專利名稱：一種15輥復(fù)合矯直機的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于金屬板帶矯直的技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種15輥復(fù)合矯直機。
背景技術(shù)：
金屬板帶矯直目的是獲得高平直度的成品。15輥復(fù)合矯直機是一種矯直規(guī)格較寬、設(shè)備結(jié)構(gòu)復(fù)雜、性價比高的板帶矯直機。復(fù)合矯直機最大的技術(shù)問題為其大小輥系的結(jié)構(gòu)及配合參數(shù)的設(shè)計，如設(shè)計不合理會出現(xiàn)薄規(guī)格產(chǎn)品矯直質(zhì)量較差，厚規(guī)格產(chǎn)品矯直工藝實現(xiàn)困難，壓下精度不高等問題。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明針對現(xiàn)有技術(shù)中存在的15輥復(fù)合矯直機大小輥系的結(jié)構(gòu)及配合參數(shù)的設(shè)計不合理會出現(xiàn)薄規(guī)格產(chǎn)品矯直質(zhì)量較差，厚規(guī)格產(chǎn)品矯直工藝實現(xiàn)困難，壓下精度不高等問題，提供了一種15輥復(fù)合矯直機。
本發(fā)明是通過下列方案實現(xiàn)的15輥復(fù)合矯直機，包括大輥系、小輥系、中間過渡輥，小輥系相鄰輥輥心距離t1＝(40～80)hmin，大輥系相鄰輥輥心距離t2＝(50～110)hmax，小輥系輥徑d1＝(0.85～0.95)t1，大輥系輥徑d2＝(0.8～0.95)t2，中間過渡輥輥徑d3＝(0.4～0.6)×(d1+d2)，小輥系輥8和大輥系輥10的輥心距離t4＝t2，小輥系輥8和中間過渡輥輥心距離t3＝(t1+t2)/2，其中hmin、hmax為產(chǎn)品的最小矯直厚度和最大矯直厚度。
本發(fā)明所述的輥系參數(shù)確定過程如下小輥系主要用于矯直薄規(guī)格板材，其相鄰輥輥心距離t1主要取決于薄規(guī)格板材所要達到的矯直質(zhì)量，由于本矯直機適用于上輥系整體傾斜調(diào)整的矯直方案，所以小輥系必須能產(chǎn)生的較大彎曲曲率，這個曲率是最小厚度板材的彈復(fù)極限曲率的5倍，即
d1≤ρt/5=2·hmin·E5·σs]]>式中ρt彈復(fù)極限曲率；hmin為最小厚度規(guī)格；E為彈性模量；σs為屈服極限。
d1＝ψ·t1，考慮到輥系的變形壓靠、防止鋼板竄入輥系、矯直輥強度等因數(shù)，取ψ＝0.85～0.95。
采用σs＝100～600N/mm2，E＝1.0×105～2.1×105N/mm2，計算得t1≈(40～80)hmin；d1≈(0.85～0.95)t1。
大輥系的參數(shù)確定主要決定于矯直厚鋼板時輥系的強度和厚規(guī)格板材所要達到矯直質(zhì)量。矯直輥系強度取決于矯直輥輥頸的扭轉(zhuǎn)強度，即0.2·dj3·[τ]≥μ1·d2·P/2其中dj為矯直輥輥頸直徑；[τ]為材料許可應(yīng)力；μ1為摩擦系數(shù)；P為單輥矯直力。
dj為0.6～0.8d2；μ1為0.1～0.2；σs＝100～600N/mm2；E＝1.0×105～2.1×105N/mm2；P≈b h2σs/t2。
d2＝ψ·t2，考慮到輥系的變形壓靠、防止鋼板竄入輥系、矯直輥強度等因數(shù)，取ψ＝0.85～0.95計算的t2≈(50～110)hmax；d2≈(0.8～0.95)t2。
d3、t3、t4是過渡輥系的尺寸，考慮輥系的布置情況及矯直薄規(guī)格鋼板時的過渡，所以d3＝(0.4～0.6)×(d1+d2)，t4＝t2，t3＝(t1+t2)/2，本發(fā)明在矯直中薄板時的主要考慮其矯直質(zhì)量，矯直厚板時主要考慮輥系的強度，同時也充分考慮到中間過渡輥在小輥系矯直時對矯直質(zhì)量的影響，和在大輥系矯直時對輥系強度的影響。為了提高板材的質(zhì)量，把小輥系的輥徑提高，從而把以小輥系為主的矯直工藝的矯直厚度范圍擴大，同時也提高了小輥系的使用壽命。
本發(fā)明所述的小輥系下部裝有斜楔升降機構(gòu)。在矯直產(chǎn)品厚度≤20mm的中薄規(guī)格板材時，使小輥系和大輥系都參與矯直即15輥矯直；在矯直產(chǎn)品厚度≥20mm的厚規(guī)格板材時，使小輥系的下輥系通過斜楔升降機構(gòu)落下，大輥系參與矯直過程即7輥矯直。斜楔升降機構(gòu)的結(jié)構(gòu)是本領(lǐng)域特別是機械領(lǐng)域的技術(shù)人員非常容易實現(xiàn)的。
本發(fā)明所述的其特征在于中間過渡輥的垂直位置調(diào)整機構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)為中間過渡輥上方設(shè)置液壓調(diào)整裝置，液壓缸及彈簧平衡裝置固定于矯直機上箱體，彈簧平衡裝置下固定軸承座。液壓柱塞、活塞缸用于過渡輥位置調(diào)整，彈簧平衡裝置用于平衡工作輥(中間過渡輥)、支承輥及軸承座的重量。這樣中間過渡輥的垂直位置可通過液壓裝置單獨調(diào)整，避免了在生產(chǎn)中板材碰撞輥系，造成輥系損壞及板材出現(xiàn)缺陷。如圖5所示。生產(chǎn)時，當(dāng)板材未到過渡輥時，液壓缸卸壓，過渡輥及其支承輥在彈簧作用下，抬起；當(dāng)板材經(jīng)過后，液壓缸打壓，過渡輥及支承輥隨柱塞桿壓下到設(shè)定位置。
本發(fā)明所述的15輥矯直機的主體結(jié)構(gòu)，如圖1、2所示，包括機架、立柱、液壓預(yù)緊螺栓、下箱體、下橫梁、電機、減速機、換輥裝置、上橫梁、中間梁、小輥系、大輥系、小輥系升降裝置等部分的優(yōu)化結(jié)合體。其中采用機架、立柱、液壓預(yù)緊螺栓、下箱體、下橫梁、上橫梁的組合設(shè)計可以增加機架整體結(jié)構(gòu)的剛度，剛度可大于1m/40000KN，減少彈跳，增加壓下精度，從而提高產(chǎn)品質(zhì)量。并且在15輥復(fù)合矯直機中受力不同于普通矯直機，其機架整體受力不均，這種優(yōu)化結(jié)構(gòu)可有效地避免不均受力帶來的不利因素。一般整體焊接結(jié)構(gòu)，系統(tǒng)剛度較低，不能適應(yīng)這種15輥復(fù)合矯直機的受力情況?？焖贀Q輥裝置，包括機內(nèi)兩個導(dǎo)軌、四個液壓缸和機外的支架、鏈條結(jié)構(gòu)、電機、減速器等，可以把上輥系下輥系整體拉出，實現(xiàn)方便、快速地?fù)Q輥，這種型式結(jié)構(gòu)簡單，使用方便。結(jié)構(gòu)采用四點液壓平衡，可以有效地平衡由于小輥系及大輥系帶來的不平衡，這樣15輥復(fù)合矯直機的兩點結(jié)構(gòu)平衡性能好。結(jié)構(gòu)采用四重輥系系統(tǒng)及較多的支撐輥，比現(xiàn)有的增加了2～3排，可增加輥系的剛度及強度，從而增大了矯直機的品種范圍，同時支承輥配有調(diào)整裝置，調(diào)整裝置采用斜楔結(jié)構(gòu)，可以調(diào)整支承輥的位置，彌補工作輥的剛性不足、磨損，使支承輥與工作輥具有更好的接觸同時具有一定的彎輥作用。為了配合輥系設(shè)計、實現(xiàn)15輥矯直機特定的工藝方案，斜楔升降裝置位置位于下輥系，如圖4所示，升降裝置在下輥系而非上輥系，增加壓下精度，簡化平衡等結(jié)構(gòu)，便于維護，同時可以降低矯直機整體機架的高度，這可降低車間高度，節(jié)約投資。
本發(fā)明與現(xiàn)有相比具有以下優(yōu)點及效果合理及優(yōu)化的輥系結(jié)構(gòu)及配合參數(shù)，并采用特定的整體結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，增加了輥系的使用壽命，優(yōu)化了機械結(jié)構(gòu)，節(jié)約投資，便于維護。


圖1為15輥矯直機結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1的左視圖；圖3為15輥矯直機輥系示意圖；圖4為斜楔升降裝置裝配位置示意圖；
圖5為中間過渡輥的垂直位置調(diào)整機構(gòu)示意圖；圖中1、2、3、4、5、6、7、8-小輥，9-中間過渡輥，10、11、12、13、14、15-大輥，16-機架，17-立柱，18-斜楔升降裝置，19-下橫梁，20-電機，21-減速器，22-中間梁，23-換輥機構(gòu)，24-小輥系，25-大輥系，26-支撐輥，27-上箱體，28-彈簧平衡裝置，29-軸承座，30-柱塞桿，31-液壓缸。
圖中t1-小輥系相鄰輥輥心距離，t2-大輥系相鄰輥輥心距離，t3-小輥8和中間過渡輥9輥心距離，t4-小輥8和大輥10輥心距離，d1-小輥系輥徑，d2-大輥系輥徑，d3-中間過渡輥輥徑。
具體實施例方式
結(jié)合附圖對本發(fā)明的實施方式進行進一步描述，本實施例是用來說明本發(fā)明的，而不是對本發(fā)明做任何限制。
以本發(fā)明為基礎(chǔ)的矯直機已完成整體設(shè)計，其輥系參數(shù)設(shè)定為d1＝230mm，t1＝250mm，d2＝340mm，t2＝400mm，d3＝280mm，t3＝325mm，t4＝400mm。
矯直產(chǎn)品的厚度范圍為6-40mm，矯直的強度范圍為σs≤600Mpa，矯直的寬度范圍1500-3000mm。當(dāng)產(chǎn)品厚度≤20mm，應(yīng)用15輥進行矯直，當(dāng)產(chǎn)品厚度≥20mm，應(yīng)用7輥進行矯直。
權(quán)利要求
1.一種15輥復(fù)合矯直機，包括大輥系(25)、小輥系(24)、中間過渡輥(9)，其特征在于小輥系(24)相鄰輥輥心距離t1＝(40～80)hmin，大輥系(25)相鄰輥輥心距離t2＝(50～110)hmax，小輥系(24)輥徑d1＝(0.85～0.95)t1，大輥系(25)輥徑d2＝(0.8～0.95)t2，中間過渡輥(9)輥徑d3＝(0.4～0.6)×(d1+d2)，小輥(8)和大輥(10)輥心距離t4＝t2，小輥(8)和中間過渡輥(9)輥心距離t3＝(t1+t2)/2，其中hmin、hmax為產(chǎn)品的最小矯直厚度和最大矯直厚度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的15輥復(fù)合矯直機，其特征在于小輥系(24)下部裝有斜楔升降機構(gòu)(18)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的15輥復(fù)合矯直機，其特征在于中間過渡輥(9)的垂直位置調(diào)整機構(gòu)，具體結(jié)構(gòu)為中間過渡輥上方設(shè)置液壓調(diào)整裝置，液壓缸(31)及彈簧平衡裝置(28)固定于矯直機上箱體(27)，彈簧平衡裝置(28)下固定軸承座(29)。
全文摘要
本發(fā)明屬于金屬板帶矯直的技術(shù)領(lǐng)域，具體是一種15輥復(fù)合矯直機，解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的15輥復(fù)合矯直機大小輥系的結(jié)構(gòu)及配合參數(shù)的設(shè)計不合理會出現(xiàn)薄規(guī)格產(chǎn)品矯直質(zhì)量較差，厚規(guī)格產(chǎn)品矯直工藝實現(xiàn)困難，壓下精度不高等問題。本發(fā)明所述的15輥復(fù)合矯直機包括大輥系、小輥系、中間過渡輥，對大小輥系的結(jié)構(gòu)及配合系數(shù)進行優(yōu)化處理，并且小輥系下部裝有斜楔升降機構(gòu)，中間過渡輥的垂直位置設(shè)調(diào)整機構(gòu)。本發(fā)明合理及優(yōu)化的輥系結(jié)構(gòu)及配合參數(shù)，并采用特定的整體結(jié)構(gòu)及生產(chǎn)工藝，提高了產(chǎn)品的質(zhì)量，增加了輥系的使用壽命，優(yōu)化了機械結(jié)構(gòu)，節(jié)約投資，便于維護。
文檔編號B21D1/00GK1814367SQ20061001246
公開日2006年8月9日 申請日期2006年3月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月2日
發(fā)明者黃慶學(xué), 王效崗, 李玉貴, 孫斌煜 申請人:太原科技大學(xué)