拉伸弯曲矫直机在热镀锌机组中应用浅析

发布者：admin  点击：4955

在连续热镀锌生产线中，冷轧板经过退火炉加热以及后面冷却的工艺处理，由于受到温度不均、变形不均、冷却情况等诸多因素的影响，板带材往往出现波浪弯和瓢曲等缺陷。随着国内家电产品、汽车制造业对镀锌板表面平直度和机械性能的要求越来越高，拉伸弯曲矫直机在热镀锌机组中起到越来越重要的作用。 过去采用大直径多辊式矫直机，它是由上下两排交错排列的矫直辊组成，板带经过时在辊子压力下进行多次反复弯曲，将大的瓢曲或波浪变成了无数个小的波浪，降低了波峰的高度，使板带相对变得平直。这种矫直机矫直厚板带时具有较好效果，但对于热镀锌板或其他薄板材，就不能矫得很平。也有采用两个张紧辊组对板材进行纯拉伸矫直的设备，这样不仅消耗大量的能量，而且在极大张力下拉伸容易发生断带事故。近十年来出现的拉伸弯曲矫直机，在连续生产线上获得了广泛应用，它是将弯曲矫直和纯拉伸矫直结合起来进行矫直的一种新设备，矫直时前后张力辊给板带施加很大的张力，通过1—2组弯曲辊和矫直辊，使板带在拉伸应力和弯曲应力的作用下发生变形。 1.拉伸弯曲矫直机使板材弯曲变形的原理 板材经过拉伸弯曲矫直机，在弯曲辊施加矫正力的作用下弯曲变形时，中性层以上的各层纵向纤维产生拉伸变形，中性层以下的各层纵向纤维产生压缩变形。矫正时，板材产生弹塑性变形，板材断面各纤维层的曲率自中性层向外逐次变化，应力等于屈服极限的弹性极限纤维层的曲率和变形率分别称为弹性极限曲率和弹性极限变形率。从中性层到弹性纤维层为弹性变形区，超过此极限纤维层则为塑性变形区。 2.板材延伸率对机械性能的影响 家电产品、汽车制造业使用镀锌板时，要求板材平面各向的机械性能接近，这样对成型加工有好处。经过拉伸弯曲矫直的板带，具有较大的延伸率，材料的纵向和横向上的各种强度几乎接近，其抗实效性能也有所增强。板带延伸率的大小取决于拉伸应力和弯曲应力的大小，当其他条件不变时，板带的延伸率与拉伸应力(即板带张力)成直线关系。张力愈大，延伸率也愈大。 弯曲应力的大小与板带的厚度、弯曲辊的半径、理论包角的大小因素有关。当板带厚度确定，弯曲应力大小不变时，弯曲应力主要与弯曲辊的压力深度有关系，因为压力深度愈大，理论包角则愈大，板带受到的弯曲应力也愈大。 在实际生产中可以采用不同的方式来达到所要求的板带延伸率。例如，当需要达到1%以下的延伸率时，可采取弯曲辊压下深度较小，而加大板带张力的方法；也可以采取增加弯曲辊压下深度，保持较小板带张力的方法。 弯曲矫直辊的结构特点在冷轧热镀锌机组中，拉伸弯曲矫直机均大多采用两弯两矫型式。为了使板带达到2%的延伸率，弯曲矫直辊采用工作辊小直径(辊径30mm—40mm)，组合中间辊、支承辊的六辊高刚性结构，板材在张力作用下，小辊径更容易剧烈的反复弯曲变形、更容易将剧烈弯曲后的板材矫平。采用小直径弯曲矫直辊，不仅矫正效果好，而且还能相应地减少板材张应力。但辊子直径过小，将使辊子转速增加，加快辊子磨损，降低使用寿命。在辊身很长时，也难于辊子的加工精度。根据有关试验和国外提供的数值，弯曲矫直辊的直径不宜小于30mm。 在近年来发展的拉伸弯曲矫直机中，为了增加镀锌板面和辊子之间的润滑以及减少锌粉污染，采用了湿喷雾拉矫的方式，使表面镀锌层更加均匀。但湿式拉矫状态较容易使辊子锈蚀，如果采用不锈钢辊子结构，其辊子表面硬度难以达到HS85以上，耐磨性差。目前除了较软材质矫直采用不锈钢外，一般都采用合金锻钢表面镀铬处理，以延长辊系使用寿命。 3.张力辊组的驱动形式 目前热镀锌机组拉伸弯曲矫直机张力辊的传动方式主要有两种：带差动机构的电动机集中驱动；每个张力辊由一个交流电动机单独驱动。带差动机构的电动机集中驱动的方式，是通过一组齿轮箱差动机构，将入口和出口张力辊组闭环连接，整个系统由一台主电机驱动，辊组间的转速差(延伸率)由辅助电动机驱动差动机构补偿。它的优点是能在机组启动、制动的情况下，延伸率恒定。但是这种方式只能使两组张力辊之间产生差动，而不能使各辊组的辊子之间有速度差。为了避免板带在张力辊上打滑，必须在各个张力辊之间也存在速度差，这样实际上入口和出口张力辊组每个辊子的直径有微小差别，根据板材在入口张力辊组中各辊间的弹性拉伸变形率和出口张力辊组中各辊间的弹复率，设计入口张力辊辊径逐渐增大和出口张力辊辊径逐渐减小的数值。在拉伸弯曲矫直机工作一段时间后，张力辊的磨损给重新修磨校正带来一定困难。每个张力辊由一个交流电动机单独驱动的方式，机械设备比较简单，设备维修量小，但电气系统复杂，过去由于控制精度较低，板材的延伸率恒定往往很难。近年来随着电气系统控制水平的提高，板材的延伸率的控制精度已逐步达到了工艺要求。(图/文www.wxlgjx.cn)

上一页：拉伸弯曲矫直机的结构原理及其发展 下一页：对传统拉拔机的旋压一拉拔联合成型的改造分析