典型辊系钢管矫直机矫直盲区的研究

主要研究了交错辊式和对置辊式两种典型辊系钢管矫直机在矫直工艺中产生的矫直盲区现象。分析了这两种钢管矫直机矫直盲区的形成原因,以及矫直盲区的位置与大小,并通过分析影响矫直盲区范围的辊距、有效辊身长度和辗压重叠系数等因素,提出了减小钢管矫直盲区以及提高钢管矫直质量的方法。     

六辊矫直机矫直钢管管端的理论研究

探讨了六辊矫直机矫直钢管的变形受力及其改善状况。提出了六辊矫直机对辊压扁椭圆矫直法。合理选择矫直辊间距和矫直辊装设角是提高钢管矫直精度的重要途径,合理选择中间辊的弯曲矫直压下量是全面提高钢管矫直质量的关键。     

管材十辊矫直机矫直过程与矫直精度分析

从多斜辊矫直原理以及材料的弹塑性变形机理出发,给出了管材十辊矫直机主要的矫直参数以及合理的矫直辊辊型数据和优化修正数据,建立了矫直辊的三维模型。利用MARC对管材十辊矫直机的矫直变形过程进行了有限元模拟,研究了矫直过程中压弯量、压扁量、矫直速度和辊子倾角对矫直效果的影响,并确定了最佳矫直参数。分析了参数对矫直质量的影响规律,并对矫直效果进行了优化,提出最佳矫直方案。最后,通过试验验证了方案可靠性。     

大直径薄壁钢管用六辊矫直机的设计

介绍了一种新型六辊矫直机的设计方法。该方法改进了矫直机上下矫直辊结构,加长了矫直辊辊身长度,增加了钢管与矫直辊在单位长度上形成的包络范围,同时增加了新型边侧辊装置。通过上述改进设计,解决了大直径薄壁钢管在传统六辊矫直机矫直过程中容易产生的钢管跑偏、矫直变椭圆、钢管断面畸变等质量缺陷问题,显著提高了钢管的矫直精度和成品质量。     

二斜辊矫直机辊形曲线选择及矫直机理研究

针对棒材二斜辊矫直机单向和双向反弯辊形曲线选择问题,以分段曲率旋转反弯矫直理论为基础,利用MSC.MARC软件对两种辊形曲线对应矫直过程进行建模和有限元模拟,通过对后处理结果中棒材表面摩擦特性、应力、塑性应变、矫直力等参数的对比,较详细地阐明了单、双向反弯辊形对应的矫直机理、矫直过程的特点及各自的优缺点。为验证模拟结果,分别在小型二斜辊矫直试验机上对两种辊形曲线情况下的矫直精度、棒材表面质量及矫直力等参数进行了分析对比,现场试验数据较好地验证了有限元模拟结果。并通过总结模拟和试验结果提出若干以棒材用途和生产成本控制为导向的辊形选择原则。     

美国《313》型钢管矫直机存在问题探讨

一、概述现今,矫直钢管和棒材,以应用斜辊式矫直机最为普遍。该机与其它结构形式的矫直机相比,生产率高,矫直质量好。通常,斜辊式矫直机有二辊、五辊、六辊和七辊等。从结构上又分为卧式和立式两种。为了适应大口径钢管生产发展的需要,美国于1946年生产了一种结构新颖的《313》型斜辊式钢管矫直机。该矫直机和通常的斜辊矫直机相比较,具有体积小,重量轻,调整方便,生产率高以及矫直质量好等优点。特别是用于矫直大口径和高强度合金钢管,其优越性则更为突出。《313》型矫直机在国外钢管生产中已经普遍使用,并已发展成为定型的系列     

管材六辊矫直机改进辊型计算及矫直精度检测装置

为了提高管材矫直精度,改进目前管材矫直机的检测装备,针对管材头尾难以矫直的问题,基于六辊矫直原理,采用双曲线辊型和反弯辊型相结合的复合辊型管材矫直机,对管材全长进行了矫直,并分析了弯曲变形中应力、应变、曲率之间的关系;在管材六辊矫直机上,对其中间一对辊采用了反弯辊型,改进了管材端部的矫直效果。同时,设计了检测管材平直度的装置,精度达到0.01 mm,用以检测管材矫直产品是否满足要求;若不满足,则测出误差数据,并将该数据反馈至生产设备以便及时调整,从而生产出高精度的产品。研究结果为实际管材矫直的在线检测提供了理论支持。     

关于板材辊式矫直机辊数的分析研究

从理论计算的角度,给出了大变形、小变形矫直方案辊数确定流程图,并以5辊和7辊为例,从矫后残余曲率、达到的最大塑性变形率、矫后钢板厚度方向的残余应力、矫直力、功率等多方面深入分析辊数多少的区别,为板材辊式矫直机辊数选取时提供依据。     

Branx六辊矫直机的技术特性

介绍了钢管六辊矫直机的优点,阐述了该矫直机的矫直原理,给出了确定轧辊参数的公式和辊型的加工方法以及采用自动控制系统后钢管的质量情况。     

中厚板辊式矫直机辊缝预设定模型的建立

中厚板辊式矫直机辊缝设定精度直接决定最终板形质量。以弹塑性弯曲变形理论为基础,对带钢经过各矫直辊时的弯曲曲率进行了设定和优化;将矫直过程中的带钢看作一个连续梁,计算带钢各受力点的弯矩,进而得到弯矩图和弯矩方程;根据曲率面积第二定理,计算带钢在各受力点的挠度即矫直辊的压下量。残余应力抽样检测结果表明,按计算结果设定辊缝可有效改善内应力,批量投产亦取得了很好的实际应用效果。     

矫直理论与参数计算(十)

2.辊系配置与辊数前节分析表明,斜辊矫直机的矫直质量与辊数没有直接关系,三个辊子就可以达到矫直的目的。而辊数多少取决于辊系的配置。辊系配置方式对斜辊矫直机来说是十分重要的,它对矫直机的功能、圆材的尺寸精度及形状精度都有决定性的作用。辊系大致可以概括为四种类型,如图3—6所示。     

棒材二辊矫直工艺设定参数模型研究

为了合理设定二辊矫直的工艺设定参数,降低现场对操作工人经验的依赖程度,实现棒材全自动矫直,基于平面弯曲弹复理论与空间几何关系,结合矫直过程棒材边进给边旋转而达到每旋转半圈反弯一次的特点,建立了棒材矫直全流程的弯曲弹复模型,获得棒材矫直全过程原始曲率、弯曲曲率、弹复曲率及残余曲率的演变过程;在此基础上,基于来料棒材及矫直机辊型,以要求的直线度为目标,建立了凹辊角度与凸辊角度寻优迭代模型;在该理论基础上,探讨了辊缝及导板间距的设定方法;在现场矫直机上进行了该工艺设定模型的验证。工艺参数设定值与现场实际矫直情况一致,应用该模型可实现棒材二辊矫直过程的自动控制。     

不同压弯量对无缝钢管斜辊矫直残余应力分布的影响

从研究2-2-2型无缝钢管斜辊矫直机矫直过程入手,基于大变形弹塑性有限元法,应用ANSYS/LS-DYNA软件建立了Ф88 mm×10 mm×2500 mm无缝钢管斜辊冷矫直的数值模型。通过模拟计算分析不同压弯量对钢管矫直后残余应力分布状况的影响,并与X-Ray衍射结果对比。模拟结果表明:矫直后钢管轴向、环向残余应力的峰值均随压下量的增大而增大;钢管轴向残余应力内表面为压应力,外表面为拉应力;环向残余应力从内至外逐渐由压应力变为拉应力,且越靠近内、外表面残余应力值越大。模拟实验结果与真实结果吻合。     

短钢棒矫直机矫直辊系受力分析与仿真

采用新型全自动短钢棒矫直机,对处于圆柱棒料状态下的钻头、圆柱铣刀等进行精密矫直,提高了产品的直线度和质量。根据旋转反弯矫直原理,建立矫直辊系作为短钢棒两端支撑并带动短钢棒旋转,通过改变压辊的压下量和位置实现矫直。基于多辊矫直机的辊系结构,建立十五辊矫直辊系包括上下矫直辊、支撑辊、上下主动辊和压辊,及其力学模型。利用MATLAB编程软件,计算辊系工作过程中各辊之间的接触力。利用ADAMS软件对模型进行简化、仿真,模拟各接触点的受力情况。在全自动短钢棒矫直机上进行实验,并将理论分析、仿真以及实验结果进行比较,验证理论分析和仿真结果的可靠性。     

钢管六辊快开矫直机液压系统的设计

针对某厂钢管矫直过程系统的技术改造,提出基于钢管六辊快开矫直机液压系统的设计方案,对液压站和液压系统进行了方案设计,对主要液压元件进行了计算及选型;同时对矫直机的控制系统及监控系统进行了说明。实际应用表明:改造后的矫直机过程系统具有矫直精度高、矫直速度快等优点,提高了钢管产品的质量。     

辊式板材矫直机开口量的确定

根据大变形矫直原理和三种假设条件,对影响辊式板材矫直机工作质量的开口量选择问题作了分析探讨,导出了比较合理的计算公式。     

斜辊矫直机矫直辊角度自动调整机构与控制技术

在生产中,矫直辊角度通常采用手动或电动调整,调整过程中存在误差。本文介绍了一种斜辊矫直机矫直辊角度自动调整机构,该机构由电机驱动一个顶杆,通过调整螺母、导套使顶杆做轴向移动,带动矫直辊托盘转动,使矫直辊旋转;由油缸驱动另一个顶杆,消除调整系统的间隙并锁定矫直辊;由控制系统实现矫直辊角度调整。实际使用证明,该机构调整准确、性能可靠、精度高。     

七斜辊矫直机应用程序设计与数值模拟

根据矫直理论,利用MATLAB GUI平台实现对2-2-2-1型七斜辊棒材矫直机的辊距、辊子斜角、压下量等工艺结构参数的计算,以及等距双曲线辊形的自动设计,并通过VBA技术实现等距双曲线辊形在CATIA软件中的自动绘制。以Φ60mm 20Cr钢为例,由程序计算所得工艺结构参数与辊形曲线,利用ABAQUS有限元分析软件对棒材矫直过程进行数值模拟,得到了矫直过程中的矫直力曲线、残余应力分布和矫直后棒材纵坐标分布曲线。在LGJ100七斜辊矫直机上进行试验验证。试验结果表明,理论计算与数值模拟的结果合理可行,对七斜辊矫直机的高效设计与实际矫直生产具有指导意义。     

斜辊矫直机矫直时转矩的简化计算方法

常采用斜辊式矫直机、旋转式矫直机和摆辊式矫直机来矫直具有旋转弯曲轴线的轧材。矫直过程中矫直机的载荷在理论上是难以准确地掌握的,对塑性变形功更是如此。因此,文献上所列许多已知的转矩计算方法并未证实旋转弯曲矫直时的变形功,它是通过效率系数或摩擦系数概略估算出来的。Pawelski和Fang-meier首先提出了在计算转矩时把变形功也计算在内的方法。另一个途径是本文作者在另一篇论文中推导出的传动转矩的计算方法,该计算方法同样考虑了弯曲产生的塑性变形功,下面我们对此方法作一介绍。     

斜辊矫直机辊型曲线的一种新算法

为了保证矫直质量 ,矫直辊应和管棒材呈线接触。基于此 ,本文从啮合原理的角度推导出了斜辊矫直机的矫直辊的理想型线 (双曲线 )。试验表明 :新算法与传统的包络算法相比 ,理论计算精度等级基本相同 ,但新算法表达方式更简练准确 ,使用新算法加工的矫直辊实际矫直效果更好