輥式板材矯平技術在化工機械制造準備工藝中的應用與分析

吳慶君趙崠

(淮南市石油化工機械設備有限公司技術部）（太原重工股份有限公司矯直機研究所）

輥式板材矯平技術在化工機械制造準備工藝中的應用與分析

吳慶君*趙崠

(淮南市石油化工機械設備有限公司技術部）（太原重工股份有限公司矯直機研究所）

以一臺用于化工機械制造準備工藝中鋼板校平工藝的九輥板材矯直機為例，對該矯直機進行了技術分析，包括輥系布置特性、矯直機的力學性能參數和結構。

輥式矯直機化機制造準備工藝鋼板校平

0 前言

制造化工設備所用材料的品種繁多，但主要的是鋼板。在設備制造過程中所選用的鋼板除了應滿足尺寸、材質、性能、工藝性要求外，板材還應滿足其單向彎曲的波浪度和雙向同時彎曲的飄屈度的有關規定。鋼板在運輸或存放過程中常因自重或支承不當而引起變形，如波浪形、彎曲或扭曲等。在制造設備時，這些變形不但直接影響到劃線、切割、彎卷和裝配等工序的尺寸精度，而且對所制造的設備其工作穩定性也有影響。以往的手工矯形、火焰矯形、卷板機矯形等方法不易掌握，勞動強度大，矯形效率低，矯形精度差，而專業的板材矯直機則具備高效、高精度的矯直特點。

本文以一臺用于化工機械制造中板材（見表1）校平工藝的九輥板材矯直機為例進行技術分析。

表1 幾種常用板材的牌號及性能

1 九輥板材矯直機的主要力學性能參數

衡量一臺矯平設備性能好壞的重要指標即板材矯后平直度，而平直度與板材在矯直過程中的塑性變形有關。表2為計算所得的設備力學性能參數，這些參數均以板材在矯直過程中在橫截面上沿高度方向（即板厚）產生80%以上塑性變形區，并使板材上下表面變形應力均勻為依據。

表2 九輥板材矯直機的主要力學性能參數

2 九輥板材矯直機的基本技術參數

通過以上力能計算，矯直機基本參數設定如表3所示。

表3 矯直機基本參數

3 九輥板材矯直機的主要結構

本矯直機由本體部分、主傳動系統及電控系統組成，如圖1所示。

圖1 九輥板材矯直機結構

本體部分主要由機架裝置、壓下機構、擺動機構、上下支承輥裝置、工作輥裝置、前后導輥裝置等組成。主傳動系統主要由萬向節軸、齒輪機座、減速機、制動器和主電機等設備組成。

（1）機架裝置

機架裝置（見圖2）主要由上橫梁、下橫梁、左機架、右機架及導輥組成，采用閉式焊接結構，所有矯正力通過橫梁作用在整體的機架上。另外裝有前后立導輥，可防止矯正時由于板材的歪斜而磨損機架。

圖2 機架裝置

（2）壓下機構

壓下機構（見圖3）是用來實現上工作輥的升降機構。由壓下電機通過兩對蝸輪減速機傳動四根壓下螺絲，而壓下螺母是固定在機架上的，所以壓下螺絲在轉動過程中可帶動擺動機構的升降，固定在擺動機構上的上工作輥和上支承輥也隨之一起升降，以達到調整開口度的目的。

圖3 壓下機構

（3）擺動機構

擺動機構（見圖4）用來實現上排工作輥沿矯正方向傾斜，形成上下排工作輥輥縫間隙值入口端較小（板材變形量較大）、出口端較大（板材變形量逐漸減小），以提高矯正質量。工作過程中，由擺動電機通過擺動蝸輪減速機傳動給偏心軸，使擺動梁傾斜，從而上排工作輥也隨之傾斜。其擺動量通過位移傳感器顯示出來，同時四組平衡彈簧用來消除壓下螺母和螺絲間的間隙。

圖4 擺動機構

（4）多排支承的輥系布置方式

上下工作輥各設置了3排支承輥，上支承輥和工作輥采用布棋式設置，下支承輥和工作輥采用對頂式設置，這樣增加了工作輥的剛性，利于排屑。在每排支承輥的底部設有斜鐵調整機構，可手動調整支承輥的上下位置，使其與工作輥保持良好接觸。輥系布置示例如圖5所示。

圖5 輥系布置

（5）上、下工作輥裝置

工作輥裝置是進行板材矯正的主要部件，九根工作輥（上排四根，下排五根）交錯布置排列，如圖6所示。

上排工作輥軸承座固定在擺動機構上，其兩端為圓弧形，當工作輥傾斜時，能保證與機架窗口有良好的接觸。下工作輥固定在機架窗口的底面上。上工作輥的工作行程通過FX33T交流高精度位移傳感器和指針雙重顯示，以上下工作輥公切線為零，向上為正，向下為負。

圖6 上下工作輥排列

（6）主傳動部分

主傳動部分由主電機、減速機、齒輪機座及萬向節軸等組成。傳動系統由一臺直流電機通過聯軸器→減速機→齒輪機座→萬向節軸→工作輥裝置，使設備轉動運行。

減速機內部齒形采用漸開線硬齒面齒形，齒面淬火后進行磨齒。其優點是傳遞力矩大，使用壽命長，采用油池潤滑。齒輪機座采用90#工業齒輪油稀油循環潤滑，在外部有油流指示器和壓力表顯示，潤滑效果好，延長了設備的使用壽命。電控部分與其有聯鎖信號，只有在稀油泵啟動的前提條件下設備才能啟動工作，以防止齒輪機座在無潤滑的情況下工作。

萬向節軸選用球籠式萬向聯軸器，其具有傳動力矩大、等速傳動平穩、維護量小的特點。

4 結束語

由以上技術分析可知，采用九輥板材矯直機進行備料鋼板的校平，大大提高了生產效率和校平精度，降低了工人的勞動強度，提高了產品的市場占有率和競爭力，可創造很高的經濟效益和社會效益。

The Application and Analysis of Roller Leveller in the Preparation Process of Chemical Machine Manufacture

Wu Qingjun Zhao Dong

Take a nine rollers leveler as example for the material preparation process,this paper introduces the application for the chemical machine manufacture,including property of the rollers arrangement,mechanics performance parameter and structure of roller leveller.

Roller leveller;Manufacture of chemical machine;Preparation process；Steel sheet；Leveling

TQ 050.5

*吳慶君，女，1972年1月生，助理工程師。淮南市，232033。

2011-04-08）