探討輥式型鋼矯直機的機械結構論文
1設計中具體參數的確定
1.1輥徑參數的確定
通過機械結構設計和數值分析計算得出,輥子的抗彎強度和剛度隨着輥徑的變化而變化,根據實際工藝經驗,輥距與輥徑成正比,其關係為D=Kd(其中D為輥直徑,K為比例係數,一般取0.75~0.9,d為輥距)。
1.2輥距參數的確定
在實際工程中,輥距參數的選擇過大,會造成矯直的鋼件的變形不夠,造成矯直質量差,並且也不利於機器的入料。輥距參數的選擇過小,會直接增加矯直力,使設備容易磨損,同時也容易對工件引起局部應力集中,壓潰工件。所以在實際的工程和工藝中,要即保證滿足矯直質量,又不損壞工件的情況下,合理選擇輥距參數。
1.3矯直質量工藝
矯直要使得型鋼彎曲到其材料對應的最大彈復曲率,為保證材料的最大彎曲,應按照圖1式子計算。其中,h為軋件高度,單位mm;R為矯直輥半徑,單位mm。P是材料的彎曲半徑。
1.4最小輥距確定
最小輥距通過接觸應力條件或接軸扭轉強度確定,選取二者的較大者作為最小輥距。憑藉實際經驗,在所有工件中,圓鋼的高度最低,工字鋼最高,一般依據圓鋼確定最大輥距,工字鋼尺寸確定最小輥距,就能很好的適應加工工藝。最大輥距由矯直質量或滿足最小上料條件確定,選取二者的較小值作為最大輥距。
1.5矯直輥強度的設計
矯直輥的自身的強度一般都遠遠大於工件的強度,所以一般情況下只考慮彎曲強度,彎曲強度不足的時候,可以增加相應的支撐,以多個點來吸收壓力。
1.6輥數的確定
一般參照具體的企業生產能力和工藝的需求,對小型鋼件一般7到11根,大型鋼件取7根左右
1.7矯直速度的確定
鋼件的矯直速度一般取決於生產任務的選擇,一般在0.8-2m/s的範圍內,小型鋼件的矯直速度最高,經濟效率最好。
1.8輥材料的選擇
工作輥直接與型鋼接觸,並相互擠壓,為了儘量減少輥子的磨損,保證矯直機可以長期穩定的工作,長期工作在擠壓的惡劣工況下,就要求輥子表面要有足夠的硬度,表面要有較高的加工精度,有很好的抗彎抗扭曲強度。按照當前的工藝,若工作輥徑D<60mm,採用60crmov材料;當d=60~120mm時,採用90crvmo材料;當d>200mm時,採用9Cr材料。
2軟件上位機界面監控和計算
型鋼結構參數計算軟件的操作界面如圖2所示,此軟件只要輸入鋼件材料的規格,就可以直接得到型鋼矯直機的結構參數。例如輸入以下參數,輥距為1200mm,輥數為7根,型鋼圓鋼150mm.工字鋼190x500mm,矯直速度0.8~2.5m/s軟件計算結果:該矯直機輥間距離是1200mm,共有7根矯直輥,鋼件矯直加工速度是0.80-2.5m/s。從最終軟件計算結果看,該軟件計算準確,操作方便。以實際生產中的型鋼矯直機為軟件設計基礎,按照軋鋼機械設計的要求,充分考慮了實際生產過程中的工藝,為現代的輥式型鋼矯直機的設計提供了較為便捷的方法。
3結束語
從上述的`例子可以看出:軟件的理論計算的輥數與輥間距離能很好地滿足型鋼的加工需求。儘管軟件裏最大的矯直加工速度是2.5m/s,但是在實際的生產過程中,矯直速度可以根據生產用料的快慢,適當修改,以滿足生產的為準。矯直中要充分考慮鋼件材料的收縮,彈性復原,軟件理論計算為指導,工藝上保證型鋼的充分的彈塑性彎曲,充分發揮設備能力,節能降噪。通過以上的理論分析,數學模型的建立與仿真,文章以上提出的矯直計算理論依據,基本上滿足了日益更新的鋼件矯直工藝,與以往老式經驗工藝上所得的數據比較接近,具備一定的實際應用價值,為常用鋼件的矯直工藝的可參照的依據,對設計和開發鋼件矯直機的廠家有指導意義。
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