2800mm矯直機輥速差對板形及矯直輥的影響

高紅全

摘 要：2800mm矯直機工作輥在使用一段時間后（1-2個月），會出現輥面扭曲，板面出現橫紋現象。通過了解矯直四大曲率：原始曲率、反彎曲率、板形彈復曲率及矯直后的殘余曲率對板形的影響，計算矯直過程中鋼板經過各工作輥之間的速度變化量，進而確定工作輥之間“速度差”產生的“扭矩差”是對板形及矯直輥的主要因素，得出了相應的結論。

關鍵詞：矯直機;輥面扭曲;四大曲率;速度差;板面橫紋

0 引言

在平行輥板材矯直機的工作過程中，隨著矯直板材殘余曲率的減少，板材在各個矯直輥之間的運動速度將發生變化，板材的速度逐漸增大，而矯直輥的轉速相同，則在矯直板材的過程中產生“轉矩差”的現象。即前面矯直輥的出力大，后面的矯直輥由前面的矯直輥“推著走”的現象。轉矩差現象將造成板材縮尺，板材在矯直輥面上打滑，引起噪音，從而降低了板材的矯直質量。

為消除主傳動之間的轉矩，可采用單輥驅動代替集中驅動[1]，而中厚板板矯直機又不適合采用單輥驅動。從理論上講，通過改變各矯直輥間1：1的傳動比，使后面的矯直輥具有較高的速度，適應板材的速度變化，可達到減少或消除轉矩差的目的。

由公式[1]：

Δv-板材與相鄰兩輥接觸處速度差;vg-各矯直輥與板材接觸處圓周線速度，即矯直速度可根據工藝要求確定;Ai-板材在第i輥處受到壓彎并形成的曲率;Ai+1-板材在第（i+1）輥處受到壓彎并形成的曲率。

本文以輥式2800矯直機9-∮285/∮285×2800為例進行分析。九輥式矯直機共配置9個工作矯直輥，4個上排工作輥可以整體傾斜調整（如圖3所示）。這種調整方式可以使被矯板材的彎曲變形逐漸減小，符合板材矯直時的變形特點。

1、3、5、7、9為下排矯直輥，2、4、6、8為上排矯直輥

1 不考慮超前接觸的條件下計算反彎曲率半徑

如圖4所示，取矯直區內任意三個矯直輥（如3、4、5），在△ABC中，BD=R-p，而△ABC為直角三角形。

故：

整理后得：

式中：ρ-反彎曲率半徑;R-矯直輥半徑;P-壓彎量;t-輥距。

因為上輥是整體傾斜調整，所以上輥壓彎量呈線性分布，按工藝要求取p2=11.75mm，p8=2.94mm，取下輥壓彎量為相鄰兩上輥壓彎量的平均值。則按上式計算得到各輥處的壓彎量和反彎曲率半徑列于表1所示。

2 計算殘余曲率[2-3]

通過板材矯直過程中發生彈塑性彎曲變形時的彎曲力矩轉化為彈復曲率。

則：板材的彈復曲率為：

式中：I為板材的慣性矩，對矩形斷面。

則：板材的殘余曲率：

若取r0=±120mm，h=2mm，b=500mm，并按上下輥各矯直一個方向的原始曲率考慮，則按上述方法計算的各輥處的彎曲力矩、彈復曲率半徑和殘余曲率半徑列于表2中。

3 板材的速度變化量

利用表1、表2中的計算結果，按工藝要求當vg=0.2m/s時，可計算得到各矯直輥間板材的速度變化量（表3所示）。

由表3可以看出，當各輥轉速相同時，在各輥間運動的被矯板材確實存在速度差，并將由此引起“轉矩差”的產生。

4 結論

從理論上講，要想徹底消除“轉矩差”現象，須改變各輥的轉速，由于2800矯直機采用的是集中驅動，則需重新設計矯直機的分軸箱，改變其中齒輪的速比關系，使各輥驅動軸的轉速不同，才可達到目的。但這樣就會造成齒輪模數減小、齒數增大，同時齒輪的中心距加大，而使分軸箱尺寸增大和接軸長度增加，矯直機的成本大幅度增大，目前采用通過改變矯直機傾動值大小來改善輥面扭曲和鋼板橫紋問題。

參考文獻：

[1]崔甫.矯直原理與矯直機械[M].北京：冶金工業出版社， 2002.

[2]鄒家祥.軋鋼機械[M].北京：冶金工業出版社，1980.

[3]張景進.中厚板生產[M].北京：冶金工業出版社，2005.