是依次解除弯曲的过渡过程!直到轧件全部离开矫直机达到平直要求!矫直过程全部结束"从表8可知!同一品种轧件!总矫直力随总压下量加大而提高!对于不同的变形方案压下量!其各辊矫直力分配取决于压下量分配" 表>!矫直力与压下量的关系 ?$7&1>!K1&$(%,371(51132(0$%9@(13%39-,0<1$3* 0,&&%3901*)<(%,3 轧件规格 Li?#// @9"i@E" !9"i@"$ #9$i@"$ =9$i@"$ 压下 1+! @9=E $9E< $9%= $9"" 量#// 1+# @9=E $9E= $9%$ $9"! 1+= @9=E $9%# $9A" $9=< 1+" @9#$ $9%# $9A@ $9=A 1+A @9@! $9A% $9"A $9=# 1+% @9$# $9A! $9"! $9=$ 1+E $9<= $9"% $9=% $9#" 1+< $9%% $9=A $9#E $9!< 1+@$ $9A $9#" $9!< $9!! 实测矫 )@ $9

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