一、轧制产品几何缺陷一、轧制产品几何缺陷在轧制生产中，由于在轧制生产中，由于轧件温度不均、轧制轧件温度不均、轧制过程中变形不均、轧过程中变形不均、轧后冷却不均及其他因后冷却不均及其他因素影响素影响，致使轧制产，致使轧制产品出现弯曲等现象，品出现弯曲等现象，都将其归结为轧制产都将其归结为轧制产品的几何缺陷：品的几何缺陷：——板材的纵横向同时出现浪弯，呈板材的纵横向同时出现浪弯，呈瓢形凸起或凹下；瓢形凸起或凹下；2）波浪弯）波浪弯————板带材纵向出现的单边或双边板带材纵向出现的单边或双边2．异型材不均匀变形．异型材不均匀变形11）弯曲）弯曲————由于冷却不均匀导致的侧向弯由于冷却不均匀导致的侧向弯曲，如钢轨等；曲，如钢轨等；22）扭曲）扭曲————同样由于冷却原因产生的纵向同样由于冷却原因产生的纵向和横向弯曲组合，如不对称型钢等；和横向弯曲组合，如不对称型钢等；二、矫直的定义二、矫直的定义在金属型材或板材的在金属型材或板材的弯曲部位施加弯曲部位施加足够大足够大的反向弯曲或拉伸变的反向弯曲或拉伸变形，使该部位产生一形，使该部位产生一定的弹塑性变形，定的弹塑性变形，当当外力去除之后，型材外力去除之后，型材经过弹性回复后达到经过弹性回复后达到平直，这一工艺过程平直，这一工艺过程就称为矫直。就称为矫直。矫直机基本型式矫直机基本型式三、矫直设备的类型三、矫直设备的类型根据矫正型材类型及对施加弯曲方式的不同，矫直根据矫正型材类型及对施加弯曲方式的不同，矫直机分为机分为::11．压力矫直机．压力矫直机11）工作原理：）工作原理：型材安放于活动压头和两固定支点型材安放于活动压头和两固定支点之间，利用一次反弯的办法来进行矫正；之间，利用一次反弯的办法来进行矫正；22）特点：）特点：设备结构相对比较简单，效率低，只能矫正简单设备结构相对比较简单，效率低，只能矫正简单弯曲，大多数都用在大型型材补充矫直。弯曲，大多数都用在大型型材补充矫直。22．辊式矫直机．辊式矫直机11）工作原理：）工作原理：型材通过上下两排轴线平行、排列型材通过上下两排轴线平行、排列相互交错矫正辊，经过多次反复弯曲得到矫正；相互交错矫正辊，经过多次反复弯曲得到矫正；22）特点：）特点：设备结构较复杂，连续工作，生产效率设备结构较复杂，连续工作，生产效率高，大多数都用在板材和型材矫直。高，大多数都用在板材和型材矫直。型材辊式矫直机结构图型材辊式矫直机结构图辊式矫直示意图辊式矫直示意图33．管棒材矫直机．管棒材矫直机11）工作原理：）工作原理：圆柱形圆柱形管棒材边前进边旋转，管棒材边前进边旋转，通过上下两排具有特殊通过上下两排具有特殊形状、轴线相互交叉矫形状、轴线相互交叉矫正辊，获得与其轴线对正辊，获得与其轴线）特点：）特点：矫正辊多采矫正辊多采用悬臂式布置，调整和用悬臂式布置，调整和维修方便，连续工作，维修方便，连续工作，生产效率高，矫正质量生产效率高，矫正质量10四、拉伸矫直机（张力矫直机）四、拉伸矫直机（张力矫直机）对轧件施加外拉力，使其平直而达到矫直目的，对轧件施加外拉力，使其平直而达到矫直目的，分为：分为：（（11）钳式拉伸矫直机）钳式拉伸矫直机用于单件矫直型材或薄板，生产效率低，轧用于单件矫直型材或薄板，生产效率低，轧件损失大；件损失大；（（22）辊式拉伸矫直机）辊式拉伸矫直机用于连续矫直薄板带，生产效率高，轧件损用于连续矫直薄板带，生产效率高，轧件损五、拉伸弯曲矫直机五、拉伸弯曲矫直机拉伸矫直与辊式矫直联合作用的矫直方法。拉伸矫直与辊式矫直联合作用的矫直方法。11拉伸弯曲矫直机拉伸矫直机12第二节第二节矫直原理矫直原理一、压力矫直概念一、压力矫直概念矫直过程，实质上是矫直过程，实质上是轧件轧件在外负荷弯曲力矩作用下在外负荷弯曲力矩作用下产生的弯曲变形过程。产生的弯曲变形过程。当轧件矫直弯曲变形时，当轧件矫直弯曲变形时，在轧件中同时存在着弹性在轧件中同时存在着弹性变形和塑性变形。变形和塑性变形。在外负荷弯曲力矩作用下在外负荷弯曲力矩作用下弹塑性弯曲变形阶段和除弹塑性弯曲变形阶段和除去外负荷弹性回复阶段。去外负荷弹性回复阶段。13二、压力矫直基础原理二、压力矫直基础原理1．原始曲率．原始曲率————轧件初始曲轧件初始曲1/r00表示，表示，表示轧表示轧件弯曲凸度向上或者向下；件弯曲凸度向上或者向下；22．反弯曲率．反弯曲率————为使轧件平为使轧件平直而施加的与原始曲率相直而施加的与原始曲率相反的曲率，用反的曲率，用1/ρ1/ρ表示；表示；33．总变形曲率．总变形曲率————原始曲率原始曲率与反弯曲率之和轧件；与反弯曲率之和轧件；44．弹复曲率．弹复曲率————反弯曲率与反弯曲率与残余曲率之差。残余曲率之差。轧件矫直准则：反弯曲率等于弹复曲率14三、轧件反弯阶段的变形形态三、轧件反弯阶段的变形形态轧件在反弯阶段弹塑性弯曲变形分为：轧件在反弯阶段弹塑性弯曲变形分为：（11）弹性弯曲局限状态；（）弹性弯曲局限状态；（22）弹塑性弯曲状态；）弹塑性弯曲状态；（33）纯塑性弯曲状态。）纯塑性弯曲状态。15四、压力矫正过程的应力与应变分析四、压力矫正过程的应力与应变分析1．金属矫正过程中应力分布假设：．金属矫正过程中应力分布假设：（11）矫正时对金属施加的外力矩等于其内力矩；）矫正时对金属施加的外力矩等于其内力矩；（22）轧件任意断面在弯曲前后都为平面；）轧件任意断面在弯曲前后都为平面；（（33）横截面内变形大小与到中性层距离成正比；）横截面内变形大小与到中性层距离成正比；（（44）轧件为理想弹塑性体，塑性变形区内应力为金）轧件为理想弹塑性体，塑性变形区内应力为金属屈服属屈服σσss；；弯曲矫正时横截面上弹塑性应力分布图弯曲矫正时横截面上弹塑性应力分布图16第三节第三节辊式轿直机的矫正原理辊式轿直机的矫正原理由于金属原始弯曲曲率大小和方向是不同，由于金属原始弯曲曲率大小和方向是不同，辊式矫直机的辊式矫直机的每个矫直辊都使金属产生弯曲每个矫直辊都使金属产生弯曲变形，金属经过多次反复弯曲变形，金属经过多次反复弯曲以消除曲率的以消除曲率的不均匀，从而使弯曲曲率从大逐渐变小而使不均匀，从而使弯曲曲率从大逐渐变小而使17一、轧件在辊式矫正机矫正过程与矫正工艺一、轧件在辊式矫正机矫正过程与矫正工艺11、、辊式矫正机的矫正过程辊式矫正机的矫正过程轧件在交错排列的矫正辊之间经过多次反复轧件在交错排列的矫正辊之间经过多次反复反向弯曲，使轧件曲率的不均匀度逐渐减小，反向弯曲，使轧件曲率的不均匀度逐渐减小，进而矫正。进而矫正。根据轧件的厚薄不同，矫正机的辊数也不根据轧件的厚薄不同，矫正机的辊数也不同，从55辊到辊到2929辊都有。 辊都有。根据每个辊子使轧件 根据每个辊子使轧件 产生的变形程度和最终消除曲率的方法的不 产生的变形程度和最终消除曲率的方法的不 同，可有多种矫正方案 同，可有多种矫正方案。。工艺上常用的小变 工艺上常用的小变 形方案和大变形方案。 形方案和大变形方案。 18 小变形矫直方案小变形矫直方案 矫直原则： 矫直原则： 每个辊子的压下量可以单独调整，只消除前一个辊 每个辊子的压下量可以单独调整，只消除前一个辊 子产生的（或留下的）最大残余曲率，经多次反弯 子产生的（或留下的）最大残余曲率，经多次反弯 后，残余曲率逐渐减小，轧件趋于平直。 后，残余曲率逐渐减小，轧件趋于平直。 19 20图表示采用小变形方案 时轧件的曲率变化图。 小变形方案优、缺点： 优点：总变形曲率小， 所需矫正能量小。 缺点：一般而言，原始 曲率C r0 是未知的。难于 确定矫正辊的压下量。 21 基础原理：基础原理： 在前几个辊采用比小变形方案大得多的压下在前几个辊采用比小变形方案大得多的压下 量，使轧件一开始就得到足够大的弯曲，迅 量，使轧件一开始就得到足够大的弯曲，迅 速缩小残余曲率的变化范围，使具有不一样曲 速缩小残余曲率的变化范围，使具有不一样曲 率的轧件，经过几次剧烈的反弯（大变形） 率的轧件，经过几次剧烈的反弯（大变形） 以后，原有的原始曲率的不均匀度被消除， 以后，原有的原始曲率的不均匀度被消除， 形成单值残余曲率，再予以矫平。 形成单值残余曲率，再予以矫平。 该方案的矫正辊数比较少，矫正质量较高。该方案的矫正辊数比较少，矫正质量较高。 但对轧件的变形程度不应过份加大，以减小 但对轧件的变形程度不应过份加大，以减小 轧件内部的残余应力。 轧件内部的残余应力。 22 作用在辊式矫正机 上的矫正力 其本假设：将轧 件看作受许多集中 载荷的连续梁，集 中载荷即矫正辊对 轧件的压力。如图 所示。 23 辊式轿直机基本信息参数 辊式轿直机基本信息参数 11．辊距 ．辊距tt 辊距tt对矫正质量有重要影响。金属之所有能被矫直，对矫正质量有重要影响。金属之所有能被矫直， 必须使其受到相当大的弹塑性反弯变形。变形与 必须使其受到相当大的弹塑性反弯变形。变形与 金属的强度、几何尺寸有关，能够获得最小和最 金属的强度、几何尺寸有关，能够获得最小和最 大允许辊距： 大允许辊距： σσss————金属屈服极限； 金属屈服极限； hh—— ——被矫板材厚度 被矫板材厚度mm mm；； EE—— ——矫直辊弹性模量。 矫直辊弹性模量。 上述辊距 上述辊距tt是根据理论分析得出，具体选用时，还要参考现 是根据理论分析得出，具体选用时，还要参考现 有的矫直机系列标准来确定。 有的矫直机系列标准来确定。 2422．辊径 ．辊径DD 矫直辊辊径取决其强度，根据已确定的辊距确定。 矫直辊辊径取决其强度，根据已确定的辊距确定。 33．辊数 ．辊数nn 增加辊子数目就是增加金属的反弯次数，辊数的增 增加辊子数目就是增加金属的反弯次数，辊数的增 加有利于提高矫正质量，确定辊数的原则应当在保 加有利于提高矫正质量，确定辊数的原则应当在保 证矫正质量的前提下，使辊子数目尽量少。 证矫正质量的前提下，使辊子数目尽量少。 44．辊身长度 ．辊身长度LL 55．轿直速度 ．轿直速度vv 矫直速度主要是依据生产率来确定，还要考虑到被矫 矫直速度主要是依据生产率来确定，还要考虑到被矫 产品的种类。 产品的种类。 mm 2511．板材矫直机 ．板材矫直机 （11）基本构成：电机、减速器、联接轴、矫直辊、送）基本构成：电机、减速器、联接轴、矫直辊、送 料辊、机架。 料辊、机架。 （（22）特点：由于矫直辊细而长， ）特点：由于矫直辊细而长， 故一般都带支承辊；都采用闭式 故一般都带支承辊；都采用闭式 机架。 机架。 26 22．型钢矫直机 ．型钢矫直机 特点：矫直辊由辊轴和带孔型的辊套 特点：矫直辊由辊轴和带孔型的辊套 组成，上排矫直辊都不带压下。 组成，上排矫直辊都不带压下。 （（11）悬臂式（开式）矫直机 ）悬臂式（开式）矫直机 换辊方便，调整灵活；矫直辊轴承 换辊方便，调整灵活；矫直辊轴承 受力不均。 受力不均。 27 （22）闭式矫直机）闭式矫直机 矫直辊套位于轴承之 矫直辊套位于轴承之 间，刚度好，承载 间，刚度好，承载 能力大，适合矫直 能力大，适合矫直 大型型材；但操作 大型型材；但操作 和换辊不方便。 和换辊不方便。 28 33．斜辊矫直机 ．斜辊矫直机 平行辊型钢矫直机只能矫直垂直于辊轴的纵向 平行辊型钢矫直机只能矫直垂直于辊轴的纵向 弯曲，对于螺旋弯曲（麻花状）和不规整圆， 弯曲，对于螺旋弯曲（麻花状）和不规整圆，

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