專利名稱：一種15輥復合矯直機的制作方法
技術領域：
本發明屬于金屬板帶矯直的技術領域，具體是一種15輥復合矯直機。
背景技術：
金屬板帶矯直目的是獲得高平直度的成品。15輥復合矯直機是一種矯直規格較寬、設備結構復雜、性價比高的板帶矯直機。復合矯直機最大的技術問題為其大小輥系的結構及配合參數的設計，如設計不合理會出現薄規格產品矯直質量較差，厚規格產品矯直工藝實現困難，壓下精度不高等問題。
發明內容
本發明針對現有技術中存在的15輥復合矯直機大小輥系的結構及配合參數的設計不合理會出現薄規格產品矯直質量較差，厚規格產品矯直工藝實現困難，壓下精度不高等問題，提供了一種15輥復合矯直機。
本發明是通過下列方案實現的15輥復合矯直機，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為產品的最小矯直厚度和最大矯直厚度。
本發明所述的輥系參數確定過程如下小輥系主要用于矯直薄規格板材，其相鄰輥輥心距離t1主要取決于薄規格板材所要達到的矯直質量，由于本矯直機適用于上輥系整體傾斜調整的矯直方案，所以小輥系必須能產生的較大彎曲曲率，這個曲率是最小厚度板材的彈復極限曲率的5倍，即
d1≤ρt/5=2·hmin·E5·σs]]>式中ρt彈復極限曲率；hmin為最小厚度規格；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，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。
大輥系的參數確定主要決定于矯直厚鋼板時輥系的強度和厚規格板材所要達到矯直質量。矯直輥系強度取決于矯直輥輥頸的扭轉強度，即0.2·dj3·[τ]≥μ1·d2·P/2其中dj為矯直輥輥頸直徑；[τ]為材料許可應力；μ1為摩擦系數；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，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格鋼板時的過渡，所以d3＝(0.4～0.6)×(d1+d2)，t4＝t2，t3＝(t1+t2)/2，本發明在矯直中薄板時的主要考慮其矯直質量，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。
本發明所述的小輥系下部裝有斜楔升降機構。在矯直產品厚度≤20mm的中薄規格板材時，使小輥系和大輥系都參與矯直即15輥矯直；在矯直產品厚度≥20mm的厚規格板材時，使小輥系的下輥系通過斜楔升降機構落下，大輥系參與矯直過程即7輥矯直。斜楔升降機構的結構是本領域特別是機械領域的技術人員非常容易實現的。
本發明所述的其特征在于中間過渡輥的垂直位置調整機構，具體結構為中間過渡輥上方設置液壓調整裝置，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整，避免了在生產中板材碰撞輥系，造成輥系損壞及板材出現缺陷。如圖5所示。生產時，當板材未到過渡輥時，液壓缸卸壓，過渡輥及其支承輥在彈簧作用下，抬起；當板材經過后，液壓缸打壓，過渡輥及支承輥隨柱塞桿壓下到設定位置。
本發明所述的15輥矯直機的主體結構，如圖1、2所示，包括機架、立柱、液壓預緊螺栓、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化結合體。其中采用機架、立柱、液壓預緊螺栓、下箱體、下橫梁、上橫梁的組合設計可以增加機架整體結構的剛度，剛度可大于1m/40000KN，減少彈跳，增加壓下精度，從而提高產品質量。并且在15輥復合矯直機中受力不同于普通矯直機，其機架整體受力不均，這種優化結構可有效地避免不均受力帶來的不利因素。一般整體焊接結構，系統剛度較低，不能適應這種15輥復合矯直機的受力情況。快速換輥裝置，包括機內兩個導軌、四個液壓缸和機外的支架、鏈條結構、電機、減速器等，可以把上輥系下輥系整體拉出，實現方便、快速地換輥，這種型式結構簡單，使用方便。結構采用四點液壓平衡，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輥復合矯直機的兩點結構平衡性能好。結構采用四重輥系系統及較多的支撐輥，比現有的增加了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，同時支承輥配有調整裝置，調整裝置采用斜楔結構，可以調整支承輥的位置，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。為了配合輥系設計、實現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，簡化平衡等結構，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，節約投資。
本發明與現有相比具有以下優點及效果合理及優化的輥系結構及配合參數，并采用特定的整體結構及生產工藝，提高了產品的質量，增加了輥系的使用壽命，優化了機械結構，節約投資，便于維護。
圖1為15輥矯直機結構示意圖；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整機構示意圖；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，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
結合附圖對本發明的實施方式進行進一步描述，本實施例是用來說明本發明的，而不是對本發明做任何限制。
以本發明為基礎的矯直機已完成整體設計，其輥系參數設定為d1＝230mm，t1＝250mm，d2＝340mm，t2＝400mm，d3＝280mm，t3＝325mm，t4＝400mm。
矯直產品的厚度范圍為6-40mm，矯直的強度范圍為σs≤600Mpa，矯直的寬度范圍1500-3000mm。當產品厚度≤20mm，應用15輥進行矯直，當產品厚度≥20mm，應用7輥進行矯直。
權利要求
1.一種15輥復合矯直機，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為產品的最小矯直厚度和最大矯直厚度。
2.根據權利要求1所述的15輥復合矯直機，其特征在于小輥系(24)下部裝有斜楔升降機構(18)。
3.根據權利要求1所述的15輥復合矯直機，其特征在于中間過渡輥(9)的垂直位置調整機構，具體結構為中間過渡輥上方設置液壓調整裝置，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
本發明屬于金屬板帶矯直的技術領域，具體是一種15輥復合矯直機，解決了現有技術中存在的15輥復合矯直機大小輥系的結構及配合參數的設計不合理會出現薄規格產品矯直質量較差，厚規格產品矯直工藝實現困難，壓下精度不高等問題。本發明所述的15輥復合矯直機包括大輥系、小輥系、中間過渡輥，對大小輥系的結構及配合系數進行優化處理，并且小輥系下部裝有斜楔升降機構，中間過渡輥的垂直位置設調整機構。本發明合理及優化的輥系結構及配合參數，并采用特定的整體結構及生產工藝，提高了產品的質量，增加了輥系的使用壽命，優化了機械結構，節約投資，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 優先權日2006年3月2日
發明者黃慶學, 王效崗, 李玉貴, 孫斌煜 申請人:太原科技大學