拉伸弯曲矫直机的结构原理及其发展

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拉伸弯曲矫直机应用于精整机组中，对簿带材进行矫直。目前，国外已经开发生产出多种机型，并已广泛应用。我国尚在研制开发阶段，需加速发展独立成套。 1.拉弯矫直机及其发展 由于冷轧带钢中存在较大的残余应力，使得板面产生波浪和翘曲，不能满足用户的使用要求，需要对其进行矫直。板带材的矫直设备主要有以下三种形式：辊式矫直机、拉伸矫直机和拉弯矫直机。辊式矫直机对中厚板矫直效果良好，而对于薄带材则效果较差；拉伸矫直机依靠夹紧装置或张力辊组产生拉伸变形，使带材产生一定的塑性变形而达到矫直的目的  但由于张力较大，会降低带材的机械性能。基于以上原因便产生了拉弯矫直机，它综合了拉伸矫直机和辊式矫直机的优点，用较小的张力使带材产生较大的塑性变形，达到矫直带材的目的。这种设备对于薄带材矫直效果非常好，便于成卷作业，在薄带材矫直中逐渐取代了其它两种形式的矫直机。 早期的拉弯矫直机只是拉伸矫直机和辊式矫直机的简单组合，矫直效果并不显著。后来出现了拉弯矫直机，这种矫直机既减少了矫直辊的数量，又达到了较好的矫直精度。经过不断的开发研究，近年来又出现了多重拉弯矫直机，使用两组以上的矫直辊组，并且增加了支撑辊的数目，提高了矫直辊的抗弯刚度和强度，这样就可以矫直高强度的薄带材。 拉弯矫直机的设计制造方法，在国外已较为成熟，而国内只作过小型样机及理论探讨，还未达到在生产中应用的程度。设计拉弯矫直机的难点是矫直理论相当复杂，张力辊组的速度和张力控制也较复杂。 2.拉弯矫直机的结构和原理 拉伸弯曲矫直机由张力辊组和矫直辊组两部分组成。张力辊组包括入口张力辊组和出口张力辊组，张力辊组共同产生张力，使带材产生一定的变形，该变形为弹性变形。带材进入矫直辊组后，在张力辊和矫直辊的联合作用下，使带材产生塑性变形，并形成一定的延伸率。根据有关资料介绍，当带钢的总延伸率达到1%—2%时，就可以矫平板形较差的带材；同时矫直辊组中的调整辊，用来补偿由于张力和矫直辊组共同带来的不均匀变形。以上分析表明，设计拉弯矫直机，首先应计算出矫直辊直径和矫直带材所需的张力，使它们在联合作用下产生足够的延伸率；再根据以上的数据设计出张力辊组，并确定各张力辊的速度和功率。 针对生产特点，对适用于普碳钢薄带材的拉弯矫直机进行理论分析和结构设计，并对张力辊组的速度进行控制，设计出适宜的拉伸弯曲矫直机。 矫直部分的理论 矫直辊组的各参数和矫直张力，只有满足一定的条件，才能矫直给定范围内的带材。根据国内外有关资料及国内引进的拉弯矫直机的布置形式，讨论带材在一定张力的作用下，绕过矫直辊时产生的弯曲半径、张力增量、总延伸率及各参数间的相互关系。 带钢弯曲时的能量变化：当带材在矫直辊上转向超过一定限度时，将出现弹塑性变形，这样带材就被弯曲；所需的变形功将消耗一部分张力，因此需要出口侧张力大于入口侧张力。张力损耗主要有以下三部分组成：弹塑性弯曲功—带材外层出现屈服时的变形功；塑性过延伸功—带材塑性变形部分的变形功；弹性回弹功一回弹后的变形功。 由于弹性弯曲功在总能量中要释放掉，而弹性回弹功较小，因此在计算时只考虑塑性过延伸功，塑性过延伸功的消耗使带材产生延伸率。 3.总结 因为拉矫过程涉及拉弯、弹复、反弯、张力矫直等方面，其变形关系十分复杂，通过对拉伸弯曲矫直机的原理和设计方法进行分析，其结果对拉矫机结构的设计及其工艺的制定将起到参考作用。(图/文www.wxlgjx.cn)

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