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第三节 矫直设备 一、 矫直基本概念与设备 （一）轧制产品几何缺陷 在轧制生产中，由于轧件的温度不均、轧制过程中的变形不均、轧后的冷却不均及其他因素的影响，致使轧制出来的产品常常出现弯曲等现象，都将其归结为轧制产品的几何缺陷： 1．板带材的瓢曲和波浪弯 1）瓢曲——板材的纵横向同时出现浪弯，呈瓢形凸起或凹下； 2）波浪弯——板带材纵向出现的单边或双边浪弯。 2．异型材不均匀变形 1）弯曲——由于冷却不均匀导致的侧向弯曲，如钢轨等； 2）扭曲——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； （二）矫直的定义 在金属型材或板材的弯曲部位施加足够大的反向弯曲或拉伸变形，使该部位产生一定的弹塑性变形，当外力去除之后，型材经过弹性回复后达到平直，这一工艺过程就称为矫直。 矫直机基本型式 （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，矫直机分为: 1．压力矫直机 （1）工作原理：型材安放于活动压头和两固定支点之间，利用一次反弯的方法进行矫正； （2）特点：设备结构简单，效率低，只能矫正简单弯曲，主要用于大型型材补充矫直。 （3）辊式矫直机的结构 1）板材矫直机 2）型钢矫直机 （A）悬臂式（开式）矫直机 （B）闭式矫直机 3．管棒材矫直机 1）工作原理：圆柱形管棒材边前进边旋转，通过上下两排具有特殊形状、轴线相互交叉矫正辊，获得与其轴线对称的平、直管棒材； 2）特点：矫正辊多采用悬臂式布置，调整和维修方便，连续工作，生产效率高，矫正质量好。 5、拉伸弯曲矫直机 拉伸弯曲矫直机结构图 二、 矫直原理 （一）压力矫直的实质 （1）轧件在外负荷弯曲力矩作用下产生的弯曲变形过程。 （2）当轧件矫直弯曲变形时，在轧件中同时存在着弹性变形和塑性变形。 （3）在外负荷弯曲力矩作用下弹塑性弯曲变形阶段和除去外负荷弹性回复阶段。 （二）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： （1）弹性弯曲局限状态；（2）弹塑性弯曲状态； （3）纯塑性弯曲状态。 （三）压力矫直基本原理 1．原始曲率——轧件初始曲率，用1/r0表示； 2．反弯曲率——为使轧件平直而施加的与原始曲率相反的曲率，用1/ρ表示； 3．弹复曲率——外力去除后，轧件的弹性回复曲率，用1/ρy表示； 4．矫正准则——反弯曲率等于弹复曲率(1/ρ=1/ρy) 。 （四）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，辊式矫直机的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以消除曲率的不均匀，从而使弯曲曲率从大逐渐变小而使其平值。 三、辊式轿直机基本参数 1．辊距t 辊距t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。变形与金属的强度、几何尺寸有关，可以得到最小和最大允许辊距： （受强度限制）； （受矫正质量限制） 式中 σs——金属屈服极限； h——被矫板材厚度mm； E——矫直辊弹性模量。 上述辊距t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。 2．辊径D 矫直辊辊径取决其强度，根据已确定的辊距确定。 3．辊数n 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证矫正质量的前提下，使辊子数目尽量少。 4．辊身长度L 板材： 型材： 取决于孔型数目。 5．轿直速度v 矫直速度主要根据生产率来确定，还要考虑到被矫产品的种类。 * * 矫直机的作用：保证产品的平直度 2．辊式矫直机 （1）工作原理：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； （2）特点：设备结构较复杂，连续工作，生产效率高，主要用于板材和型材矫直。 4、拉伸矫直机（张力矫直机） 1）工作原理：对薄板带两端施加张力，达到矫平的目的。 2）特点：需要较大的张力，故能耗较大。 1）工作原理：结合连续式拉伸矫直和辊式矫直的特点而发展起来的，由两组张力辊及位于中间的弯曲辊和矫平辊组成。由张力辊的张力和弯曲辊形成的弯曲应力叠加的合成应力，矫平带材。 2）特点：能耗小矫平质量高。 D/t 矫直机类型 0.75～0.9 型钢矫直机 0.7～0.75 厚板矫直机 0.85～0.9 中板矫直机 0.9～0.95