ZLW10型矯直機的設計及應用

李建為，楊毅勇，孟浩然，王允中

（濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司，山東 濟南 250022）

ZLW10型矯直機的設計及應用

李建為，楊毅勇，孟浩然，王允中

（濟南鑄造鍛壓機械研究所有限公司，山東 濟南 250022）

介紹了一種矯直機，用于U型梁在輥壓生產過程中出現側彎、翹曲、扭曲等缺陷時的矯直。該矯直機具有精確的量化調節能力，可實現針對U型梁的自動矯形功能。

矯直機；數控輥型；U型梁；缺陷

U型梁是一類經濟高效的型材，廣泛應用于機械制造、橋梁建筑、鐵路、石油化工、汽車等行業。目前U型梁的生產大多采用高強度板經輥壓成型，成型過程中會出現產品缺陷。隨著U型梁生產規模的擴大以及用戶對產品質量要求的提高，作為U型梁生產最后一道精整工序的矯直技術在U型梁生產中的作用越來越重要。本文對我公司生產的ZLW10型矯直機的工作原理及其特點進行了介紹。

1 ZLW10型矯直機簡述

ZLW10型矯直機是我公司數控輥型生產線[1]中的一個組成設備。該型矯直機具有針對不同規格U型梁的自動精整矯形功能，能夠實現針對腹面寬度160 mm～360mm、翼高50 mm～110mm、厚度5 mm～10mm范圍內的U型梁的矯形功能。該型矯直機主要由固定底座、外框架、滑塊、轉盤、前后支撐架、成型輥以及8個獨立的配有旋轉編碼器的驅動調節電機等部件組成。該機能夠實現U型梁在生產過程中出現的側彎、翹曲、扭曲等缺陷的矯形工作，還能夠通過水平方向和豎直方向的移動來調節與之配套的前后設備之間的位置關系。該型矯直機真正實現了自動矯形、一機多用的功能，為客戶最大程度地節省了設備調試時間和設備生產成本，并實現了U型梁生產過程的自動化。

2 ZLW10型矯直機矯直原理

根據U型梁成形工藝，在由板料經過輥壓成型機組逐漸彎曲變形成形過程中，存在彎曲變形產生的應力與板帶中存在的殘余應力相結合的現象，使板帶偏離成形線[2]，從而出現U型梁生產過程中的側彎、翹曲、扭曲等缺陷。針對這些缺陷，ZLW10型矯直機分別設置了可調節的滑塊、轉盤、前后支撐架、矯直輥等部件用于完成U型梁的矯形工作。如圖1、2、3所示為ZLW10型矯直機的結構示意圖。

圖1 ZLW10型矯直機進料端

圖2 ZLW10型矯直機出料端

型材矯直的基本原則為：（1）對于具有側彎、翹曲等缺陷的型材，通過矯直機構沿相反方向施加足夠的壓力，使其產生永久變形，如果沿相反方向的變形量合適，那么回彈之后，型材就能被完全矯直；（2）對于型材在某個方向產生的扭曲變形，矯直機構必須沿相反方向旋轉型材，從而產生永久的塑形變形，如果旋轉角度合適，則回彈之后，型材將不再扭曲[2，3]。

ZLW10型矯直機整機安裝于固定底座上，底座通過地腳螺栓和調平墊塊固定于地基基礎上，在固定底座上安裝有兩個橫向導軌，該導軌可使外框架在電機和螺桿的作用下橫向移動，用于保證U型梁順利進入矯直機，也能夠方便調節矯直機與輥壓成型機組左右方向過料中心線的一致性。

圖3 ZLW10型矯直機側端

外框架用于支撐整個工作部位，在框架的兩側各有一個豎向導軌，該導軌可使滑塊在電機和螺桿的作用下上下移動，用于保證U型梁從輥壓成型機組出來后能夠順利進入矯直機，也能夠通過調節高度使矯直機與輥壓成型機組在豎直方向上過料高度的一致性。

滑塊用于支撐整個矯直工作部位，在滑塊中間加工有圓形孔，用于轉盤的旋轉。轉盤通過電機和螺桿的作用，可在滑塊上轉動。轉盤的轉動帶動安裝于其上的前后矯形輥發生偏轉，用于實現對U型梁的扭曲缺陷進行矯形。

進料端的橫輥和上立輥通過電機帶動絲杠來調節開口距離，用于不同寬度規格U型梁的矯形。立輥微調電機通過螺桿調節立輥和橫輥之間的間距，用于不同厚度規格的U型梁通過。通過調節立輥和橫輥的間距實現對U型梁側彎的矯形。

進料端下立輥采用分片式，由三個立輥和剖分式墊片組成，可通過調節剖分式墊片的排列，改變三個立輥的間距，實現不同寬度U型梁的矯形。三個下立輥安裝于活動輥座上，該活動輥座通過電機帶動螺桿可上下移動，用以改變下立輥與上立輥的間距，以實現不同厚度規格的U型梁矯形。同時也可以通過調節下立輥與上立輥的間距使U型梁能夠順利通過。

出料端上立輥和下立輥也均由分片式立輥組成，中間安裝剖分式墊片。上下立輥軸間距固定，安裝于同一個活動輥座上，輥座通過電機帶動螺桿可上下移動。通過進料端立輥與出料端立輥的高度差來實現對U型梁翹曲的矯形。

ZLW10型矯直機各調節電機均采用獨立控制程序，能夠實現單獨動作。每個電機均配有旋轉編碼器，用于記錄電機的工作狀況，根據電機的工作狀況通過編程計算進而可得出各矯形輥的工作狀態。后期可再開發出U型梁生產在線檢測[4]功能即可實現ZLW10型矯直機的在線自動矯形。

3 結束語

本文介紹了我公司設計生產的ZLW10型矯直機的基本結構，以及對U型梁生產過程中出現的側彎、翹曲、扭曲等缺陷的矯直原理。根據湖北某用戶現場反饋，該型矯直機能夠很好地實現U型梁的矯型功能，大大提高工作效率，將原先由工人憑經驗調節矯形，轉變為精確的量化調節。同時，該型矯直機配合我公司設計生產的數控輥型生產線，即能夠實現各型號U型梁的自動化生產。

[1]張新生，劉長勇，楊毅勇.汽車縱梁冷彎成形生產線的研制[J].鍛壓裝備與制造技術，2006，41（2）：28-30.

[2]George T.Halmos，著.劉繼英，艾正青，譯.冷彎成型技術手冊[M].北京：化學工業出版社，2009：62-63.

[3]杜海波.異形條鋼矯直機的設計 [J].鍛壓裝備與制造技術，2011，46（6）：61-63.

[4]曲 杰，施印霞，徐成彤，等.汽車縱梁冷彎成形設備電氣控制的設計與實現[J].鍛壓裝備與制造技術，2008，43（1）：26-29.

The design and application of ZLW10 type straightening machine

LI Jianwei，YANG Yiyong，MENG Haoran，WANG Yunzhong
（Jinan Foundry&Metalforming Machinery Research Institute Co.,Ltd.,Jinan 250306，Shandong China）

A new kind of straightening machine for U beam has been introduced in the text,which deals with lateral bending,warping,distortion in the rolling production process.It has accurate quantitative adjustment capacity,which can automatically straighten the U beam.

CNC rollforming line;Straightening machine;Straightening for defects of U beam

TG333.2+3

A

10.16316/j.issn.1672-0121.2016.01.024

1672-0121（2016）01-0083-02

2015－11－10；

2015－12－22

李建為（1984-），男，助理工程師，從事鍛壓機械設計研發。E-mail：zhumentreni@163.com