连续拉弯矫直机矫直单元的结构型式分析

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连续拉弯矫直机出现于20世纪60年代。连续拉弯矫直机综合了辊式矫直机、拉伸矫直机的优点，能更有效地矫直带材横向和纵向的波浪弯、瓢曲、镰刀弯等缺陷，且适用于各种金属板带材，因此得到迅速发展，现广泛应用于钢带、铝带、铜带等带材的矫直生产中。作为核心的矫直单元采用什么样的结构型式十分重要。 矫直单元的结构型式分析 矫直单元用于产生永久的带材延伸以消除来料的板型缺陷。矫直单元由几组弯曲辊系和一组可调节的矫正辊系组成，弯曲辊系使带材产生弯曲变形，矫正辊系用于矫正带材通过弯曲辊系时产生的弯曲。通常把弯曲辊系和矫正辊系设计成一样，以便维护。通常把弯曲辊系和矫正辊系称为矫直辊系。 对于各种要加工带材的厚度范围，总是希望做到：弯曲辊系的工作辊直径足够小以获得最小厚度带材的足够弯曲应变，并且该直径足够大以便匹配足够大的支承辊来承受最大厚度带材产生的载荷(通常最大厚度带材下的张力最大)。 因为足够的刚度最根本的要求，所以首先确定最大厚度情况下的工作辊、支承辊的结构参数和尺寸参数以及相应的张力。将所得的辊子尺寸再分析确认是否能够在最小厚度情况下产生足够大的延伸率。如果选择最薄带材时的矫直张力接近带材的屈服张力，容易出现断带现象。一般来说，最薄带材时的矫直张力限制在带材的屈服张力的0.8以下。这种分析计算通常要反复几次，以便同一工作辊直径可以适应于客户要求的厚度范围。 最简单的弯曲辊系是二辊配置，也就是每组辊系只有一个工作辊和一个支承辊，成垂直布置。在这种情况下，辊子自身必须有足够的刚度以便挠度在允许范围内。刚度要求导致辊子直径较大，进而需要能产生较大张力、大扭矩、大功率的张力辊组。显然这种设计不科学。 现在使用较多的矫直辊系配置型式包括： 1)具有通长支承辊的三辊型； 2)具有分段支承辊的三辊型； 3)具有分段支承辊，中间辊为通长辊的六辊型。 具有通长支承辊的三辊型的矫直辊系。这种配置允许较小的工作辊，因此所需张力较二辊型时小。其通长支承辊一般加工有螺旋槽以利于减少灰尘、氧化物等渣滓。工作辊和支承辊之间的滑动可能性非常小，因为几乎没有轴承密封及润滑脂的损耗需要克服。工作辊和支承辊的使用寿命较长，并且其维护简单。这种配置的辊系为了满足高屈服极限的带材的矫直效果，往往需要大辊径的支承辊和工作辊，致使在矫直薄料时只能产生很小的弯曲应变，甚至不产生弯曲应变。通常在设计时薄料不投矫直单元，采用纯拉伸，张力辊组要能提供足够的张力。 另一种具有分段支承辊的三辊型的矫直辊系。这种配置允许较小的工作辊。支承辊的数量主要取决于轴承的寿命。这种配置存在的问题主要是支承辊及支承组件的制造精度。为了避免径向跳动误差的积累，希望支承辊部件在装配好后再进行磨削加工。固定支承辊的定位面要求一刀加工，以保证其定位精度的一致性。分段式三辊型在使用过程中带材易产生压痕，所以目前不常用。 具有分段支承辊，中间辊为通长辊的六辊型。这种配置也需要上面描述的精度。允许比三辊型小的工作辊。其通长中间辊一般加工有螺旋槽以利于减少灰尘、氧化物等渣滓。采用这种配置必须考虑有足够大的包角使带材和辊子之间产生足够的力来克服多组支承辊的密封及润滑脂产生的阻力。如果包角较小，中间辊和支承辊很容易产生打滑，造成辊面擦伤。一般三辊型的矫直辊系多用于厚带拉矫；而六辊型的矫直辊系用于薄带拉矫。 弯曲包角可调型的矫直单元，其下辊系可通过螺旋升降机上升和下降来改变其弯曲包角，从而实现弯曲包角可根据来料板形在线可调。辊系在上升和下降时仍要保持良好的水平度及辊系间的平行度，所以要求辊子的制造精度及辊系相关件的装配精度极高，维护较难。而且操作因人而异，无法保证产品质量的连续性。但其优点是较后者降低了入出口张力辊组的电机功率。 而弯曲包角不可调型的矫直单元采用固定包角、大辊距、大辊径的布置方式，该方式有如下优点： 1)极大地减小了辊系震动引起的各种问题； 2)不进行矫直头的压下调整，使操作简单，而且产品质量不会因人而异，保证产品的连续质量； 3)维护方便。 其缺点是较前者入出口张力辊组的电机功率较大。 现在拉弯矫的发展趋向是简化操作过程、维护简单、高速、辅助时间少、矫正后的板形及板面质量高。要达到这些目标，设计者必须考虑很多因素。 (图/文www.wxlgjx.cn)

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