輥式型鋼矯直機(jī)的機(jī)械結(jié)構(gòu)論文
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1設(shè)計(jì)中具體參數(shù)的確定
1.1輥徑參數(shù)的確定
通過機(jī)械結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)和數(shù)值分析計(jì)算得出，輥?zhàn)拥目箯潖?qiáng)度和剛度隨著輥徑的變化而變化，根據(jù)實(shí)際工藝經(jīng)驗(yàn)，輥距與輥徑成正比，其關(guān)系為D=Kd(其中D為輥直徑，K為比例系數(shù)，一般取0.75~0.9，d為輥距)。
1.2輥距參數(shù)的確定
在實(shí)際工程中，輥距參數(shù)的選擇過大，會造成矯直的鋼件的變形不夠，造成矯直質(zhì)量差，并且也不利于機(jī)器的入料。輥距參數(shù)的選擇過小，會直接增加矯直力，使設(shè)備容易磨損，同時(shí)也容易對工件引起局部應(yīng)力集中，壓潰工件。所以在實(shí)際的工程和工藝中，要即保證滿足矯直質(zhì)量，又不損壞工件的情況下，合理選擇輥距參數(shù)。
1.3矯直質(zhì)量工藝
矯直要使得型鋼彎曲到其材料對應(yīng)的最大彈復(fù)曲率，為保證材料的最大彎曲，應(yīng)按照圖1式子計(jì)算。其中，h為軋件高度，單位mm；R為矯直輥半徑，單位mm。P是材料的彎曲半徑。
1.4最小輥距確定
最小輥距通過接觸應(yīng)力條件或接軸扭轉(zhuǎn)強(qiáng)度確定，選取二者的較大者作為最小輥距。憑借實(shí)際經(jīng)驗(yàn)，在所有工件中，圓鋼的高度最低，工字鋼最高，一般依據(jù)圓鋼確定最大輥距，工字鋼尺寸確定最小輥距,就能很好的適應(yīng)加工工藝。最大輥距由矯直質(zhì)量或滿足最小上料條件確定，選取二者的較小值作為最大輥距。
1.5矯直輥強(qiáng)度的設(shè)計(jì)
矯直輥的自身的強(qiáng)度一般都遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于工件的強(qiáng)度，所以一般情況下只考慮彎曲強(qiáng)度，彎曲強(qiáng)度不足的時(shí)候，可以增加相應(yīng)的支撐，以多個點(diǎn)來吸收壓力。
1.6輥數(shù)的確定
一般參照具體的企業(yè)生產(chǎn)能力和工藝的需求，對小型鋼件一般7到11根，大型鋼件取7根左右
1.7矯直速度的確定
鋼件的矯直速度一般取決于生產(chǎn)任務(wù)的選擇，一般在0．8-2m/s的范圍內(nèi)，小型鋼件的矯直速度最高，經(jīng)濟(jì)效率最好。
1.8輥材料的選擇
工作輥直接與型鋼接觸，并相互擠壓，為了盡量減少輥?zhàn)拥哪p，保證矯直機(jī)可以長期穩(wěn)定的工作，長期工作在擠壓的惡劣工況下，就要求輥?zhàn)颖砻嬉凶銐虻挠捕龋砻嬉休^高的加工精度，有很好的抗彎抗扭曲強(qiáng)度。按照當(dāng)前的工藝，若工作輥徑D<60mm，采用60CrMoV材料；當(dāng)D=60～120mm時(shí)，采用90CrVMo材料；當(dāng)D>200mm時(shí)，采用9Cr材料。
2軟件上位機(jī)界面監(jiān)控和計(jì)算
型鋼結(jié)構(gòu)參數(shù)計(jì)算軟件的操作界面如圖2所示，此軟件只要輸入鋼件材料的規(guī)格，就可以直接得到型鋼矯直機(jī)的結(jié)構(gòu)參數(shù)。例如輸入以下參數(shù)，輥距為1200mm,輥數(shù)為7根，型鋼圓鋼150mm.工字鋼190x500mm，矯直速度0．8～2．5m/s軟件計(jì)算結(jié)果：該矯直機(jī)輥間距離是1200mm,共有7根矯直輥，鋼件矯直加工速度是0．80-2．5m/s。從最終軟件計(jì)算結(jié)果看，該軟件計(jì)算準(zhǔn)確，操作方便。以實(shí)際生產(chǎn)中的型鋼矯直機(jī)為軟件設(shè)計(jì)基礎(chǔ)，按照軋鋼機(jī)械設(shè)計(jì)的要求，充分考慮了實(shí)際生產(chǎn)過程中的工藝，為現(xiàn)代的輥式型鋼矯直機(jī)的設(shè)計(jì)提供了較為便捷的方法。
3結(jié)束語
從上述的例子可以看出：軟件的理論計(jì)算的輥數(shù)與輥間距離能很好地滿足型鋼的加工需求。盡管軟件里最大的矯直加工速度是2.5m/s,但是在實(shí)際的生產(chǎn)過程中，矯直速度可以根據(jù)生產(chǎn)用料的快慢，適當(dāng)修改，以滿足生產(chǎn)的為準(zhǔn)。矯直中要充分考慮鋼件材料的收縮，彈性復(fù)原，軟件理論計(jì)算為指導(dǎo)，工藝上保證型鋼的充分的彈塑性彎曲，充分發(fā)揮設(shè)備能力，節(jié)能降噪。通過以上的理論分析，數(shù)學(xué)模型的建立與仿真，文章以上提出的矯直計(jì)算理論依據(jù)，基本上滿足了日益更新的鋼件矯直工藝，與以往老式經(jīng)驗(yàn)工藝上所得的數(shù)據(jù)比較接近，具備一定的實(shí)際應(yīng)用價(jià)值，為常用鋼件的矯直工藝的可參照的依據(jù)，對設(shè)計(jì)和開發(fā)鋼件矯直機(jī)的廠家有指導(dǎo)意義。
作者：孫維陽 王孝海 單位：北方重工集團(tuán)有限公司壓延設(shè)備分公司