矫直机模型研究 ppt课件
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矫直机第1章前言拉伸弯曲矫直机应用于精整机组中,对薄带材进行矫直.目前,国外已经开发生产出多种机型,并已广泛应用.我国尚在研制开发阶段,需加速发展独立成套.1.1 拉弯矫直机及其发展由于冷轧带钢中存在较大的残余应力,使得板面产生波浪和翘曲,不能满足用户的使用要求,需要对其进行矫直.板带材的矫直设备主要有以下三种形式:辊式矫直机,拉伸矫直机和拉弯矫直机.辊式矫直机对中厚板矫直效果良好,而对于薄带材则效果较差;拉伸矫直机依靠夹紧装置或张力辊组产生拉伸变形,使带材产生一定的塑性变形而达到矫直的目的,但由于张力较大,会降低带材的机械性能.基于以上原因便产生了拉弯矫直机,他综合了拉伸矫直机和辊式矫直机的优点,用较小的张力使带材产生较大的塑性变形,达到矫直带材的目的.这种设备对于薄带材矫直效果非常好,便于成卷作业,在薄带材矫直中逐渐取代了其他两种形式的矫直机.早期的拉弯矫直机只是拉伸矫直机和辊式矫直机的简单组合,见图 1.1a,矫直效果并不显著.后来出现了如图1.1b所示类型的拉弯矫直机,这种矫直机既减少了矫直辊的数量,又达到了较好的矫直精度.经过不断的开发研究,近年来又出现了多重拉弯矫直机,如图1.1c,使用了两组以上的矫直辊组,并增加了支撑辊的数目,提高了矫直辊的抗弯刚度和强度,这样就可以矫直高强度的薄带材.拉弯矫直机的设计制造方法,在国外已较为成熟,而国内只作过小型样机及理论探讨,还未达到在生产中应用的程度.设计拉弯矫直机的难点是矫直理论相当复杂,张力辊组的速度和张力控制也较复杂.图1.11.2 翁格勒拉弯矫直机的结构与特点下面通过武钢冷轧厂从德国(Ungerer) 机器制造有限公司引进的拉伸弯曲矫直纵横剪机组来认识一下这一类矫直机的结构特点。
1.2.1 拉弯矫直机的特点拉伸弯曲矫直机主要由三部分组成。
一部分是带有弯辊调节装置的23 辊式矫直机本体;另一部分是张力辊组(也称S 辊组) 和传动部分。
1.2.1.1 弯曲矫直机弯曲矫直机为23 辊式,辊径为25mm。
1. 全液压矫直模型的建立1.1 引言为了在板材生产中获得平直的成品板材就必须使其纵向纤维或纵向截面又曲变直,横向纤维或横向截面也由曲变直。
实现这一要求的工艺过程叫做矫直,矫直与弯曲是两个相反的工艺过程,但它们的变形机理是相同的。
在辊式矫直过程中,板材通过交错排列转动着的矫直辊时受到多次反复弯曲,依次发生弹塑性变形,其初始板形缺陷在这个过程中逐渐的减小,直到达到板材平直度的要求。
全液压辊式矫直机矫直过程中,矫直辊间的辊缝、矫直辊的矫直力和扭矩以及弯辊量和边辊量等参数对板材矫直起决定作用,为了达到板材平直度的要求,必须对矫直过程详细分析和建立准确的矫直模型。
本章通过解析的方法,给出了辊缝、矫直力、扭矩、弯辊量等参数的计算公式,建立了全液压矫直机的矫直模型。
1.2 金属板材弹塑性弯曲的基本概念为了简化对弯曲的分析,在建立矫直模型时做了一些假设:板材在辊式矫直机中的弯曲变形时受纯弯曲,这样,材料力学中关于弹性弯曲的平断面假设对于弹塑性弯曲同样适用;由于板宽/板厚值较大,忽略材料沿板宽和板厚方向的变形对弯曲的影响;忽略矫直过程中摩擦对材料变形的影响;忽略板材矫直速度队屈服强度的影响;材料符合Von Mises 屈服条件。
1.2.1 弯曲变形与应力情况1.2.1.1弹塑性变形的力学特性板材在发生弯曲变形后,必然要引起一侧表面的纤维延长,另一侧的纤维缩短。
因为横截面要保持平面,所以沿截面高度,中间必有一层纤维的长度不变,这一层纤维称为中性层。
矫直过程中,板材在受到矫直辊施加的外力矩作用下,沿中性层上、下各层的纤维分别产生拉伸、压缩变形。
通常把板材中既有弹性变形又有塑性变形的弯曲,称为弹塑性弯曲。
金属材料在发生弹塑性变形时应力与应变之间不再遵循全量胡克定律而呈现某种非线性关系。
弯曲中弹性变形是由零值到弹性极限值的全部变形内容;弯曲中的塑性变形是超过弹性极限后到工件边层最大变形值的全部变形内容。
它们各占的比重都较大,既不能忽略弹性变形,也不能让边层最大变形达到强度极限变形而使边层金属产生裂纹导致板材报废。