基于中板4300矫直机参数计算的研究

孙海玲（鞍钢教育培训中心，辽宁 鞍山 114032）

基于中板4300矫直机参数计算的研究

孙海玲
（鞍钢教育培训中心，辽宁 鞍山 114032）

通过对鞍钢中板厂中板4300矫直机的参数进行重新计算，制定出了矫直辊修复、报废的标准，推算出现有电机功率条件下的最大矫直板厚，并对该矫直机的入口、出口压弯量和上辊组倾斜角度等参数进行了精确计算，为矫直机的正确使用和维修维护提供了可靠的理论依据。

矫直机；最小辊径；电机功率；压弯量

一、概述

矫直机是对金属型材、棒材、管材、线材等进行矫直的设备。矫直机通过矫直辊对棒材等进行挤压使其改变直线度。一般有两排矫直辊，数量不等。也有两辊矫直机，依靠两辊（中间内凹，双曲线辊）的角度变化对不同直径的材料进行矫直。主要类型有压力矫直机、平行辊矫直机、斜辊矫直机、旋转反弯矫直机等。

二、矫直机矫直原理

辊子的位置与被矫直制品运动方向成某种角度，通常有2～3个大的主动压力辊，由电动机带动作同方向旋转，另一边的若干个小辊为从动压力辊，他们是由旋转着的圆棒或管材摩擦驱动旋转的。为了达到辊子对制品所要求的压缩效果，这些小辊可以同时或分别向前、向后调整位置，一般辊子的数目越多，矫直后制品精度越高。制品被辊子咬入之后，不断地作直线或旋转运动，因而使制品承受各方面的压缩、弯曲、压扁等变形，最后达到矫直的目的。

三、矫直机参数计算

中板4300矫直机是中板厂重要设备之一，主要是用来实现在线矫直，以消除钢板在轧制和冷却过程中产生的不平直缺陷，使钢板平直度符合国家标准，适应市场需求。其工作状态直接影响中板生产及产品质量。长期以来，矫直机的矫直辊修复、报废没有统一标准，而现场急需这个标准使备件储备正常运转。故此，需要对矫直机的参数进行重新计算，然后制定解决方案。

1.辊径

矫直辊的主要任务是使工件得到矫直所需曲率的压弯，其次还需考虑咬入条件和强度上的需要。矫直所需压弯曲率AW要明显大于弹性极限曲率，其增大的倍数与工件材质和断面有关。矫直辊半径：

CW断面均匀形，CW=3～4，H为板厚。

上述公式所得辊径为最大辊径，最小辊径应根据接触强度来讨论。矫直压力有可能使工件表面产生塑性变形，也可能使矫直辊表面产生疲劳剥蚀。故需用圆柱面与平面的接触应力来限制辊径。

即塑性弯矩与弹性极限弯矩之比。

将H=30mm，σt=350MPa代入上式，

则：Dmin=203.4，此处取220。

2.电机传动功率

由于此矫直机为热矫直，矫直温度为500～750℃之间，普通碳钢σs为300～350MPa，厚度为8～40mm，板宽2000mm，弹塑性弯矩极限值：

式中：M——作用在辊子上的总传动力矩，kN·m；

Mb——轧件弯曲变形所需力矩，kN·m；

Mk——克服轧件与辊子之间滚动摩擦所需力矩，

kN·m；

Mm——克服滚子轴承的摩擦及支承辊与工作辊

间的滚动摩擦所需力矩，kN·m；Kn——矫正方案系数，2；

f——轧件和辊子之间的滚动摩擦系数,0.2mm；P——两辊间距，290mm；

μ1、μ——工作辊和支承辊轴承摩擦系数，

取0.004；

d、d1——工作辊和支承辊的辊颈直径,130mm；f1——工作辊与支承辊间的滚动摩擦系数，0.05mm；

c——压力分配系数，0～1之间，取0.7。

经计算：

Mb=62kN·m；

Mk=12.4kN·m；

Mm=0.27kN·m；

M=74.67kN·m。

若矫直速度V=1.9m/s,η=0.85，则矫直功率

N=M2V/Dη=564kW。

此矫直机电机功率为280kW，和计算功率有一定的差距。以280kW的功率反推能矫直板厚28mm，而现场设定的安全销电流过小，从而产生安全销熔断，若按280kW设定安全销应为1272A。

3.压弯量

根据不同规格、材质、原始曲率进行压弯量的计算，为计算简化，假定原始曲率比C0相同。

原始曲率比：

式中：A0——原始曲率；

At——弹性极限曲率。

按照线性递减原则制定压弯方案，只要把入口处的压弯量及出口处的压弯量确定之后，即可调整辊组的倾斜度，以入口压弯挠度Cε≤5来确定压弯挠度比及出口压弯挠度δw。

上辊组的倾斜度：

矩形条材可按小变形反弯矫直所需压弯挠度。

四、结语

通过对矫直机参数的重新计算，使现场生产对基

本参数的确定和力学参数的计算能够更准确、更合理。并且在该参数修改后的一个周期内没有发生过任何问题，矫直后的产品满足质量要求，为该厂创造了良好的经济效益。

［1］崔甫.矫直原理与矫直机械［M］.冶金工业出版社.

［2］施东成.轧钢机械设计方法［M］.冶金工业出版社.

［3］王海文.轧钢机械设计［M］.机械工业出版社.

TG333.2+3

B

1671-0711（2015）08-0052-02

（2015-04-13）