一种用于管材矫直的可调中心距的多斜辊矫直机介绍

矫直作为一种精整技术,在工业领域的重要性日益突出。可调中心距矫直是一种先进的矫直技术,实际生产中存在着矫直规格、品种多、批量小、矫直精度高的问题,可调中心距矫直能够解决这一矛盾,可实现一机多用,其应用前景十分广阔。生产实践证明,可调中心距矫直技术可用在大直径簿壁管、棒材矫直机上。

      目前,国内外的金属圆材矫直机其矫直辊基本都是呈对称式布置或交错式布置,且每一种矫直机只采用一种布置方式,辊子与辊子之间的中心距是不可以调整的。这样的结构使得每台矫直设备对圆材矫直都有了一定的限制,通常分为棒材类、管材类(根据壁厚不同区别也很大) ,各有其应用的基本范围,对超出基本范围部分的材料无法满足生产需要。根据被矫直产品的规格多、品种杂、批量小、且存在管棒材混合使用、更存在大直径簿壁管同时使用的情况,无法使用传统矫直设备在同一台机上解决。
      可调中心距矫直机是一种新型设备,可使以上难题得到有效解决,实现了矫直辊三维可调,可调参量为辊缝及反弯量、辊子角度和中心距。
1. 多斜辊矫直机基本工作原理
      目前,在金属加工领域存在规格多、品种杂的生产实际情况。国内外的金属圆材矫直机其矫直辊基本都是呈对称式布置(如图1所示)或交错式布置(如图2所示),且每一种矫直机只采用一种布置方式,辊子与辊子之间的中心距是不可以调整的(称为等辊距矫直机) ,这样使得每台矫直设备对圆材矫直的规格有了很大的限制。等辊距矫直机制造技术简单,但其辊距不能随被矫材料强度和规格的变化进行调整(见图1、2) 。
222辊系

222辊系

   可调中心距矫直机是在普通的多斜辊矫直机基础上研制而成,其基本工作原理同多斜辊矫直机,是依靠各辊之间的交错压弯使工件产生塑性变形,使工件在斜辊作用下绕其自身轴线旋转并在前进过程中经过反复弯曲而达到矫直的目的。
    可调中心距矫直机在普通的多斜辊矫直机基础上增加辊子中心距调整机构,实现矫直辊的三维可调,可调参量为辊缝及反弯量、辊子角度和中心距
2 辊距对大直径簿壁管材尺寸精度和表面质量的影响

      如果被矫直材料同时存在棒材及大直径簿壁管材时,那么辊距的确需要经过精确的计算及全面的考虑。由于大直径簿壁管材对矫直缺陷有很高的敏感度,如果矫直参数设置不当,矫直过程中矫直辊与铜管接触处很容易出现管材被压扁的现象,这种直接影响了管材的尺寸精度和表面质量。在矫直管材时,特别是矫直大直径簿壁管材时,矫直力应以管材的弹性极限压扁力为限来加以控制。当辊子抱紧工作时,在中间一对辊子向上抬起后,各矫直辊受力为∶
F1=1.35 Mt/Lg                               (1)
F2=3.685 Mt/(P—Lg /2—t /2          (2)
F3=F1                                            (3)
式中  Lg∶矫直辊辊身的工作长度(mm) ;P∶辊距(mm) ;t∶导程(mm) 。
      根据管材弯曲变形的内力平衡以及通过压弯试验推导得到最大的弹性压扁力∶
F21=Kb*Kb X (0.54 X b X d^2 X Cs)/R        (4)
式中  R∶为被矫圆材的外径(mm);
Kb∶辊身长度影响系数(取2~3) ;
b∶矫直辊与圆材的接触长度(mm) ;
d∶管壁厚度(mm) ;
Cs∶圆材的屈服极限(MPa) 。
       对大直径簿壁管而言,当矫直力F2<=弹性压扁力F21时,管材不会出现被压扁的现象,管材的尺寸精度和表面质量才能得到保证。由式(4) 可以看出,当被矫工件的规格、材质等确定后,其弹性压扁力为定值,要使关系式F2<= F21成立,只能通过改变矫直力F2值,而矫直力F2从式(2)中可以看出,要改变矫直力F2值,就要通过改变辊距来实现。所以,对于一台矫直机而言,如果同时存在厚壁管和簿壁管,那么可调中心距矫直对于管材的尺寸精度和表面质量控制变得很有必要。
3 可调中心距矫直机组简介
       本矫直机组共有七个矫直辊,采用2—2—2—1立式布置,第1,2,3对辊为传动辊,尾辊为从动辊。3个上辊及下第2辊高度通过压下(上)机构调整,尾辊的高度采用手动调整;矫直辊倾斜角(矫直辊的轴线与矫直中心线之间的夹角) 通过角度调整机构来完成;对辊与对辊之间的距离通过横移机构来调整。如图3所示,为2221型多辊可调中心距直径180mm七斜辊矫直机简图,其中辊距P调整范围为950 mm ~1300 mm。
可调中心距七辊矫直机

可调中心距七辊矫直机

4结论
      生产实践证明,可调中心距矫直技术可用在大直径簿壁管、棒材矫直机上,对超出基本范围规格的矫直,通过调整辊子中心距使矫直质量得到满足,可调中心距矫直技术有效扩展了一台矫直机的使用范围。
CKING|超金矫直